Получение биметаллических заготовок центробежным способом

В связи с вышеизложенным совершенствование химического состава материалов валков является актуальной задачей и повышение качества материала рабочего слоя должно осуществляться с учетом особенностей их эксплуатации.

Выводы, цель и задачи настоящей работы

- Проанализированы возросшие за последние годы требования, предъявляемые к качеству мелющих валков для пищ

евой промышленности в области материалов, их физико-механических свойств и конструктивных параметров в зависимости от условий их эксплуатации на современном оборудовании, работающем с высокими удельными нагрузками.

- Установлено, что использование традиционного метода изготовления мелющих валков «промывкой» в условиях стационарного литья не удовлетворяет возросшим требованиям пищевого машиностроения по качественным и экономическим характеристикам.

- Определено перспективное направление в производстве биметаллических мелющих валков способом центробежного литья с горизонтальной осью вращения путем последовательной заливки металла рабочего слоя и сердцевины, позволяющее гарантировать их эксплуатационные свойства на уровне лучших мировых показателей.

- Выявлены проблемные вопросы по унификации конструктивных элементов центробежнолитых мелющих валков, в частности возможности перехода на серийное изготовление валков с полой бочкой для мельниц отечественного производства.

Из представленных выводов вытекают цель и задачи настоящей работы.

Глава П. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Объект исследования и общие методические положения работы

В соответствии с поставленной в работе целью объектом исследования являлись наиболее распространенные в пищевом машиностроении мукомольные валки с диаметром бочки 0,26 м и длиной 1 м.

Учитывая, что технические требования к мелющим валкам, используемым в пищевой промышленности, по основным параметрам — твердости металла рабочего слоя, его структуре, толщине рабочего слоя, составу металла рабочего слоя и сердцевины, а также размерам практически совпадают, допустимо распространить полученные результаты, касающиеся технологии изготовления бочек мукомольных валков.

Изготовление мукомольного валка, также как и всех других мелющих валков, состоит из ряда последовательных операций, которые заключаются в следующем [3, 39]:

- отливка двухслойной бочки валка;

- первичная механическая обработка бочки с внешней и внутренней поверхности и вырезка кольцевого темплета для определения качества металла у противоположного от начала заливки торца;

- механическая обработка бочки с расточкой торцевой поверхности под запрессовку полуосей;

- запрессовка полуосей;

- механическая обработка полуосей и шлифовка бочки;

- балансировка валка;

- нанесение микрошероховатости на поверхности бочки валка.

Отливку бочки валков осуществляли в условиях литейного цеха ООО «Орловский литейный завод имени Медведева». Чугун для отливки валков получали соответственно из индукционных тигельных печей емкостью ИCT-0.4.

Из печей чугун выпускали в ковш и передавали в заливочное отделение участка центробежного литья.

Для отливки валков использовали центробежные машины конструкции ЦНИИТМАШ (рис. 2.1).

Заливку осуществляли с помощью заливочного устройства, которое состоит из чаши и литниковой воронки, укрепленных на поворотном кронштейне.

Рабочий слой необходимого состава заливали во вращающуюся форму, строго контролируя его массу для получения необходимой толщины слоя.

Контроль массы заливаемого металла осуществлялся с помощью тензометрических весов марки KGW 5 с точностью показаний ±0,1%.

Первичная механическая обработка бочки валка и отрезка темплета для исследования качества металла производилась на токарном станке.

Толщина вырезанного темплета составляла 0,01 м, а расстояние от торца бочки до вырезаемого места 0,05 м.

Механическая обработка бочки и расточка отверстий под запрессовку цапф осуществлялась на токарных и расточных станках.

Для валков типа А1-БЗН диаметр отверстия под расточку составляет 0,16 м, а глубина 0,2 м с обеспечением необходимой точности размеров с допусками под прессовую посадку для последующей запрессовки цапф.

Запрессовка цапф осуществлялась в холодном состоянии на прессе (модель П6736 объединения «Прессмаш»).

В качестве материала полуосей использовалась сталь марки 45 (ГОСТ 1050-88) или сталь марки 40Х (ГОСТ 4543-71) с твердостью после термообработки HRC = 31 .36.

Рисунок 2.1 - Опытная центробежная машина на литейно-металлургической базе ЦНИИТМАШ

2.2 Методы исследования структуры и физико-механических свойств металла отливок

Металлографические исследования проводили на образцах, взятых из темплета, вырезанного в поперечном направлении бочки валка на расстоянии 50 мм от ее торца.

Анализ микроструктуры рабочего слоя и сердцевины валка производили, применяя оптическую и электронную микроскопию на установках МИМ-8 и «Тесла», с помощью которых определяли количество и распределение структурных составляющих, а также дисперсность продуктов распада аустенита.

Дисперсность перлита оценивали по ГОСТ 3443-87.

Твердость металла рабочего слоя и сердцевины валка определяли на образцах, взятых из темплета, вырезанного в поперечном сечении бочки валка.

Твердость чугуна определялась через каждые 5 мм от внешней поверхности мелющего валка.

Твердость определяли на приборе Бринеля при нагрузке 29400 Н путем вдавливания шарика диаметром 0,01 м (ГОСТ 9013-59), а затем представляли по переводным таблицам (Приложение 1) в значениях HSD.

Наряду с этим использовали электронный переносной твердомер ТЭМП-2 на базе микропроцессора конструкции ФГУП «ЦНИИТМАШ» для оценки твердости металла мелющих валков [36].

Для качественной оценки прочности сваривания рабочего слоя металла и металла сердцевины мелющих валков было использовано приспособление, разработанное в ЦНИИТМАШ (рис. 2.2) [34,36].

В корпус установки (1) помещается вырезанный из биметаллического валка темплет (3), который усилием пуансона (2) продавливается.

По характеру излома темплета можно судить о качестве сваривания двух металлов.

Рисунок 2.2 - Схема устройства для оценки прочности, сваривания двух слоев металла

1 - корпус, 2 - пуансон, 3 - темплет, вырезанный из бочки двухслойного валка

Литейные свойства хромоникелевого чугуна для рабочего слоя валков определялись на специальных приборах и пробах.

Линейная усадка для рабочего слоя определялась на приборе конструкции ЦНИИТМАШ, позволяющем регистрировать процесс усадки с изменением температуры. Запись полученных характеристик производилась на электронном потенциометре ЭПП-04.

Жидкотекучесть хромоникелевого чугуна для рабочего слоя валков определялась с помощью специальной пробы [38].

 Скачать реферат