Z E S Z Y T Y N A U K O W E P O L I T E C H N I K I Ś L Ą S K I E J
23 Odlewnictwo 1 1960
J ó z ef Gawroński , Zd zi s ł a w Miezin
O DLEW A NIE KOMÓR W ODNYCH ORAZ KIEROWNIC DO TURBOSPRĘŻARKI „SK O D A ”
1. W stęp
O d lew y kom ór w odnych oraz k ierow nic przeznaczone b y ły do rem on
tu 8 -stop n iow ej turbosprężarki „Skoda” o w ydajności 26 000 m 3 pow ietrza na godzinę. Turbosprężarka „Skoda" zainstalow ana w K opalni W ęgla K a
m ien n ego „B rzeszcze” posiadała uszkodzone kom ory, które m u sia ły być zastąpione n ow ym i. Szereg zakładów k rajow ych odm ów iło w ykonania od lew ó w turbosprężarki, tłum acząc się przeciążeniem produkcji. C zynione przez „ P o lim ex ” starania w C zechosłow acji, celem uzyskania dostaw y od lew ó w z firm y „Skoda” nie d ały rów nież rezu ltatów .
K opalnia W ęgla K am iennego „B rzeszcze” nie m ogła w ycofać w yżej w ym ien ion ej turbosprężarki z ruchu, z pow odu dużego zagazowania n ie
k tórych pokład ów kopalni. Z u w a gi na n iebezp ieczeń stw o zastosow ania siln ik ó w elek tryczn ych , turbosprężarka słu żyła do napędu n iektórych urządzeń pneum atycznych.
Zakład O dlew nictw a P olitech n ik i Ś ląsk iej podjął się w ykonania w y żej w ym ien io n y ch o d lew ów w term in ie półtorarocznym .
O gólny schem at turbosprężarki podano na rys. 1. W skład turbosprę
żarki w ch od ziły n astęp u jące części żeliw n e:
a) kom ora czołow a strony ssącej — część dolna i górna (rys. 2 ), b) kom ora czołow a stron y tłoczącej — część dolna i górna (rys. 3), c) 8 kom pletów kierow nic (rys. 4).
2. T echnologia w ytw arzania 1. Zespół m od elow y.
P rzy p rojektow aniu zespołu m od elow ego w zięto pod u w agę jednora
zow e u życie m odeli. Z espoły m od elow e w ykonano z drew na olchow ego i sosnow ego.
W skład zespołu m od elow ego w chodziły:
a) zespół m od elow y kom ory w odnej strony ssącej —• dwa m odele części górnej i dolnej oraz 2 1 skrzynek rdzeniowych,
146 Jó zef G a w ro ń ski, Z d zisła w M iezin
b) zespół m od elow y kom ory w odnej strony tłoczącej — dw a m odele części górnej i dolnej oraz 1 2 skrzynek rdzeniow ych,
c) zespół m od elow y kierow n ic I, II i III stopnia sprężania — wspólny m odel dla części górnej i dolnej oraz 24 sk rzyn k i rdzeniow e, d) zespół modeloiwy IV, V i VI stopnia sprężania — jeden m odel i 24
skrzynki rdzeniow e,
e) zespół m od elow y kierow n ic VII i VIII stopnia sprężania — jeden m odel i 1 2 skrzynek rdzeniow ych.
Na rys. 5 pokazano m od ele części górnej i dolnej kom ór strony tło
czącej. O w ielk ości i zakresie robót m odelarskich najlep iej św iad czy fakt, że doi w ykonania kom p letu m od eli i rdzennic zużyto około 2 2 m 3 drewna olch ow ego oraz 13 m3 drew na sosnowtego.
2. M ateriały form ierskie i rdzeniow e.
Podczas form ow ania używ an o m asę p rzym odelow ą i w yp ełn iającą.
W skład m asy p rzym odelow ej w chod ziły:
piasek czerw ony z O lsztyna — 62 % piasek k w arcow y z K rzeszów ka — 30 % glinka k aolin itow a — 4 % pył w ęgla kam iennego — 4 % W łasności m asy p rzym odelow ej b y ły następujące:
P w - 70 cm4/g. m in. ‘ Rcw = 0,8 k g/cm2 Rcs = 1 k g/cm2 W = 6 %
Jako m asę w yp ełn iającą używ ano:
piasek kw'arcowy — 1 2 % masa obiegow a — 8 6 % glinka k aolin itow a — 2 % W łasności tech nologiczne m asy w yp ełn iającej:
P w = 8 0 cm4/g. min.
Rcw = 0,7 k g/cm2 W = 6,5 %
Do w ytw arzania rdzeni używ ano m asę o następ u jącym składzie :i w łasnościach:
p iasek k w arcow y rzeczny
o ziarn istości 30/50/70 — 8 6 % glink a k aolin itow a — 1 2 %
dek stryn a — 2 %
P w = 260 cm4/g. min.
Rcw = 0,6 k g/cm2 Rcs = 6 kg/cm 2 W = 4,5 % 3. W ykonanie form i rdzeni.
Form ow anie kom ór w odnych od b yw ało się w gruncie z górną skrzyn
ką (rys. 6 i 7). K ierow nicę formow&no w skrzynkach su w nicow ych o w y m iarach 2000 X 1200 X 500 mm .
O dlew anie ko m ó r w o d n y ch oraz k iero w n ic do tu rb o sp ręża rk i „Skoda” 147
Form y w y k o n y w a n e w gruncie suszono zespołem p alników gazow ych, form y kierow n ic suszono w suszarni opalanej koksem .
O dpow ietrzanie form w yk on anych w gruncie odbyw ało się przez pod
łoże z koksu, a stąd ruram i odprowadzano gazy nazew nątrz. Form y k ie
row nic odpow ietrzano przez nakłucia i w ychod y. M etal do form y dopro
w adzano w'e w szystk ich w ypadkach od dołu przez dwa w le w y doprow a
dzające o su m aryczn ym przekroju od 25 do 40 cm 2. W zależności od ciężaru elem en tu przeciętna grubość ścian od lew ów w ahała się od 25 do, 35 mm . Czas zalew ania w ahał się od 70— 120 sek.
S zk ielety w zm acniające do rdzeni odlew ano z żeliw a. Dla rdzeni cien k ich w yk on yw an o szk ielety z rurek stalow ych z otw oram i o 0 1 mm.
O dpow ietrzanie rdzeni cien k ich i skom p lik ow an ych w yk on yw ano sznurem w osk ow ‘ym , zaś rdzenie duże, grube i ciężk ie odpow ietrzano przez w k ład ki koksow e. R dzenie skom plikow ane i cien k ie suszono w suszarce elek trycznej w tem peraturze 220— 250°C w ciągu 8 — 12 godzin. Rdzenie m asyw n e i grube suszono w suszarni opalanej koksem w tem peraturze
180— 220°C w ciągu 15— 20 godzin.
4. Składanie form y i p rzygotow anie do zalew ania.
P rzy składaniu form kom ór w odnych strony tłoczącej, najcięższy rdzeń został p odw ieszon y w górnej sk rzyn ce (rys. 8 ). Ciężar podw ieszo
nego rdzenia w yn osił około 400 kg. P od w ieszan ie tak ciężkich rdzeni stw arzało n iebezp ieczeń stw o p rzestaw ien ia rdzenia i uzyskania ścianek o niejed n akow ej grubości, podyk tow an e b yło jednak technologią w yk o nania m odeli. P ozostałe rdzenie um ieszczono w dolnej części form y i m o
cow ano przez rdzenniki za pom ocą haków i podpórek (rys. 9).
G azy z tych rdzeni odprowadzano: kanałam i do podłoża z koksu. Przy składaniu form kom ór strony ssącej w szy stk ie rdzenie ustaw iano w dolnej sk rzyn ce w gniazdach rdzennika, m ocując je przez zastosow anie podpórek.
O dprow adzenie gazów z rdzeni w ykonano poprzez podłoże z koksu na p łaszczyźn ie podziału.
Form y k ierow nic nie nastręczały w ięk szych trudności podczas sk ła
dania, z uw agi na n ie w ielk ie ciężary rdzeni i łatw ość ich um ocowania w doln ej skrzynce za pom ocą rdzenników i podpórek.
5. T w orzyw o i zalew an ie form .
Ż eliw o przetopiono w żeliw iak u Oi w yp ra w ie zasadow ej 0 600 mm.
Wsad m eta lo w y do żeliw iak a b ył następujący:
surów ka LN 2 — 35 % złom w lew n ico w y — 35 % złom sta lo w y — 30 %
W sady m etalow e w prow adzono do żeliw iaka po jego d ostatecznym nagrzaniu i osiągnięciu m ak sym aln ej spraw ności.
Ciężar p oszczególnych elem en tów turbosprężarki b ył następujący:
Strona ssąca:
część górna — 1400 kg część dolna — 2300 kg
148 Jó ze f G a w ro ń ski, Z d zisła w M iezin
Strona tłocząca:
część górna — 1400 kg część dolna — 1600 kg K ierow nice — po 800 kg każda.
W w ypadku zalew ania kom ór strony tłoczącej oraz górnej części ko
m ory strony ssącej, sp ust z żeliw iak a od byw ał się w d w u proporcjach po 900 kg.
P rzy zalew aniu dolnej części kom ory strony ssącej spuszczano m etal w trzech porcjach po 800 kg. T em peratura żeliw a na ryn n ie w y n o siła 1380°C (P. b .p .).
C elem podniesienia tem p eratu ry żeliw a dolew'ano do kadzi 300 kg żeliw a przetopionego w piecu elek tryczn y m łu k o w y m i przegrzanego do tem p eratu ry 1550°C.
Ż eliw o m od yfik ow an o żelazokrzem em 75 %, dodając go na rynnę w ilości 0,3 % w stosunku do ciężaru m etalu (podczas ostatn iego spustu).
P rzerw y m ięd zy spustam i w y n o siły od 20 do 25 m inut.
Skład ch em iczn y otrzym anego żeliw a w ahał się w n astęp u jących gra
nicach:
C — 3,04 % — 3,12 % Si — 1,41 % — 1,55 % Mn — 0,35 % — 0,42 %
P — 0,18 S — 0,22
W łasności m echaniczne żeliw a w yn o siły:
R r — 26— 28 k g/m m2 Re —- 52— 55 k g/m m2 HB — 225— 238 k g/m m2
Badania m ikroskopow e w yk aza ły grafit p łatk ow y w osn ow ie p erli- tycznej.
O dlew y po zalaniu pozostaw iono w form ie przez 60 godzin celem pow olnego stygn ięcia. Zabieg ten pozw ala u zyskać o d lew y m o żliw ie w oln e od naprężeń.
P o w yb iciu form i oczyszczen iu o d lew ó w n ie stw ierdzono wad.
W w yn ik u szczegółow ej kontroli technicznei od lew ów stw ierdzono p raw id łow e w ym iary i w ysok ą jakość od lew ów .
E OO Oco
CM
•~4
üc TJrt
X
£ c*
'OÊ - o l
•M 73 0>* C
; sI .a
* sCj *-s
>»kL G ^0
»-<
« g
rt «*
5 »
*o ^ O O G
‘£ ¿ 2
N en
? 10 1 g CM^â
•w - V
"• ■•"“» -Ł0
•3 S SST á í ? "
*h .3or a
ce
60) J3o W
>»
«
>.
G .O •r“»
£ a>
£ ow CTf
<« O O 3 O G
'Wer im o
N ■*-
O W
Rys. 2. G ó rn a część k o rp u su stro n y ssącej
Sloz
4 3 5 0
Wso
Rys. 3. D olna część korp u su stro n y tłoczącej
Rys. 4. Kierownica Ii-g o stopnia turbosprężarki
Rys. 7. U k iad an ie rd ze n i w form ie
Rys. 8. Podwieszanie rdzenia w górnej skrzynce
Rys. 9. Dolna część formy (w gruncie) przed składaniem
