DOI: https://doi.org/10.32515/2664-262X.2022.5(36).2.39-50

Підвищення продуктивності процесу лиття шляхом регулювання теплового режиму кокіля на основі комп’ютерного дослідження потоку повітря в каналах стержня

С.В. Конончук, О.В. Скрипник, В.В. Свяцький, В.В. Пукалов

Об авторах

С.В. Конончук, доцент, кандидат технічних наук, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна, e-mail: kononchuk_s@ukr.net, , ORCID ID: 0000-0002-6683-8450

О.В. Скрипник, доцент, кандидат технічних наук, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна, e-mail: skripnik1966@ukr.net, ORCID ID: 0000-0003-1479-3120

В.В. Свяцький, доцент, кандидат технічних наук, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна, e-mail: svv_iamph@ukr.net, ORCID ID: 0000-0002-5889-8875

В.В. Пукалов, доцент, кандидат технічних наук, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна, e-mail: pukalovvictor@gmail.com, ORCID ID: 0000-0002-0848-5861

Анотація

В статті на основі аналізу теплового режиму кокіля та існуючих конструкцій і способів охолодження форм обґрунтовано необхідність регульованого охолодження центрального стержня повітрям. Запропоновано нову конструкцію центрального стержня, яка забезпечує регульоване повітряне охолодження кокіля. Розроблено 3D-моделі деталей та 3D-зборки центрального стержня нової конструкції. Виконано комп’ютерне дослідження потоку повітря в каналах стержня в середовищі SolidWorks Flow Simulation. Результати параметричного моделювання течії повітря в каналах центрального стержня показали максимальну витрату повітря при охолодженні 0,371 кг/с, тепловміст повітря при охолодженні 25081 Дж/с. Оцінка ефективності охолодження розробленої конструкції кокіля показала, що при використанні повітряного охолодження центрального стержня охолоджуючим повітрям при максимальній його витраті відводиться 41 % теплоти.

Ключові слова

кокіль, виливок, направлена кристалізація, охолодження, теплопровідність, теплоємність, тепловий потік, 3D-модель, комп’ютерне моделювання

Повний текст:

PDF

Посилання

1. Kononchuk, S.V. & Pukalov, V.V. (2018). Udoskonalennia tekhnolohichnoho protsesu lyttia v kokil aliuminiievykh splaviv [Improving the technological process of casting aluminum alloys in the chill mold]. Casting – 2018: 14 Mizhnarodna naukovo-praktychna konferentsiia – International Scientific and Practical Conference. (pp. 119 – 120). Zaporizhzhia [in Ukraine].

2. Kononchuk, S.V., Skrypnyk, O.V., Sviatskyi, V.V. & Pukalov, V.V (2021). Pidvyshchennia produktyvnosti protsesu lyttia aliuminiievykh splaviv na osnovi doslidzhennia teplovoho rezhymu kokilia [Improving the productivity of the process of casting aluminum alloys based on the investigation of the thermal regime of the chill mold]. Casting – 2021: 17 Mizhnarodna naukovo-praktychna konferentsiia – International Scientific and Practical Conference. (pp. 107 – 111). Zaporizhzhia [in Ukraine].

3. Churkin, B.S., Churkin, A.B. & Kategorenko, Yu.I. (2012). Spetsialnyye sposoby litia [Special casting methods]. Ekaterinburg [in Russian].

4. Efimov, V.A., Anisovich, G.A., Babich, V.N. et al. (1991). Spetsialnyye sposoby litia [Special casting methods]. V.A. Efimov (Ed.). Moscow: Mashinostroenie [in Russian].

5. Svyatkin, B.K. & Egorova, M.B. (1989). Proizvodstvo otlivok v kokili [Production of castings in chill molds]. Moscow: Vyssh. shk. [in Russian].

6. Kazantsev, S.P. & Furman, E.L. (2017). Spetsialnyye vidy litia. Chast 3. Litye v kokil, klassifikatsiya metallicheskikh form, konstruktsii po priznakam i raznovidnostyam [Special types of casting. Part 3. Casting in a chill mold, classification of metal forms, designs by features and varieties]. Ekaterinburg [in Russian].

7. Kononchuk, S.V., Skrypnyk, O.V., Sviatskyi, V.V. & Pukalov, V.V. (2020). Doslidzhennia vplyvu konstruktsii shlakovlovliuvacha na efektyvnist zatrymky shlaku v seredovyshchi parametrychnoho modeliuvannia SolidWorks Flow Simulation [Investigation of the Effect of Slag Trap Design on Slag Delay Efficiency in the SolidWorks Flow Simulation parametric Modeling Environment]. Tsentralnoukrainskyi naukovyi visnyk: Tekhnichni nauky – Central Ukrainian Sientific Bulletin: Technical Sciences. Vol. 3(34), 108-117 [in Ukraine].

8. Alyamovskiy, A.A. (2015). SolidWorks Simulation. Inzhenernyy analiz dlya professionalov: zadachi, metody, rekomendatsii [SolidWorks Simulation. Engineering Analysis for Professionals: Tasks, Methods, Recommendations]. Moscow: DMK Press [in Russian].

9. Sabirzianov, T.H. & Kropivnyi, V.M. (2005). Teplotekhnika lyvarnykh protsesiv [Heat engineering of foundry processes]. Kirovohrad: KNTU [in Ukraine].

Пристатейна бібліографія ГОСТ

  • Конончук С.В., Пукалов В.В. Удосконалення технологічного процесу лиття в кокіль алюмінієвих сплавів. Литво – 2018: ХІV Міжнар. наук.-практ. конф. Запоріжжя : АА Тандем, 2018. С. 119-120.
  • Підвищення продуктивності процесу лиття алюмінієвих сплавів на основі дослідження теплового режиму кокіля / Конончук С.В., Скрипник О.В., Свяцький В.В., Пукалов В.В. Литво – 2021: ХVІІ Міжнар. наук.-практ. конф. Запоріжжя : АА Тандем, 2021. C. 107-111.
  • Чуркин Б.С., Чуркин А.Б., Категоренко Ю.И. Специальные способы литья : учебно-методическое пособие. Екатеринбург : Изд-во Рос. гос. проф.-пед. ун-та, 2012. 189 с.
  • Специальные способы литья : справочник / В.А. Ефимов, Г.А. Анисович, В.Н. Бабич и др. ; под общ. ред. В.А. Ефимова. М.: «Машиностроение», 1991. 436 с.
  • Святкин Б.К., Егорова М.Б. Производство отливок в кокили : учеб. для ПТУ. М.: Высш. шк., 1989. 223 с.
  • Казанцев С.П., Фурман Е.Л. Специальные виды литья. Часть 3. Литье в кокиль, классификация металлических форм, конструкции по признакам и разновидностям : учеб. пособие. Екатеринбург: УрФУ, 2017. 107 с.
  • Дослідження впливу конструкції шлаковловлювача на ефективність затримки шлаку в середовищі параметричного моделювання SolidWorks Flow Simulation / Конончук С.В., Скрипник О.В., Свяцький В.В., Пукалов В.В. Центральноукраїнський науковий вісник: Технічні науки. 2020. Вип. 3(34). С. 108-117.
  • Алямовский А.А. SolidWorks Simulation. Инженерный анализ для профессионалов: задачи, методы, рекомендации. М.: ДМК Пресс, 2015. 562 с.
  • Сабірзянов Т.Г., Кропівний В.М. Теплотехніка ливарних процесів : навч. посібник для студентів-ливарників. Кіровоград: КНТУ, 2005. 402с.

    • Copyright (c) 2022 С.В. Конончук, О.В. Скрипник, В.В. Свяцький, В.В. Пукалов