OCENA PRACY MIESZARKI TURBINOWEJ W OPARCIU CHARAKTERYSTYKĘ PRĄDOWĄ NAPĘDÓW

Podobne dokumenty
OCENA PRACY MIESZARKI TURBINOWEJ W OPARCIU CHARAKTERYSTYKĘ PRĄDOWĄ NAPĘDÓW

REJESTRACJA WARTOŚCI CHWILOWYCH NAPIĘĆ I PRĄDÓW W UKŁADACH ZASILANIA WYBRANYCH MIESZAREK ODLEWNICZYCH

NOWOCZESNY SYSTEM ZARZĄDZANIA JAKOŚCIĄ MASY FORMIERSKIEJ

BADANIE WPŁYWU SPOSOBU MIESZANIA NA JAKOŚĆ SPORZĄDZANYCH MAS FORMIERSKICH

MIESZARKA TURBINOWA MT-4000

2. Metoda impulsowa pomiaru wilgotności mas formierskich.

STACJA PRZEROBU MAS FORMIERSKICH W ŃKODA MLADA BOLESLAV - CZECHY

ZAGĘSZCZALNOŚĆ WAśNE KRYTERIUM STEROWANIA JAKOŚCIĄ MAS Z BENTONITEM

OCENA STANU FORM WILGOTNYCH I SUSZONYCH METODĄ ULTRADŹWIĘKOWĄ. J. Zych 1. Wydział Odlewnictwa Akademia Górniczo-Hutnicza im. S. Staszica w Krakowie

Pomiary poboru mocy przez mieszarki masy formierskiej

Implementacja FFT w systemie monitorowania pracy napędu mieszarki krążnikowej

POMIAR I REGULACJA WILGOTNOŚCI MASY FORMIERSKIEJ

STRUKTURA I WYPOSAŻENIE SKRZYNKOWYCH LINII WYTWARZANIA ODLEWÓW. A. FEDORYSZYN 1 Wydział Odlewnictwa AGH, Kraków, ul.

LINIE WYTWARZANIA ODLEWÓW W SKRZYNKACH Z KRAJOWYMI URZĄDZENIAMI FORMIERSKIMI. A. FEDORYSZYN 1 Wydział Odlewnictwa AGH, Kraków

CHARAKTERYSTYKA WYBRANYCH SYSTEMÓW POMIARU PARAMETRÓW SIECI ELEKTRYCZNYCH W ASPEKCIE OCENY ENERGOCHŁONNOŚCI MASZYN I URZĄDZEŃ ODLEWNICZYCH

Systemy regeneracji osnowy zużytych mas formierskich, jako sposoby optymalnego zagospodarowania odpadu

POMIAR CIŚNIENIA W PRZESTRZENIACH MODELOWEJ FORMIERKI PODCIŚNIENIOWEJ ORAZ WERYFIKACJA METODYKI POMIAROWEJ

POMIAR WILGOTNOŚCI MATERIAŁÓW SYPKICH METODĄ IMPULSOWĄ

Tematy Prac Magisterskich Katedra Inżynierii Procesów Odlewniczych

BADANIE STABILNOŚCI SYSTEMU PRZYGOTOWANIA OBIEGOWEJ MASY FORMIERSKIEJ

PRZYGOTOWANIEM MASY FORMIERSKIEJ

KIPPWINKEL KRYTERIUM OCENY SYNTETYCZNYCH MAS BENTONITOWYCH. Wydział Odlewnictwa, Akademia Górniczo-Hutnicza, ul. Reymonta 23, Kraków, Polska.

CHARAKTERYSTYKA PROCESU MIESZANIA I MIESZAREK TURBINOWYCH DO SPORZĄDZANIA MASY FORMIERSKIEJ. Cz. Rudy 1, A. Fedoryszyn 2

CHARAKTERYSTYKA OBIEGU MASY FORMIERSKIEJ W ODLEWNI F.P.T. PRIMA WYPOSAŻONEJ W STACJĘ SPM 15A. A. Jopkiewicz 1 J. Kępa 2, K.

Badania wentylatora. Politechnika Lubelska. Katedra Termodynamiki, Mechaniki Płynów. i Napędów Lotniczych. Instrukcja laboratoryjna

PROGRAMOWANIE METODĄ GRAFPOL STEROWNIKÓW PLC STERUJĄCYCH PROCESAMI TECHNOLOGICZNYMI W ODLEWNIACH

WYBRANE BADANIA IMPULSOWEGO ZAGĘSZCZANIA MAS FORMIERSKICH

MOŻLIWOŚCI ZASTOSOWANIA MONITORINGU POBORU MOCY W MASZYNACH ODLEWNICZYCH Z NAPĘDEM ELEKTRYCZNYM E. ZIÓŁKOWSKI 1 R. WRONA 2

PRZESTRZENNY MODEL STACJI PRZEROBU MAS

Karta katalogowa wentylatorów promieniowych

BADANIE PROCESU ROZDRABNIANIA MATERIAŁÓW ZIARNISTYCH 1/8 PROCESY MECHANICZNE I URZĄDZENIA. Ćwiczenie L6

Siłownik liniowy z serwonapędem

2. Ogólna charakterystyka urządzeń do homogenizacji i chłodzenia masy obiegowej.

Wentylatory promieniowe bębnowe jednostrumieniowe WPB

Zajęcia laboratoryjne

1\:r.o:cpnięcie Metali i Stopów, Nr 33, 1997 PAN- Oddzial Katowice l' L ISSN

wentylatory promieniowe MBB

ĆWICZENIE BADANIA WYDAJNOŚCI TRANSPORTU ŚLIMAKOWEGO

Wydajne wentylatory promieniowe Fulltech o wysokim ciśnieniu statycznym

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych. Sterowanie odbiornikiem hydraulicznym z rozdzielaczem typu Load-sensing

Zmiana punktu pracy wentylatorów dużej mocy z regulowaną prędkością obrotową w obiektach wytwarzających energię cieplną lub elektryczną

Wentylatory promieniowe typu WPO-10/25 WPO-18/25 PRZEZNACZENIE

BADANIE ZMIAN ZACHODZĄCYCH W MASACH Z BENTONITEM POD WPŁYWEM TEMPERATURY METODĄ SPEKTROSKOPII W PODCZERWIENI

Ćwiczenie 1 Dobór mikrosilnika prądu stałego do napędu bezpośredniego przy pracy w warunkach ustalonych

Ćwiczenie M-2 Pomiar mocy

HBB wentylator promieniowy

2. Struktura linii przygotowania materiałów i sporządzania mas formierskich

Zawór kulowy regulacyjny HERZ

NOWE SPOIWA TYPU PENTEX

BADANIE ZJAWISK PRZEMIESZCZANIA WSTRZĄSOWEGO

ODLEWNICTWO Casting. forma studiów: studia stacjonarne. Liczba godzin/tydzień: 2W, 1L PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

MECHANIKA PŁYNÓW LABORATORIUM

WPŁYW DODATKU GLASSEX NA WYBRANE WŁAŚCIWOŚCI TECHNOLOGICZNE ORAZ WYBIJALNOŚĆ MAS ZE SZKŁEM WODNYM I RÓŻNYMI UTWARDZACZAMI ESTROWYMI

Nr programu : nauczyciel : Jan Żarów

AUDYT NAPĘDU ELEKTRYCZNEGO

Opis serii: Wilo-Sub TWI 4-..-B

wentylatory promieniowe MPB

napęd i sterowanie maksymalna temperatura pracy C w zależności od modelu.

Przyjazny dla środowiska Niezależny Ekonomiczny

Napędy urządzeń mechatronicznych - projektowanie. Ćwiczenie 1 Dobór mikrosilnika prądu stałego z przekładnią do pracy w warunkach ustalonych

PBM wentylator promieniowy

wentylatory promieniowe HPB-F

MSBN wentylator promieniowy

Z powyższej zależności wynikają prędkości synchroniczne n 0 podane niżej dla kilku wybranych wartości liczby par biegunów:

GNIAZDO FORMIERSKIE Z WIELOZAWOROWĄ GŁOWICĄ IMPULSOWĄ

Maszyny transportowe rok IV GiG

Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie Laboratorium z Elektrotechniki z Napędami Elektrycznymi

Akademia Górniczo- Hutnicza Im. Stanisława Staszica w Krakowie

Specyfikacja techniczna obrabiarki. wersja , wg. TEXT VMX42 U ATC40-05 VMX42 U ATC40

Przetwórstwo tworzyw sztucznych i gumy

Metalurgia - Tematy Prac Inżynierskich Katedra Inżynierii Procesów Odlewniczych

SPRZĘGŁA MIMOŚRODOWE INKOMA TYP KWK Inkocross

Metalurgia Tematy Prac Magisterskich Katedra Inżynierii Procesów Odlewniczych Rok akademicki 2016/2017

60 więcej na

Ćwiczenie laboratoryjne Parcie wody na stopę fundamentu

Przenośnik zgrzebłowy - obliczenia

WPŁYW ZAWARTOŚCI LEPISZCZA I WYBRANYCH DODATKÓW NA POMIAR WILGOTNOŚCI MASY FORMIERSKIEJ METODĄ IMPULSOWĄ

Seria Jubileuszowa. Rozwiązania informatyczne. Sprężarki śrubowe Airpol PRM z przetwornicą częstotliwości. oszczędność energii. ochrona środowiska

Opis serii: Wilo-Sub TWI 6-..-B

JETTEC EC TECHNOLOGIA EC PRODUKT ENERGOOSZCZĘDNY OSZCZĘDNOŚĆ PRZESTRZENI. wentylatory kanałowe

Opis serii: Wilo-Sub TWU 4

POMIAR I REGULACJA WILGOTNOŚCI MASY FORMIERSKIEJ W MIESZARCE TURBINOWEJ

Instalacja z zaworem elektronicznym EEV dla TELECOM Italia

LABORATORIUM PODSTAW ELEKTROTECHNIKI Kompensacja mocy biernej

Badanie napędu z silnikiem bezszczotkowym prądu stałego

WPŁYW ŚRUTU STALIWNEGO FIRMY WOBISTAL STALOWA WOLA NA CZĘŚCI TECHNOLOGICZNEGO ZUŻYCIA OCZYSZCZAREK WIRNIKOWYCH

TECHNOLOGICZNE ASPEKTY STREFY PRZEWILŻONEJ W IŁOWYCH MASACH FORMIERS KICH

SILNIK INDUKCYJNY KLATKOWY

MODELOWANIE ROZKŁADU STOPNIA ZAGĘSZCZENIA MASY FORMIERSKIEJ Z WYKORZYSTANIEM SYSTEMÓW UCZĄCYCH SIĘ

Oznaczenia T C B T / / H B

Zaprawy i mieszanki betonowe

PRZESTRZENNY MODEL PRZENOŚNIKA TAŚMOWEGO MASY FORMIERSKIEJ

Trójfazowe silniki indukcyjne. serii dskgw do napędu organów urabiających kombajnów górniczych Wkładka katalogowa nr 11a

Ocena wydajności instalacji sprężonego powietrza na podstawie analizy pracy sprężarek

POLITECHNIKA POZNAŃSKA Wydział Maszyn Roboczych i Transportu

Zadanie egzaminacyjne

Parametry elektryczne i czasowe układów napędowych wentylatorów głównego przewietrzania kopalń z silnikami asynchronicznymi

Mgr inż. Marta DROSIŃSKA Politechnika Gdańska, Wydział Oceanotechniki i Okrętownictwa

Transkrypt:

OCENA PRACY MIESZARKI TURBINOWEJ W OPARCIU O CHARAKTERYSTYKĘ PRĄDOWĄ NAPĘDÓW OCENA PRACY MIESZARKI TURBINOWEJ W OPARCIU CHARAKTERYSTYKĘ PRĄDOWĄ NAPĘDÓW Czesław RUDY 1 Aleksander FEDORYSZYN 2 Justyna RUDY 3 Wstęp W przypadku zmechanizowanej i zautomatyzowanej produkcji odlewów stosuje się jednolitą masę formierską syntetyczną, odświeżaną po każdym obiegu technologicznym, świeżymi dodatkami piasku, bentonitu i pyłu węglowego lub mieszanki bentonitowej z nośnikiem węgla błyszczącego. Dążenie do utrzymywania minimalnej ilości masy w obiegu i konieczność skrócenia czasu do powtórnego jej użycia wymaga optymalnego przygotowania masy używanej (zwrotnej) oraz mieszania odświeżającego. Mieszanie odświeżające prowadzi się obecnie stosując mieszarki wirnikowe ze względu na ich dużą wydajność oraz uzyskiwane, wymagane właściwości masy. Proces mieszania wymaga kontroli i sterowania. Takie możliwości daje rejestracja mocy napędu. Moc napędu zespołu mieszającego w pełni charakteryzuje przebieg pracy mieszarki. Monitoring, poprzez ocenę zużycia energii, daje możliwość doboru optymalnych warunków pracy mieszarki i maksymalizacji efektów sporządzania masy. Stwierdzono również, że rejestracja natężenia prądu pobieranego przez napęd wirnika, z wystarczającą precyzją, odzwierciedla przebieg procesu. Na podstawie tych przebiegów można scharakteryzować cykl oraz określić moment zakończenia mieszania. Wskazania przebiegu natężenia prądu reaguje również na zmiany parametrów procesu oraz rozwiązania zespołu wirnika. 1. Charakterystyka mieszarek produkcji krajowej Moc napędu Oferowane mieszarki wirnikowe, produkcji PPP Technical, charakteryzują się misą ruchomą, obrotową z napędem ciernym lub zębatym (rys. 1, 2). Wskaźniki konstrukcyjnoeksploatacyjne mieszarek wirnikowych to: smukłość misy wynosząca, dla mieszarek produkcji krajowej, H/Dm = 0,40 0,66, wskaźnik mocy zainstalowanej w stosunku do wydajności N/W = 2,31 4,07 oraz wysokość wypełnienia misy masą w stosunku do średnicy misy h/dm = 0,15 0,32 [3,8]. Produkowane obecnie mieszarki wirnikowe charakteryzują się szerokim zakresem wydajności, którą określa masa załadunku oraz czas cyklu mieszania (rys.3). Badania porównawcze, prowadzone przy użyciu laboratoryjnej mieszarki krążnikowej oraz wirnikowej [1,4], wykazały korzystny poziom właściwości masy formierskiej (rys.4 i 5). Zwraca uwagę przede wszystkim wysokie wartości przepuszczalności masy. Jest to szczególnie istotne przy realizacji współczesnych technik zagęszczania, takich jak: impulsowe i strumieniowe. 1 dr inż., Prezes P.P.P. TECHNICAL Nowa Sól, cz.rudy@technical.com.pl 2 dr hab. inż, prof. nadzw., Wydział Odlewnictwa AGH, alfa@uci.agh.edu.pl 3 mgr inż., P.P.P. TECHNICAL Nowa Sól, j.rudy@technical.com.pl 5

Odlewnictwo XXI wieku technologie, maszyny i urządzenia odlewnicze Rys.1. Schemat mieszarki wirnikowej z ruchomą, pochyloną misą, typu MTP [3,8]: Dm średnica misy, H - wysokość misy, h wysokość zasobu masy, - kąt pochylenia dna misy, - kąt pochylenia łopatek wirnika, - pochylenie linii śrubowej rozmieszczenia łopatek Rys.2. Schemat mieszarki wirnikowej z ruchomą, poziomą misą, typu MTI [3,8]: m masa porcji masy Rys.3. Wydajność mieszarek wirnikowych produkcji krajowej [1,8] 6

OCENA PRACY MIESZARKI TURBINOWEJ W OPARCIU O CHARAKTERYSTYKĘ PRĄDOWĄ NAPĘDÓW Rys. 4. Wartości przepuszczalności masy odświeżanej przy użyciu laboratoryjnej mieszarki krążnikowej i wirnikowej; masa załadunku m = 4 kg [1] Rys. 5. Wartości wytrzymałości masy odświeżanej przy użyciu laboratoryjnej mieszarki krążnikowej i wirnikowej; masa załadunku m = 4 kg [1] 2. Moc napędu mieszarek Moc napędu mieszarek wirnikowych wynika z oporów ruchu misy, zespołu wirnika (zespołu mieszadła) oraz oporów tarcia. Podobnie moc napędu mieszarek krążnikowych, z poziomymi i pionowymi krążnikami, związana jest z oporami ruchu krążników Nk, lemieszy Nl oraz oporów tarcia Nt [2,5,6]: N = N k + N l + N t. gdzie: Nk, - moc oporów ruchu krążników; kw, Nl - moc oporów lemieszy; kw, Nt - moc oporów tarcia; kw. Składowe mocy całkowitej zależą od ilości obrabianej masy: Nk = kk m, Nl = kl m. Moc zużywana na pokonanie oporów tarcia masy o elementy zespołu mieszania, oporów w mechanizmach napędu zapisuje się w postaci: 7

Odlewnictwo XXI wieku technologie, maszyny i urządzenia odlewnicze Nt = No + kt m. (2) Jedynie moc biegu jałowego nie zależy od obciążenia mieszarki. Moc napędu mieszarek, niezależnie od typu, może więc być przedstawiona w uogólnionej liniowej postaci: N = No + kc m, (3) gdzie kc oznacza współczynnik proporcjonalności. Przykładowe dane dotyczące mieszarki krążnikowej o jednorazowym załadunku 500 kg oraz zainstalowanej mocy N c = 75 kw (N o = 8 kw, N k = 9,5 kw oraz N l = 52 kw) przedstawiono na rysunku 6. Rys. 6. Zależność mocy N od załadunku mieszarki masą o wytrzymałości 1-0,35 0,45 dan/cm2, 2-0,2 0,3 dan/cm 2 [6] w R c : Przebieg zmian poboru mocy przez silnik napędzający zespół mieszania mieszarki charakteryzuje przebieg procesu sporządzania [2,6,7]. Stan końcowy sporządzania masy jest sygnalizowany wartością maksymalną mocy (rys.7). Rys. 7. Przebieg zmian poboru mocy zespołu napędu układu mieszającego mieszarki krążnikowej [6]: I - załadunek składników, II ujednorodnienie mieszaniny, III dozowanie wody, IV mieszanie nawilżonej masy, V opróżnianie mieszarki 8

Moc napędu N, kw XII KONFERENCJA ODLEWNICZA TECHNICAL 2010 OCENA PRACY MIESZARKI TURBINOWEJ W OPARCIU O CHARAKTERYSTYKĘ PRĄDOWĄ NAPĘDÓW Analizując dane stwierdza się, że w czasie pracy mieszarki wartość mocy napędu ciągle wzrasta, dochodząc do wartości maksymalnej w momencie uzyskania masy gotowej do użycia, czyli po osiągnięciu założonego jej stanu i właściwości. Podobnie przebieg zmian prądu pobieranego przez silnik wirnika charakteryzuje proces [1,3]. Wiążąc moc napędu N z wydajnością masową W, wyznacza się współczynnik proporcjonalności Lwł (kj/kg) oznaczając niezbędną pracę wymaganą przy przygotowaniu, odświeżaniu jednostkowej ilości masy [1,3]: Lwł = 3,6 N/W (4) Analiza danych katalogowych wskazuje, że zakłada się wartości tego wskaźnika w zakresie 7 12 kj/kg (mieszarki MTI i MTP [1,3]). Wartości pracy właściwej w przypadku mieszarki wirnikowej z regulowanymi obrotami wirnika typu RTM (ROTOMAX) wynoszą nawet poniżej 4 kj/kg. Przykładowy związek mocy napędu z wydajnością przedstawiono na rysunku 8. Dane dotyczącą mieszarki krążnikowej o jednorazowym załadunku 500 kg oraz zainstalowanej mocy Nc = 75 kw (No = 8 kw, Nk = 9,5 kw oraz Nl = 52 kw). 80 1 60 40 2 20 0 0 200 400 600 800 Masa załadunku m, kg Rys. 8. Zależność mocy N od załadunku mieszarki masą o wytrzymałości R c w : 1-0,35 0,45 dan/cm2, 2-0,2 0,3 dan/cm2 [6] 3. Badania i analiza procesu mieszania na podstawie zmian obciążeń zespołów napędowego Rejestracja zmian poboru prądu zespołu napędowego mieszarki pozwalają na prowadzenie badań optymalizujących rozwiązania zespołu wirnika. W ramach tych badań przeprowadzono optymalizację ukształtowania łopatek wirnika, doboru prędkości misy i zespołu mieszającego itp. Jedną z serii badań były próby prowadzone w Odlewni HEYE Pieńsk, gdzie jest eksploatowana mieszarka MTP - 500. Przeprowadzono łącznie 40 prób, z czego 32 dotyczyły analizy efektów pracy mieszarki MTP 500 przy zmiennych warunkach jej pracy (rys. 9). Pozostałe próby przeprowadzono na stanowisku badawczym w Odlewni ZLH Hronec Słowacja, wyposażonym w mieszarkę wirnikową MTP-3000. Wyniki badań dotyczyły właściwości technologicznych masy formierskiej 9

Odlewnictwo XXI wieku technologie, maszyny i urządzenia odlewnicze oraz jej wilgotności. Przebieg procesu oceniano na podstawie poboru prądu zespołów mieszających mieszarek wirnikowych Rys.9. Schematy zespołów mieszarek wirnikowych typu MTP-500; układ mieszający przeciwbieżny, wirnik lewoskrętny (L) oraz układ mieszający współbieżny, wirnik prawoskrętny ( P) Badania prowadzono w celu sprawdzenia jaki wpływ na podstawowe właściwości technologiczne masy formierskiej używanej mają: - kąt pochylenia łopatek wirnika, - prędkość obrotowa wirnika, - kierunek obrotów wirnika, - czas mieszania. Badania miały również na celu określenie optymalnego czasu mieszania na podstawie poboru prądu zespołów mieszających mieszarek wirnikowych oraz wilgotności masy. 3.1. Badania i analiza procesu mieszania na podstawie zmian poboru prądu zespołu mieszającego mieszarki wirnikowej MTP-500 dla różnych prędkości obrotowych wirnika i stałej prędkości obrotowej misy Badania przeprowadzono w Odlewni HEYE Pieńsk dla trzech różnych prędkości obrotowych wirnika: nw = 475 1/min, 528 1/min, 634 1/min oraz różnych parametrów konstrukcyjno-eksploatacyjnych mieszarki wirnikowej MTP-500. Przykładowy wykres przebiegu zmian poboru prądu silnika zespołu mieszającego mieszarki wirnikowej MTP-500 dla różnych prędkości obrotowych wirnika i stałej prędkości obrotowej misy przedstawia rysunku 10. 10

Przepuszczalność P w, 10-8 cm 2 /Pa s Wytrzymałość R c w, MPa XII KONFERENCJA ODLEWNICZA TECHNICAL 2010 OCENA PRACY MIESZARKI TURBINOWEJ W OPARCIU O CHARAKTERYSTYKĘ PRĄDOWĄ NAPĘDÓW Rys.10. Przebieg zmian poboru prądu napędu układu mieszającego mieszarki wirnikowej MTP-500 dla prędkości obrotowych wirnika; 18- n w = 475 1/min, 19- n w = 528 1/min, 20- n w = 634 1/min Z pomiarami natężenia prądu układu napędowego wirnika prowadzono również standardowe badania właściwości technologicznych masy. Wyniki tych badań zamieszczono na rysunku 11. 180 0,16 160 0,14 140 125,5 0,1165 124,25 0,1188 0,1208 0,12 120 113,5 100 Próba 18 Próba 18 Próba 19 Próba 19 Próba 20 Próba 20 Numer próby Rys.11. Wartości właściwości technologicznych masy odświeżanej w mieszarce wirnikowej MTP-500 dla różnych prędkości obrotowych wirnika; 18- n w = 475 1/min, 19- n w = 528 1/min, 20- n w = 634 1/min Wartość średnia zagęszczalności masy formierskiej wynosiła odpowiednio: Z = 49,8 % (18), Z = 50,0 % (19) i Z = 50,2 % (20). Na podstawie przeprowadzonych badań poboru prądu przez silnik napędu wirnika stwierdzono: maksymalny pobór prądu przez silnik napędu wirnika badanej mieszarki MTP-500 wynosił odpowiednio; dla n w = 528 1/min I max = 43,2 A, dla n w = 634 1/min I max = 49,2 A, natomiast dla n w = 475 1/min I max = 58 A, zmiany poboru prądu przez silnik napędu wirnika mieszarki MTP-500 (rys.4) dla badanych prędkości wskazują na podobny przebieg proces mieszania, zmiany poboru prądu przez silnik napędu wirnika dla każdej z badanych prędkości obrotowych wirnika odzwierciedlają zmiany wilgotności masy w czasie procesu mieszania. Podsumowując przeprowadzone badania poboru prądu przez silnik wirnika mieszarki 0,1 11

Odlewnictwo XXI wieku technologie, maszyny i urządzenia odlewnicze Rys.6. Przebieg zmian wilgotności masy w mieszarce wirnikowej MTP-3000 dla różnych prędkości obrotowych misy dla badania 33, 35, 37 ( n m = 6,72 1/min, n m = 10,08 1/min, n m = 12,06 1/min) MTP-500 można stwierdzić, że największy pobór prądu był dla prędkości n w = 475 1/min co wskazuje na najbardziej efektywny proces mieszania (rys.4). Najlepsze właściwości masy uzyskano dla prędkości obrotowej; n w < 528 1/min (rys.10). 3.2. Badania i analiza procesu mieszania na podstawie zmian poboru prądu zespołu mieszającego mieszarki wirnikowej MTP-3000 dla różnych prędkości obrotowych misy i stałej prędkości obrotowej wirnika Badania przeprowadzono w Odlewni ZLH Hronec Słowacja dla różnych prędkości obrotowych misy: n m = 6,72 1/min, 8,73 1/min, 10,08 1/min, 11,15 1/min, 12,06 1/min oraz różnych parametrów konstrukcyjno-eksploatacyjnych mieszarki wirnikowej MTP- 3000. Przykładowy wykres przebiegu zmian wilgotności masy formierskiej dla wybranych badań przedstawiono na rysunku 6, natomiast przykładowy wykres przebiegu zmian poboru prądu silnika zespołu mieszającego mieszarki wirnikowej MTP-3000 dla rożnych prędkości obrotowych misy i stałej prędkości obrotowej wirnika przedstawia rysunku 7. 12

Przepuszczalność P w, 10-8 cm 2 /Pa s Wytrzymałość R c w, MPa XII KONFERENCJA ODLEWNICZA TECHNICAL 2010 OCENA PRACY MIESZARKI TURBINOWEJ W OPARCIU O CHARAKTERYSTYKĘ PRĄDOWĄ NAPĘDÓW Rys.7. Przebieg zmian poboru prądu napędu układu mieszającego mieszarki wirnikowej MTP-3000 dla różnych prędkości obrotowych misy dla badania 33, 35, 37 (n m = 6,72 1/min, n m = 10,08 1/min, n m = 12,06 1/min) Z pomiarami natężenia prądu układu napędowego misy mieszarki wirnikowej MTP- 3000 prowadzono również standardowe badania właściwości technologicznych masy. Wyniki tych badań zamieszczono na rysunku 8. 180 0,16 160 156,8 157,8 157,5 0,1445 0,14 140 120 0,1135 0,1135 0,12 100 Próba 1 Próba 1 Próba 3 Próba 3 Próba 5 Próba 5 Numer próby 0,1 Rys.8. Wartości właściwości technologicznych masy odświeżanej w mieszarce wirnikowej MTP-3000 dla różnych prędkości obrotowych misy dla badań: 33, 35, 37 (n m = 6,72 1/min, n m = 10,08 1/min, n m = 12,06 1/min) Wartość średnia zagęszczalności masy formierskiej wynosiła odpowiednio: Z = 46,8 % (33), Z = 50,6 % (35) i Z = 50,0 (37). Na podstawie przeprowadzonych badań poboru prądu przez silnik napędu misy stwierdzono: maksymalny pobór prądu przez silnik napędu misy badanej mieszarki MTP-3000 wynosił odpowiednio; dla n m = 6,72 1/min I max = 46,5 A, dla nm = 10,08 1/min I max = 69,0 A, natomiast dla n m = 12,06 1/min I max = 137,0 A, 13

Odlewnictwo XXI wieku technologie, maszyny i urządzenia odlewnicze zmiany poboru prądu silnika napędu misy mieszarki MTP-3000 (rys.7) dla badanych prędkości mają podobny przebieg na początku procesu mieszania, następnie prądy dla wszystkich badanych prędkości gwałtownie wzrastają, zmiany poboru prądu przez silnik napędu misy dla każdej z badanych prędkości obrotowych misy odzwierciedlają zmiany wilgotności masy w czasie procesu mieszania, zmiany wilgotności masy wewnątrz mieszarki MTP-3000 (rys.6) w czasie procesu mieszania dla wszystkich badanych prędkości obrotowych misy miały jednakowy przebieg. Podsumowując przeprowadzone badania poboru prądu przez silnik misy mieszarki MTP-3000 można stwierdzić, najlepsze właściwości masy uzyskano dla prędkości obrotowej; n w = 12 1/min (rys.8). 3.3. Badania i analiza procesu mieszania na podstawie zmian poboru prądu zespołów mieszających mieszarki wirnikowej MTP-500 dla różnych kątów pochylenia łopatek wirnika Badania przeprowadzono w Odlewni HEYE Pieńsk dla trzech różnych kątów pochylenia łopatek wirnika: = 10 0, 15 0, 30 0 oraz różnych parametrów konstrukcyjnoeksploatacyjnych mieszarki wirnikowej MTP-500. Przykładowy wykres przebiegu zmian poboru prądu silnika zespołu mieszającego mieszarki wirnikowej MTP-500 dla różnych kątów pochylenia łopatek wirnika przedstawia rysunku 9. Rys.9. Przebieg zmian poboru prądu napędu układu mieszającego mieszarki wirnikowej MTP-500 dla różnych kątów pochylenia łopatek wirnika; 14- = 10 o, 20- = 15 o, 31- = 30 o Z pomiarami natężenia prądu układu napędowego prowadzono również standardowe badania właściwości technologicznych masy. Wyniki tych badań zamieszczono na rysunku 10. 14

Przepuszczalność P w, 10-8 cm 2 /Pa s Wytrzymałość R c w, MPa XII KONFERENCJA ODLEWNICZA TECHNICAL 2010 OCENA PRACY MIESZARKI TURBINOWEJ W OPARCIU O CHARAKTERYSTYKĘ PRĄDOWĄ NAPĘDÓW 180 0,16 160 154,75 0,14 0,1332 140 120 117,125 113,5 0,1208 0,1139 0,12 100 Próba 14 Próba 14 Próba 20 Próba 20 Próba 31 Próba 31 Numer próby 0,1 Rys.10. Wartości właściwości technologicznych masy odświeżanej w mieszarce wirnikowej MTP- 500 dla różnych kątów pochylenia łopatek wirnika; 14- = 10 o, 20- = 15 o, 31- = 30 o Wartość średnia zagęszczalności masy formierskiej wynosiła odpowiednio: Z = 49,9 % (14), Z = 50,0 % (20) i Z = 54,0 (31). Na podstawie przeprowadzonych badań poboru prądu przez silnik napędu wirnika stwierdzono: maksymalny pobór prądu przez silnik napędu wirnika badanej mieszarki MTP-500 wynosił odpowiednio; dla = 30 o I max = 47,5 A, dla = 15 o I max = 49,2 A, natomiast dla = 10 o I max = 52,0 A, zmiany poboru prądu przez silnik napędu wirnika mieszarki MTP-500 (rys.9) dla badanych kątów miał podobny przebieg zmian, zmiany poboru prądu przez silnik napędu wirnika dla każdej z badanych prędkości obrotowych wirnika odzwierciedlają zmiany wilgotności masy wewnątrz mieszarki w czasie procesu mieszania. Podsumowując przeprowadzone badania poboru prądu przez silnik misy mieszarki MTP-500 stwierdzono, najlepsze właściwości masy uzyskano dla kątów pochylenia łopatek wirnika; = 10 o i = 15 o (rys.10). 3.4. Badania i analiza procesu mieszania na podstawie zmian poboru prądu zespołów mieszających mieszarki wirnikowej MTP-500 dla różnych czasów mieszania Badania przeprowadzono w Odlewni HEYE Pieńsk wyposażonej w mieszarkę wirnikową MTP-500 dla dwóch różnych czasów mieszania: τ m = 90 s, 170 s. Przykładowy wykres przebiegu zmian poboru prądu silnika zespołu mieszającego mieszarki wirnikowej MTP-500 dla różnych czasów mieszania przedstawia rysunku 11. 15

Przepuszczalność P w, 10-8 cm 2 /Pa s Wytrzymałość R c w, MPa XII KONFERENCJA ODLEWNICZA TECHNICAL 2010 Odlewnictwo XXI wieku technologie, maszyny i urządzenia odlewnicze Rys.11. Przebieg zmian poboru prądu napędu układu mieszającego mieszarki wirnikowej MTP-500 dla różnych czasów mieszania; 16-τ m = 170 s, 19-τ m = 90 s Razem z pomiarami natężenia prądu układu napędowego przeprowadzono również standardowe badania właściwości technologicznych masy. Wyniki tych badań zamieszczono na rysunku 12. 180 0,16 160 153,25 0,14 140 0,1318 124,25 0,1188 0,12 120 100 Próba 16 Próba 16 Próba 19 Próba 19 Numer próby Rys.12. Wartości właściwości technologicznych masy odświeżanej w mieszarce wirnikowej MTP-500 dla różnych czasów mieszania; 16-τ m = 170 s, 19-τ m = 90 s 0,1 Wartość średnia zagęszczalności masy formierskiej wynosiła odpowiednio: Z = 53,0 % (16) i Z = 50,0 % (19). 16

OCENA PRACY MIESZARKI TURBINOWEJ W OPARCIU O CHARAKTERYSTYKĘ PRĄDOWĄ NAPĘDÓW Na podstawie przeprowadzonych badań poboru prądu przez silnik napędu wirnika stwierdzono: maksymalny pobór prądu przez silnik napędu wirnika badanej mieszarki MTP-500 wynosił odpowiednio; dla τ m = 170 s I max = 43,6 A i dla τ m =90 s I max = 43,2 A, zmiany poboru prądu przez silnik napędu wirnika mieszarki MTP-500 (rys.11) dla badanych czasów mieszania miał podobny przebieg, zmiany poboru prądu przez silnik napędu wirnika dla każdego z badanych czasów mieszania odzwierciedlają zmiany wilgotności masy wewnątrz mieszarki w czasie procesu mieszania. Podsumowując przeprowadzone badania poboru prądu przez silnik misy mieszarki MTP-500 można stwierdzić, że wraz z wydłużeniem czasu mieszania uzyskano poprawę badanych właściwości masy (rys.12). Podsumowanie Charakter pracy mieszarek wirnikowych rekomenduje je do stosowania przy przerobie masy obiegowej. Masa obiegowa poddana mieszaniu odświeżającemu uzyskuje pożądany poziom właściwości technologicznych. Zwraca uwagę przede wszystkim jej wysoka przepuszczalność. Masa uzyskuje wysoki stopień spulchnienia, co jest istotnym czynnikiem przy realizacji współczesnych technik zagęszczenia masy. Stwierdzono, że przebieg i rezultaty procesów sporządzania i odświeżania masy z bentonitem w głównej mierze zależą od: położenia misy i jej prędkości obrotowej, ukształtowania zespołów wirnika, mieszadeł i lemieszy, prędkości obrotowej zespołu wirnika, ukształtowania łopatek, ich ilości, rozmieszczenia i pochylenia, czasu mieszania, kolejności podawania składników i przebiegu procesu mieszania. Pobór prądu zespołów mieszających w pełni charakteryzuje przebieg pracy mieszarki. Monitoring, poprzez ocenę poboru prądu, daje możliwość doboru optymalnych warunków pracy mieszarki i maksymalizacji efektów sporządzania masy. Parametrem w pełni charakteryzującym zużycie energii elektrycznej przez napęd jest natężenie prądu. Zmiany wartości natężenia prądu ilustrują przebieg procesu sporządzania masy. Rejestracja natężenia prądu pozwoliła oceniać przebieg procesu sporządzania masy przy optymalizacji rozwiązań zespołów mieszających. Możliwość taką potwierdziła przedstawiona ocena pracy wirników o zróżnicowanej konstrukcji łopatek mieszających. 17

Odlewnictwo XXI wieku technologie, maszyny i urządzenia odlewnicze Literatura [1] Fedoryszyn A., Rudy Cz.: Parameters and Processes of Synthetic Sand Rebonding in Turbine Mixers. Zjawiska i parametry procesu odświeżania syntetycznej masy formierskiej w mieszarkach wirnikowych. Archives of Metallurgy and Materials. Polish Academy of Sciences. Committetee of Metallurgy Institute of Metallurgy and Materials Sciences, vol.53, nr3, 2007, s.415 [2] Gorskij A.I.: Rasczet maszin i mechanizmow awtomaticzeskichlinij litejnogo proizwodstwa. Maszinostrojenie. Moskwa, 1978 [3] Rudy Cz.: Praca doktorska: Analiza procesów zachodzących w mieszarkach wirnikowych. AGH Kraków 2009 [4] Rudy J.: Charakterystyka procesu sporządzania i odświeżania syntetycznej masy z bentonitem. Praca dyplomowa, magisterska, Promotor: Fedoryszyn A., Konsultant: Rudy Cz., Wydział Odlewnictwa AGH, Kraków, 2008 [5] Sztefko F.: Analiza mocy napędów krążników w mieszarce typu SIMPSON. Zeszyty Naukowe AGH nr 1271, Metalurgia i Odlewnictwo, z.125, Kraków,1989 [6] Zajgerow J.B.: Masziny i awtomatizacja litiejnowo proizwodstwa. Wydawnictwo Wyższaja Szkola. Mińsk, 1969 [7] Ziółkowski E., Wrona R., Smyksy K.: Wyznaczanie parametrów energetycznych na podstawie pomiarów wartości chwilowych w trójfazowych układach zasilania urządzeń odlewniczych. Materiały XXXII Konferencji Naukowej Nowoczesne Technologie w Odlewnictwie, Wydział Odlewnictwa AGH. Kraków 2008, s. 45 [8] Katalogi oraz strona internetowa firmy TECHNICAL Nowa Sól, Polska: http://www.technical.com.pl/ 18