SISTEMA DE ALIMENTACION ALIMENTACION
Comprende Comprende todos los canales por los cuales fluye el metal fundido. Cumple las funciones de: 1. Permit ermitee la entr entrada ada del del meta metall dentr dentro o del mold molde, e, con con la minima turbulencia posible. 2. Esta Estable blecer cer una solidi solidific ficaci acion on direcc direccion ional al 3. Llenar Llenar compl complet etame ament ntee la cavid cavidad ad del del mold moldee 4. Actuar Actuar como como sis siste tema ma de de ven ventil tilaci acion on (gase (gases) s) 5. Actu Actuar ar como como un alim alimen enttador ador 6. Ser diseña diseñados dos de de tal tal maner manera, a, que que no det deteri erior oren en el el molde, durante la colada. •
Elementos del sistema de alimentación
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Como elementos complementarios, los filtros y estrangulaciones, las trampas centrífugas, los pocetes, reboses y vientos, respiraderos y mazarotas.
LA BALSA •
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Son dispositivos colocados en la parte superior del bebedero, fabricados de arena refractaria o de metal. VENTAJAS a) facilitan al operador de la cuchara, el mantener el flujo requerido b) hacen mínima la turbulencia y el arremolinado en la entrada del bebedero c) ayudan a separar la escoria del metal
LA BALSA •
Sistema simple de embudo de bebedero
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LA BALSA No se presta para colada de vuelco, fuerte turbulencia arrastre de partículas de escoria al interior del molde
En la balsa se puede colocar filtros para impedir el arrastre de escoria •
LA BALSA •
El diámetro superior de la balsa es aproximadamente 3 veces el diámetro del bebedero y su altura es igual o menor que su diámetro.
EL BEBEDERO •
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Es el primer canal vertical, que conecta la balsa con el canal de colada Cuando un liquido cae, su volumen es constante y casi siempre turbulento . En la práctica, práctica, se trata de mantenerlo por debajo de cierto límite para que no se produzcan efectos nocivos. El diseño de los sistemas de distribución debe hacerse de acuerdo con las ecuaciones fundamentales de la dinámica de fluidos.
EL BEBEDERO •
Ecuación de continuidad
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Ecuacion de Bernouilli
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Q (caudal) v 1S1=v 2S2
Tiempo de llenado Es el dato fundamental que sirve de base para determinar las dimensiones de los distintos conductos del sistema de distribución. El tiempo óptimo de llenado de una pieza depende, entre otros factores, de la fluidez del metal, de los
EL BEBEDERO •
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TIEMPO DE LLENADO
Es el dato fundamental que sirve de base para determinar las dimensiones de los distintos conductos del sistema de distribución. El tiempo óptimo de llenado de una pieza pieza depende: –
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De la fluidez del metal De los gradientes gradientes térmicos Del peso de la pieza De su forma
EL BEBEDERO TIEMPO DE LLENADO •
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Para que no se originen defectos en las piezas, se debe tener en cuenta lo siguiente: 1.debe ser lo suficientemente rápido para que el molde esté lleno de metal líquido, antes de que haya comenzado la solidificación en cualquiera de sus partes. 2.debe ser lo suficientemente rápido para que el calor radiante del metal líquido no origine defectos superficiales debidos a la dilatación de la arena.
EL BEBEDERO CALCULO DEL TIEMPO DE LLENADO •
Así para la fundición gris t segundos
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1,24 xPes xPeso o total( Kg )
El estudio o cálculo de un sistema de llenado comienza en el bebedero, elemento clave porque define: 1.- El caudal o flujo potencial del sistema 2.- El grado de turbulencia y, por lo tanto, la dificultad en el control de las escorias.
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EL BEBEDERO Durante la fase estable de llenado: El caudal que lleva, depende de la sección en el punto 2 (S2)que puede tener una forma cualquiera. En régimen estacionario la cantidad de metal que pasa por 2 es la misma que pasa por 3.
EL BEBEDERO
EL BEBEDERO •
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Es el primer canal vertical, que conecta la balsa con el canal de colada Las secciones (S) se pueden calcular a partir de la velocidad (v), esto es conociendo la altura de caída (h) y sabiendo la capacidad de succión o cantidad de metal que fluye
2 3 S = cm ; Q = cm /seg ; h = cm
EL BEBEDERO
EL BEBEDERO •
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Para una sección circular Se tiene
Para una sección cuadrada 2 S = a se tiene
EL BEBEDERO •
Al descender el metal por el bebedero, su velocidad aumenta debido a la aceleración de la gravedad; el bebedero ideal debe tener un ahusamiento parabólico
ALTURA ALTURA EFECTIV EFECTIVA A DE LLENADO LLENADO •
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H = ALTURA DE LLENADO = Cte B = ALTURA QUE SE LLENA C = ALTURA TOTAL A LLENAR
Hef = Cte
ALTURA ALTURA EFECTIV EFECTIVA A DE LLENADO LLENADO •
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H = ALTURA DE LLENADO = Cte B = ALTURA QUE SE LLENA C = ALTURA TOTAL A LLENAR
Hef = Cte
ALTURA ALTURA EFECTIV EFECTIVA A DE LLENADO LLENADO •
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H = ALTURA DE LLENADO; inicio = H final H = C B = ALTURA QUE SE LLENA C = ALTURA TOTAL A LLENAR
ALTURA ALTURA EFECTIV EFECTIVA A DE LLENADO LLENADO •
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H = ALTURA DE LLENADO B = ALTURA QUE SE LLENA C = ALTURA TOTAL A LLENAR
DETERMINACION DEL AREA DE CHOQUE (Ac) •
Es aquella parte del sistema de alimentación que mas restringe el flujo del metal dentro de la cavidad del molde; es decir el área mínima de seccion transversal. El área de choque es el área de ataque (Aa). El area de choque se puede puede determinar determinar de 2 formas 1. APLICANDO LA FORMULA DEL Ac,
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Q = Ac.v Ac = Q / v v La velocidad media en la sección c = coeficiente empírico
c
2. g . Hef
DETERMINACION DEL AREA DE CHOQUE (Ac)
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El área de choque:
Ac cm2 P peso en Kg Hef en cm
H. W. Dietert determino el valor de X para la fundicion gris X = 4,86 Para otras aleaciones se determino: Acero X = 10,60 Bronce X = 5,43 Aluminio X = 8,25 •
DETERMINACION DEL AREA DE CHOQUE (Ac) 2. APLICANDO MONOGRAMA PARA HALLAR AC
Si se quiere Ac (cm2) para otra metal, es necesario multiplicar el valor por 2,18 Acero; 1,1 bronce; 1,7 aluminio EJEMPLO: EJEMPLO: Hallar el Ac de una pieza de FUNDICION que pesa 40 Kg, teniendo H = 15 cm, B = 11 cm y C 22 cm A) Considerando Considerando calculo aproximado aproximado Hef = H = 15 cm, P = 40 Kg; del monograma dos da Ac 32 a 33 mm B) Calculo exacto = 15 – 15 – ( 112 /2 . 22) = 12,3 cm P = 40 Kg Obteniendo del monograma Ac = 8,5 cm2 y Ac = 34 mm
POZO
Pozo (Base del fondo del bebedero): No debe tener aristas ni esquinas, se recomienda la forma circular y el fondo plano para reducir la tendencia a la turbulencia y la aspiración de aire.
POZO Un diseño fluidinamicamente desfavorable
POZO Un diseño fluidinamicamente mas favorable
CANAL DE COLADA Es un canal horizontal que transporta transporta el metal liquido del bebedero al canal de ataque o al riser. Se le domina también canal distribuidor.
CANAL DE COLADA Canal: Son de sección rectangular y se deben diseñar de forma tal que permita distribuir el metal en forma uniforme a la pieza.
CANAL DE COLADA Al tener contracciones o expansiones súbitas de los canales de flujo, tiene lugar una turbulencia y la posible aspiración de aire
CANAL DE COLADA Al tener contracciones o expansiones súbitas de los canales de flujo, tiene lugar una turbulencia y la posible aspiración de aire
CANAL DE COLADA turbulencia resultante resultante de una esquina aguda acodamiento de la esquina, diseño ferrodinamico
CANAL DE COLADA turbulencia resultante resultante de una esquina aguda acodamiento de la esquina, diseño ferrodinamico
CANAL DE ATAQUE •
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Son canales que conectan el canal de colada con la cavidad del molde. Son mas ventajosos las entradas planas, repartiendo el metal uniformemente en el molde. Las entradas entradas de sección triangular son menos favorables La entrada en rebaba o cuchillo, se usa para piezas de paredes delgadas
CANAL DE ATAQUE •
La colada Connor es una entrada en forma de cuchillo, se utiliza para piezas pequeñas, permitiendo el ahorra de material de bebederos
OTROS TIPOS DE ENTRADAS
OTROS TIPOS DE ENTRADAS
CANAL DE ATAQUE
ESCALONAMIENTO ESCALONAMIENTO DE AREA •
Esta Esta relacionada a la relación entre el área del bebedero bebedero (Ab), el área de colada (Acc) y el área de ataque (Aca)
ESCALONAMIENTO ESCALONAMIENTO DE AREA •
A la relación Ab : Acc : Aca = 1: ( Acc / Ab ) : ( Aca / Ab ) = 1 : 0,75 : 0,5 se le denomina Índice de Distribución. Distribución. Así el índice distribución distribución 1 : 0,75 : 0,5 Indica que la sección total de los canales de colada es equivalente equivalente a los 3 / 4 de la sección mínima del bebedero y que la sección total de los ataques equivale a 1 / 2 de la misma.
ESCALONAMIENTO ESCALONAMIENTO DE AREA
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Según lo dicho cabe distinguir entre: Sistema de llenado presurizado en el que Ab >Acc >Aca Sistema de llenado despresurizado en el que Ab < Acc < Aca Los sistemas de llenado neutros en los que Ab =Acc =Aca no tienen aplicación
ESCALONAMIENTO ESCALONAMIENTO DE AREA •
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Para piezas fundidas de fundicion gris, se utiliza 1,2 : 1,1 : 1 Para piezas fundidas de acero se emplea: 4:3:2
