كارگاه ماشينهاي حساس

 

موتورهای ضد انفجار

موتورهای ضد انفجار

Explosion Proof Motors

August 18, 2011

تعریف الکتروموتورهای ضد انفجار :

ضد انفجار

Explosion proof

   تعریف :

دستگاههای الکتریکی نظیر کمپرسور ها ؛ موتورها ؛ و کلیدها که به گونه ای طراحی شده اند که هر گاه انفجار و یا شعله آتشی در درون آنها بوجود آید باعث نشود که  اینکه باعث اشتعال و آتش سوزی در گازها و بخارات قابل اشتعال اطرافشان شوند .

این عبارت شامل ابزار ضد جرقه هم می شود ( مثل آچارها  و چکش هایی که از جنس برنج هستند و به هنگام ضربه زدن و کار در سایت هایی که احتمال وجود گازها و بخارات قابل اشتعال وجود دارد مورد استفاده قرار می گیرند .

 

Definition

Electrical apparatus (such as compressors, motors, and switches) designed to contain explosions or flames produced within them (due to arcs, sparks, or flashes) without igniting the surrounding (external) flammable gases or vapors. This term may also include non-sparking tools.

منبع :

http://www.businessdictionary.com/definition/explosion-proof.html

 

 

 

مقدمه :

الکتروموتورهای ضد انفجار از آن رده موتورهای الکتریکی هستند که بگونه ای ساخته می شوند که  اگر درون آنها انفجاری اتفاق بیفتد این انفجار به بیرون سرایت نکند و از انتشار گازهای قابل انفجار و بخارات به محیط بیرون هم جلوگیری نماید و هم به آن اندازه نشت بندی شده باشند که کارکردن آنها در محیط هایی که حاوی گازها وبخارات قابل انفجار هستند باعث نشود که این بدرون موتور راه پیدا کرده و باعث جرقه و آتش سوزی و انفجار شوند .

برای این کار لازم است که نکاتی رعایت شود از جمله اینکه : جنس بدن موتور از مواد مقاومی چون چدن ساخته شده باشد که در برابر انفجار استحکام بالایی دارند و به راحتی از هم گسیخته نمی شوند در برابر خوردگی مقاوم هستند وبنابراین رد اثر خوردگی نشت بندی آنها بهم نمی خورد .

بسته به اینکه این موتور ها باید در چه شرایط محیطی کار کنند کلاس های متفاوتی می توانند داشته باشند مثلاً در یک کارخانه نساجی که بیشتر با غبارهای ناشی از منسوجات سرو کارداریم نوع عایق بندی موتور و کلاس آن با الکتروموتوری که در یک واحد فرآیندی پتروشیمی کار می کند و با گازهایی چون پروپان و اتیلن و کلر و ویینیل کلراید و نظائر آن سروکار دارد فرق می کند . کاربرد این موتورها در محیط های مخاطره آمیز hazardous locations است که بطور معمول در صنایع شیمیایی ؛ معادن ذغالسنگ , صنایع نساجی و صنایع پتروشیمی می باشد .

شرح این دسته بندی ها در زیر آمده است .

تعریف موتور ضد انفجار

طبقه بندی مناطق چگونه انجام می شود؟

با تشخیص برخی مناطق کارخانه یا سایت به عنوان منطقه خطر، را ( با ................ ) مشخص می کنیم که چه ناحیه ای خطرناکتر است و به توجه یا تجهیزات بیشتری نیاز دارد و چه منطقه ای کم خطرتر است. همچنین متوجه می شویم که چه مناطقی ایمن هستند.

طبقه بندی مناطق الکتریکی به ما خاطر نشان می کند که چه نوع تجهیزاتی باید در آن مناطق به کار گرفته شود و از چه تجهیزاتی نمی توان استفاده کرد. چگونه این کار انجام می شود؟

 توجه به این نکته مهم است که تجهیزات الکتریکی ضد انفجار تنها در برخی نواحی به کار گرفته می شوند. این تجهیزات شناسنامه و شناسه های ویژه ای دارند که به ما می گوید که آیا می توان از آنها در نواحی خطرناک خاصی استفاده کرد یا نه؟ بر این اساس ما می توانیم از این تجهیزات در مناطق پر خطر بدون نگرانی استفاده کنیم.

بنابراین برخی تجهیزات و ابزارهای الکتریکی را تنها می توان در ناحیه 2 به کار گرفت، در حالیکه برخی دیگر در ناحیه خطر 1 نیز کاربرد دارند. طبقه بندی بر اساس نواحی خطر را در ادامه توضیح می دهیم. هزینه این تجهیزات بسته به نوع محافظت و مناسب بودن برای استفاده در نواحی مختلف فرق می کند. بنابراین اگر مهندس طراح به اشتباه ناحیه ای امن را خطرناک طبقه بندی کند، و یا حتی اگر ناحیه ای را که باید در ناحیه خطر 2 طبقه بندی کند خطر 1 بداند ناگزیر باید هزینه بیشتری برای خرید تجهیزات ضد انفجار با قابلیت بیشتر پرداخت کنید. چنین تجهیزاتی هزینه نگهداری بیشتری نیز در بردارند. بنابراین در دوره عمر خود نیز هزینه بیشتری را به شرکت تحمیل می کنند.

از سوی دیگر، اگر منطقه خطری به اشتباه جزو مناطق ایمن طبقه بندی شود هزینه آن بسیار بالاست چرا که ممکن است به انفجار ناخواسته ای منجر شود که پیامدهایی مالی و جانی در پی داشته باشد و تصویر شرکت را نیز مخدوش سازد. چنین اتفاقاتی ممک است حیات شرکت را نیز به خطر اندازد.

بنابراین طبقه بندی درست مناطق خطر از نظر هزینه نیز همانند موضوع مهندسی ایمنی اهمیت دارد برخی مفاهیم اساسی درباره مواد خطرناک را باید بدانیم تا بتوانیم درک بهتری از  طبقه بندی مواد و نیز انتخاب الکتروموتور ضد انفجاری که با آن شرایط مناسب را داشته باشیم

 

برای دسته بندی موتورهای ضد انفجار , سازندگان نیاز دارند که آزمایشگاههای متعهد Underwriters Laboratories (UL) و نظامنامه ملی برق National Electrical Code (NEC) آنها را به رده = CLASS  - گروه = Group و  تقسیم کرده و محدودیت های  قانونی درجه حرارت را برایشان  مشخص کنند .

طراحی موتورهای ضد انفجار در محیط های بسته

The Basics: Explosion Proof Enclosure Design

این نوع موتورهای ضد انفجار برای محیط های بسته طراحی می شوند ملاحظات اساسی برای این موتورها این است که باید از بروز جرقه در محیطی که می تواند حاوی بخارات و گازهای قابل اشتعال باشد خودداری کند. موتورهای ضد انفجاری برای محیط های بسته  برای محیط های بسته ؛ سنگین و پر حجم هستند . آنها به گونه ای طراحی شده اند که در حد توانایی موتور در برابر خوردگی  و محدوده درجه حرارت و گرم شدن بیش از اندازه مقاوم می باشد .  سازندگان اتصالات این و فلنج های آنها را به گونه ای می سازند که در برابر نفوذ شعله مقاوم flame tight,  باشد. و محفظه ای باریکی داشته باشند که به هنگام وقوع انفجار داخلی گازهای داغ حاصل از انفجار رها شده و امکان سرد شدن پیدا کنند و به اندازه سرد شوند که باعث انفجار مجدد نشوند .

مروری بر دسته بندی موتورها :

Overview of Motor Classifications

موتورهای ضد انفجاری اساساً در دسته بندی موتورهای محصور= سربسته قرار می گیرند که بر پایه حفاظت در برابر شرایط محیط و نیز سرد شدن ساخته شده اند . 6

بطورکلی موتورهای محصور که توسط  :

موسسه  ملی سازندگان تجهیزات برقی National Electrical Manufacturers Association (NEMA) و نیز کمیته بین المللی الکتروتکینیکال International Electrotechnical Commission (European standard) که استانداردی اروپایی است طراحی شده اند در دو گروه کلی قرار می گیرند 7:

1-      موتور با پوسته باز open enclosures

2-      موتور با پوسته کاملاً محصور شده ally enclosed enclosures.

نوع : پوسته باز آن دارای دریچه هایی است که امکان تهویه هوا در اطراف سیم پیچ های موتور را می دهد . که چهار نوع از این موتور های پوسته باز وجود دارند 

. There are four types of open enclosures

  • Drip-proof = مقاوم در برابر قطره
  • Splash-proof = مقاوم در برابر پاشش
  • Guarded = محافظت شده
  • Weather protected = مقاوم در برابر شرایط آب و هوایی

استفاده از موتورهایی که در پوسته آنها باز است Open enclosures برای مکانهای مخاطره آمیز مناسب نیست برای این کار باید از موتورهایی که بطور کامل در پوسته محصور شده اند Totally enclosed enclosures استفاده شود . موتورهای کاملاً محصور از جریان هوا از داخل به بیرون از موتور و به محیط اطراف جلوگیری می کنند اما آنها گازها را کاملاً نشت بندی نمی کنند  8چهار نوع 9  موتور کاملاً محصور وجود دارد که عبارتند از :

  • موتورهای کاملاً محصور بدون تهویه هوا Totally Enclosed, Non Ventilated (TENV)
  • موتورهای کاملاً محصور با پروانه خنک کننده Totally Enclosed, Fan Cooled (TEFC)موتور کاملاً محصور با هوای بیش از اندازه Totally Enclosed, Air Over (TEAO)
  • موتورهای ضد انفجاری Explosion Proof

Explosion Proof Motor Classifications by Hazardous Locations

دسته بندی موتورهای ضد انفجار برای محیط های مخاطره آمیز

موتورهای ضد انفجاری برای محیط های مخاطره آمیز توسط آزمایشگاههای بیمه Underwriters Laboratories (UL) و نیز نظام نامه ملی برق Underwriters Laboratories (UL) و نیز OSHA  بشرح زیر تعریف شده است .

کلاس 1 : گازها بخارات و مایعات Gases, vapors, and liquids:

  • گروه A : استیلن Gases, vapors, and liquids
  • گروه B : هیدورژن و مظائر آن  . Hydrogen, etc.
  • گروه C : اتر و نظائر آن Ether, etc.
  • گروه و D : هیدروکربنها ؛ سوختها و , حلالها و نظائر آن Hydrocarbons, fuels, solvents, etc.

دسته بندی 1 : مخاطرات انفجاری معمول Normally explosive and hazardous

دسته بندی 2 : مخاطراتی که بطور معمول در هوا وجود ندارند ولی بطور غیر مترقبه ممکن است بروز کنند . Not normally present in an explosive concentration (but may accidentally exist)

کلاس II : گردو غبارها Dusts

 

  •  گروه E : غبار فلزات ( هادی و منفجر کننده )
  • گروه F : غبار کربن ( که برخی از آنها هادی بوده و همه آنها قابل انفجارند )
  • گروه G : آرد , نشاسته , حبوبات , پلاستیک های قابل احتراق یا غبارات شیمیایی ( قابل انفجار)

 

دسته بندی 1 : مقادیر قابل اشتعال غبارکه بطور معمول وجود دارند و یا ممکن است بصورت معلق وجود داشته باشند و یا غبارهای هادی که وجود دارند .

دسته بندی 2 : غباری که بطور معمول  به مقداری که باعث اشتعال شوند در هوا معلق نیستند ( اما ممکن است که بطور اتفاقی رها شوند ) لایه های غبار که حضور دارندذ 

کلاس III : الیاف

  • منسوجات ؛ مصنوعاتی چوبی و نظائر آن ( که بسادگی قابل اشتعال هستند اما تمایلی به انفجار ندارند )

دسته بندی 1 : مورد استفاده و یا جابجا شدن توسط تولید کنندگاه

دسته بندی 2 :

نگهداری و یا جابجایی درانبار ( منحصراً برای سازندگان )

 

موتورهای ضد انفجار بسته با محیط های که هستند  :  به رده ؛ گروه و دسته  تقسیم می شوند ( مثلاً کلاس I دسته بندی 2 یا کلاس 1 و دسته بندی 2 و نطائر آن (e.g., Class I, Division 1, Class I Division 2, etc.))

تفاوت در کلاس آنها بستگی به محدودیت درجه حرارت و برای  روشهای محافظت در برابر مواد از گروه = groups استفاده می شود .

 

Explosion Proof Construction

ساختارهای ضد انفجاری

موتورهای ضد انفجاری با قطعاتی و موادی ساخته می شوند که توانایی مقاومت در برابر مناطق مخاطره آمیز را داشته باشد این شرایط شامل :

  • عایق های کلاس F
  • محورهای و زنجیرهای مسی ضد جرقه
  • کاندویت ها و جعبه های به ابعاد بزرگ که سوراخهایی که رزوه دارند .
  •  
  •  
  •  
  • فن های خنک کننده مقاوم در برابر خوردگی و نیز ضد جرقه Non-sparking, corrosion resistant, cooling fans
  • درپوش های فن و صفحات انتهایی از چدن Cast iron end plates and fan covers

 

  • Stainless steel breathers and drains
  • تخلیه و تنفس ها از جنس فواد ضد زنگ
  • استفاده از بلبرینگ های نشت بندی شده و  ضد اصطکاک  با پوشش دوگانه و بزرگتر از اندازه با گریس های حرارت بالا
  • Oversized, double-shielded, anti-friction, sealed ball bearings with high temperature grease
  • Low loss steel laminations for higher efficiency
  • لابه های فولاد ضد زنگ با تلفات کم  برای کارایی بیشتر
  • Precision dynamic balancing
  • بالانس دقیق دینامیک
  • High temperature polyester varnish impregnated armatures
  • آرمیچرهایی که با لاک های پلی استر  در درجه حرارت بالا اشباع شده اند
  • Dynamically balanced to reduce vibrations
  • بالانس دینامیکی برای کاهش لرزش

عایق های سیم پیچ کلاس F

Class F winding insulation  نسبت به سایر  کلاس عایق ها بیشترین محافظت را در برابر درجه جرارت دارا می باشند 14

عایق های کلاس H Class H polyester  که با لاک پلی استر پوشش داده شده اند و در آمیچر موتور مورد استفاده هستند نیز بیشترین حفاظت در برابر درجه حرات را ارائه می دهند . 15

ورقه های انتهایی  end plates موتور از جنس چدن هستند تا ضمن اینکه استحکام خوبی دارند بتوانند فشار بالای ناشی از انفجاررا تحمل کرده و در برابر خوردگی هم مقاوم باشند . همه بخش ها ماشینکاری شده اند تا درزهای آنها خیلی کم باشد و  مانع از خروج گازهای ناشی از انفجار به بیرون بشوند تا زمانیکه موتور به اندازه کافی سرد شود و امکان مشتعل کردن اتمسفر محیط را نداشته باشد . 16

 نگهدارنده های برنجی و  ضد جرقه محور موتور Non-sparking brass shaft slingers این امکان را می دهند که نشت بندی  محور motor shaft بخوبی صورت گیرد.

جعبه اتصالات و لوله های هدایت کننده کابل برق conduit/connection boxes باید به آن اندازه بزرگ  انتخاب شوند تا بتوانند سیم ها و کابلهای متصل به موتور را در خود جای دهند همانگونه که قبلاً یادآوری شد این لوله ها  باید از جنس چدن ساخته شوند تا ضمن اینکه استحکام بیشتری دارند در برابر خوردگی هم مقاوم باشند .

منابع و مطالب برای مطالعه بیشتر

References and Further Reading

  1. M.V. Deshpande. Electric Motors: Application And Control. PHI Private Learning Ltd., 2010. Page 54
  2. Tom Arimes. HVAC and Chemical Resistance Handbook for the Engineer and Architect. BCT, Inc., 1994. Page 14-16
  3. Heinz P. Bloch and Claire Soares. Process Plant Machinery. 2nd ed. Butterworth-Heinemann, 1998. Page 8
  4. John G. Webster. Editor. The Measurement, Instrumentation, and Sensors Handbook. CRC Press, 1999. Page 99-26
  5. John G. Webster. Editor. The Measurement, Instrumentation, and Sensors Handbook. CRC Press, 1999. Page 99-26
  6. H. Wayne Beaty and James L. Kirtley. Electric motor handbook. McGraw-Hill, 1998. Page 98
  7. Heinz P. Bloch and Claire Soares. Process plant machinery. 2nd ed. Butterworth-Heinemann, 1999. Page 2
  8. Béla G. Lipták. Editor-in-Chief. Instrument Engineers’ Handbook: Process measurement and analysis. CRC Press, 2003. Page 884
  9. Heinz P. Bloch and Claire Soares. Process plant machinery. 2nd ed. Butterworth-Heinemann, 1999. Page 2
  10. Underwriters Laboratories. UL 1203: Explosion-Proof and Dust-Ignition-Proof Electrical Equipment for Use in Hazardous (Classified) Locations. UL, 2011.
  11. Tom Arimes. HVAC and Chemical Resistance Handbook for the Engineer and Architect. BCT, Inc., 1994. Page 14-16
  12. OSHA. Hazardous (Classified) Locations. U.S. Department of Labor: OSHA Office of Training and Education, 1996.
  13. Noel Williams and Jeffrey S. Sargent. NEC Q & A: Questions And Answers on the National Electrical Code. Jones and Bartlett Publishers., 2007. Page 193
  14. Tom Arimes. HVAC and Chemical Resistance Handbook for the Engineer and Architect. BCT, Inc., 1994. Page 14-16
  15. Ohio Electric Motors. Explosion Proof Motors. Ohio Electric Motors, 2011.
  16. M.M.S. Anand. Electronic Instruments and Instrumentation Technology. PHI Learning Ltd. 2006. Page 575



Published by Ohio Electric Motors: http://www.ohioelectricmotors.com/explosion-proof-motors-714#ixzz1cFiSThpe

 

..................مقدمه و ترجمه از محمد توکلی - 9 آبانماه 1390

منبع :

http://www.ohioelectricmotors.com/explosion-proof-motors-714

 

پيام هاي ديگران ()        link        ۱۳٩٠/۸/٩ - محمد توکلی

ضد انفجار

ضد انفجار

Explosion proof

   تعریف :

دستگاههای الکتریکی نظیر کمپرسور ها ؛ موتورها ؛ و کلیدها که به گونه ای طراحی شده اند که هر گاه انفجار و یا شعله آتشی در درون آنها بوجود آید باعث نشود که  اینکه باعث اشتعال و آتش سوزی در گازها و بخارات قابل اشتعال اطرافشان شوند .

این عبارت شامل ابزار ضد جرقه هم می شود ( مثل آچارها  و چکش هایی که از جنس برنج هستند و به هنگام ضربه زدن و کار در سایت هایی که احتمال وجود گازها و بخارات قابل اشتعال وجود دارد مورد استفاده قرار می گیرند .

 

Definition

Electrical apparatus (such as compressors, motors, and switches) designed to contain explosions or flames produced within them (due to arcs, sparks, or flashes) without igniting the surrounding (external) flammable gases or vapors. This term may also include non-sparking tools.

 

..............ترجمه از محمد توکلی – 7 آبانماه 1390 – BIPC – خوارزمی

منبع :

http://www.businessdictionary.com/definition/explosion-proof.html

 

پيام هاي ديگران ()        link        ۱۳٩٠/۸/٧ - محمد توکلی

مقدمه ای بر ریخته گری گریز از مرکز

 

 مقدمه ای بر ریخته گری گریز از مرکز

 An introduction to centrifugal casting

 

 اول از همه باید بدانید که این روش فقط برای تولید قطعات متقارن بکار میرود و در کارخانه جاتی مانند ریختگری پارس متال،لوله و ماشین سازی ایران  ریختگری کلاج در قزوین برای ریختتگی لوله ها در اندازه های مختلف از روش ریخته گری گریز از مرکز استفاده می شود

Centrifugal Casting

فناوری ریخته گری گریز از مرکز کاربرد گسترده ای در انواع ریخته گری های صنعتی دارد بخصو ص در قطعاتی از ماشین که نیاز به دوام پرداخت نهایی آنها خیلی اهمیت دارد . برای مثال لامپ تصویر تلویزیون اشیاء شیشه ای کروی شکل , لوله ها , فلایویل و دیگهای بخار از جمله محصولاتی هستند که لازم است با استفاده از روش ریخته گریز از مرکز ساخته شوند .

در این روش به موازت این که فلز مذاب به درون قالب دائمی ریخته می شود با چرخش زیاد حول محورش هم می گردد و به همین جهت مواد مذاب در اثر نیروی گریز از مرکز یه سمت دیواره قالب رفته و بعد از خنک شدن ؛ سفت و محکم می شوند و بدین ترتیب قطعه ای دقیق و خوب را بوجود می آورند قطر خارجی  قطعهد ریخته گری شده دارای دانه بندی دقیق است و در برابر خوردگی های ناشی از جو مقاوم است .

This is a casting technique that has an extensive range of industrial applications including the casting of machine fittings where durability of the finished product is important. Television picture tubes, spherical glass objects, pipes, flywheels, and boilers are also produced by centrifugal casting. As the molten metal is poured, a permanent mold spins at high speeds around its axis. The molten metal moves towards the mold walls due to centrifugal force, solidifies after cooling, producing a fine part. The external diameter of the casting has fine grains, and is resistant to atmospheric corrosion.

Read more: http://www.brighthub.com/engineering/mechanical/articles/39480.aspx#ixzz1bUGgOTqN

 

از مزایای ریخته گری گریز از مرکز این است که اولاً جدایی ذرات و گاز بخوبی صورت می گیرد که این به دلیل سرعت دوران به هنگام ریخته گری است و نیزدر روشهایی چون  انجماد تحت فشار این کار باعث   به بالا رفتن چگالی آلیاژ می شودو در  انجماد جهت دار که در طراحی اجزاء اهمیت بالایی دارد انجماد از بیرون به داخل لوله صورت می گیرد و نکته دیگر اینکه این روش احتیاج  به ماهیچه ندارد و نیز عدم نیاز به سیستم راهگاهی و دست آخر اینکه با این روش می توان تولید انبوه و قطعات با  تیراژ بالا را تولید نمود

 

شرح یکی از  روشهای  تولید گریز از مرکز:

فلز مذاب در اثر دوران  به جداره قالب فرستاده می شود.قالب حول محور خود حرکت می کند (این حرکت ممکن است عمودی یا افقی )فلز با فشاز وارد می شود تا بعد از برخورد و چرخس به شکل لوله در اید

ابین روش برای تولید انواع لوله های اب و فاضلاب و لوله تفنگ با ضخامت های مختلف استفاده میشود

در این روش با بالا بردن سرعت دورن ضخامت کم میشود در لوله هایی استفاده میشود که استحکام بالا یی برای آن مورد نیاز باشد

ضخامت قالب آن 4 تا 5 برابر ضخامتی است که قطعه قرار اشته باشد. در قسمت بیرونی فالب اب جریان دارد تا ان خنک شود و انجماد تسریع شود.

در قطعات با ضخامت بالا جهت انجماد از یک سمت نیست ،از هد دوطرف ضخامت انحماد شروع میشود که در بعضی موارد منجر به تولید مک میشود برای رفع ان قست داخل را با گرم کن حرارت می دهند تا انجماد از بخش بیرونی شروع شود

امکان ریخته گری قطعات حتی غیر متقارن هم با روش ریخته گری گریز از مرکز عمودی وجود دارد.

در ریخته گری لوله به روش سانتریفیوز به دو صورت انحام میگیره:

دی لاوود و هات مولد=hot mould

در روش اول که در واقع آبگرد هست بیشتر برای لوله های سایز DN80 & 700 و در روش دوم که در هوای آزاد قالب خنک میشه برای لوله های بالای سایز DN1000

لوله های ساخته شده به این روش اغلب از جنس چدن داکتیل میباشند و جنس قالب یا کوکیل هم از فولاد آلیاژی گرم کار 21CrNiMo10

طول لوله ها شش متری بوده و بر اساس استاندارد ISO2531 K9 تنظیم میگردند

پس از ریخته گری در ماشین لوله ریزی جهت فرآیندهای مختلف تکمیل محصول شامل آنیلینگ-پوشش دهی حارچی و داخلی دوپهن گیری فرآیندهای مختلف انجام میگیرد

 

ریخته گری گریز از مرکز و ریخته گری گریز از مرکز مجازی نمونه هایی از ریخته گری چند بار مصرف هستند برای اینکه دورنمایی از این صنعت ریخته گری را ترسیم کنیم لازم است که نگاهی گذرا به انواع ریخته گری داشته باشیم

ریخته گری را بطور خلاصه به معنی  فرآیند  تبدیل ماده خام به  محصول ساخته شده است  بنابراین این فرآیند به معنی  تبدیل ماده اولیه  مثلاً آهن و فولاد و. آلومینیم و چدن  و نظائر آن به قطعه نهایی بندی  است البته ممکن است که این مصول نهایی نیاز به  عملیات ماشینکاری هم  داشته باشد

بهرحال  فرآیند کار در کلیه روشهای مختلف  یکسان است و شامل  ریختن  فلز و یا ماده اولیه مذاب در داخل قالب و انجماد و سرد شدن مذاب ، تبدیل آن به قطعه ساخته شده و خارج کردن قطعه از قالب می باشد

 در این فرآیند آنچه که صورت میگیرد پایین آمدن دمای مذاب تا حد معین ، توقف دما و رسیدن به دمای تعادل است. از فیزیک می دانیم هنگامی که دو یا چند ماده با دماهای متفاوت با یکدیگر ادغام میشوند گرما از جسم گرم به جسم سرد منتقل میشود و این فرآبند تا هم دما شدن آنها و رسیدن به دمای تعادل صورت میگیرد . در اینجا نیز روش کار بدین صورت است و هم دما شده مذاب و قالب تا رسیدن به دمای تعادل ( یا به اصطلاح سرد شدن مذاب ) ادامه دارد. نباید از نظر دور داشت که انجماد به یکباره صورت میگیرد بلکه مراحل جوانه زنی و رشد را نیز در بر میگیرد که همگی در درس علم مواد بطور کامل آنرا آموخته ایم.

انواع روشهای ریخته گری:

روشهای ریخته گری بطور خلاصه به دو دسته عمده تقسیم بندی میشوند:

ریخته گری با قالبهای یک بار مصرف

در ریخته گری با قالبهای یک بار مصرف ، برای بیرون آوردن قطعه ساخته شده از دورن قالب ، آنرا می شکنند. خود این روش را میتوان به دو دسته : قالبگیری با مدل یک بار مصرف و قالبگیری با مدل چند بار مصرف تقسیم بندی کرد.قالبگبری با مدلهای یک بار مصرف ، قالبگیریهای ماسه ای هستند که در آن قالب ساخته شده توسط ماسه پس از انجماد مذاب شکسته می شود. البته قالبگیریهای پوسته ای ، قالبگیری به کمک خلاء ، قالبگیری ماسه ای نمناک و... را هم در زمره قالبگیری ماسه ای می توان تقسیم بندی کرد.به دلیل رایج بودن قالبگیری ماسه ای و استفاده اغلب از آن در کارگاه ریخته گری ( به عنوان یکی از دروس مهندسی صنایع) این نوع ریخته گری را در اینجا بررسی خواهیم کرد.

ریخته گری ماسه ای =  قالبگیری ماسه ای  :

در این نوع ریخته گری قبل از انجام هر کاری مدلی را که بر اسا س آن قرار است محصول ساخته شود با استفاده از پلاستیک ، چوب وغیره می سازند. سپس آنرا در قالب فلزی دو تکه قرار می دهند. هر یک از این دو قسمت جداشدنی قالب را " درجه " ( ضمه بر روی ض ) می نامند. بنابراین خود مدل دو تکه خواهد بود . درجه بالایی را بر روی میز کار قرار داده ، قسمت بالایی مدل را در داخل آن گذاشته با استفاده از پودر جداکننده و پاشش و کوبیدن ماسه درون قالب ( ترکیب ماده مذکور شامل ماسه  ، آب ، خاک رس و نوعی چسب است) آنرا پر میکنند. همین کار را برای نیمه دیگر نیز انجام می دهند. نیاید از نظر دور داشت که گذاشتن تکه چوبی ( بصورت شیب دار) برای ایجاد راهگاه مناسب درون قالب ضروری است و نیز تعبیه تغذیه کننده برای جبران کمبود های ناشی از انقباض مذاب دورن قالب .  بعد از خارج کردن مدل از قالب و میله راهگاه دو نیمه قالب بر روی هم قرار گرفته ، سپس مذاب را درون آن می ریزند( با استفاده از ابزاری شبیه ملاقه به نام چمچه ) و پس از سرد شدن مذاب ، قالب را شکسته و قطعه را خارج می کنند(شکل روبرو را ببینید) :

در این روش ماسه نقش قالب را برای ما بازی میکند، ضمن اینکه نیرویی که برای جریان یافتن مذاب در داخل قالب لازمست نیروی ثقل است که امروزه از روشهای بسیار پیچیده تری از جمله فشار هیدرولیکی به جای آن استفاده می کنند. این روش یکی از ساده ترین و متداولترین روشها ( البته در سطح کارگاهی) برای تولید قطعات ریخته گری است و قطعه ای که بدین طریق بدست می آید  احتمالاً دارای نقایص ظاهری فراوانی از جمله : پلیسه زیاد و تخلخل است که ما را به استفاده از عملیات ماشینکاری بعدی وادار می سازد.

برای بدست آوردن  قطعات و محصولات با کیفیت بالا و بدون نیاز به عملیات ماشینکاری بعدی از روشهای جدید و پیشرفته تری استفاده می گردد . ضمن اینکه قالبگیری با قالبهای یک بار مصرف هزینه و زمان زیاذی را به خود اختصاص می دهد. در عمل از قالبگیری با فالبهای چند بار مصرف بسیار استفاده میشود که به آن خواهیم پرداخت.

ریخته گری با قالبهای چند بار مصرف را می توان شامل :

ریخته گری توخالی

ریخته گری کرتیاس

ریخته گری دائمی در خلاء

ریخته گری با فشار کم

ریخته گری گریز از مرکز

ریخته گری گریز از مرکز مجازی

ریخته گری پیوسته

ریخته گری الکترومغناطیسی

ریخته گری حدیده ای

از میان روشهای فوق ریخته گری حدیده ای و گریز از مرکز را به دلیل تولید قطعات با دقت بالا و نیز کاربرد فراوان در صنعت مورد بررسی قرار خواهیم داد.

ریخته گری حدیده ای از جمله روشهایی است که میتوان قطعات با ابعاد عالی  و دقیق را با آن تولید کرد.در این روش فلز مذاب تحت فشار مکانیکی یا هیدرولیکی از طریق راهگاه هایی به داخل قالب رانده شدهع سپس این (که دو قسمتی بوده) بسته شده و مذاب درون آن سرد شده و منجمد می شود و پس از آن با باز شدن قالب قطعه از قالب خارج میشود .

ریخته گری حدیده ای به دو صورت میتواند اعمال شود :ریخته گری با مخزن گرم =  کوره مذاب در کنار دستگاه  و ریخته گری با مخزن سرد (که فلز را در کوره ای جداگانه ذوب کرده و به داخل دستگاه تزریق می کنند

 

شرح یک روش تولید گریز از مرکز:

ریخته*گری گریز از مرکز

فهرست مطالب:

 

ریخته*گری گریز از مرکز ,

قالبهای مورد استفاده در روش ریخته*گری گریز از مرکز افقی,

 

مشخصات ریخته*گری از مرکز افقی ,

 

سرعت دورانی قالب,

 

پوشش قالب,

 

درجه حرارت ریخته*گری مذاب

مکانیزم انجماد در فرایند ریخته گری گریز از مرکز افقی,

عیوب ریخته*گری گریز از مرکز,

عیب ترک,

عیب چروک خوردن سطح لوله*ها

عیب بریدگی لوله,

عیب تردی لوله,

عیب ساچمه*ای شدن سطح لوله,

عیب حفره*های نشتی یا سوراخ شدن لوله*ها,

ریخته گری گریز از مرکز از جمله روشهایی است که در تهیه قطعات مدور , لوله , و یا حتی چند ضلعی استفاده می کنند. در این روش قالب با استفاده از نیروی گریز از مرکز حول محور عمودی یا افقی می چرخد و مذاب را به همه جای آن میرساند.   

این روش فقط برای تولید قطعات متقارن بکار میرود و در کارخانه جاتی مانند ریختگری پارس متال،لوله و ماشین سازی ایران،زیختگری کلاج در قزوین برای ریختتگی لوله ها در اندازه های مختلف به کار میرود

مزایایه ریخته گری گریز از مرکز نسبت به  دیگر روش ها:

·        جدایش ناخالصی و گازها جدایی ذرات و گاز (به دلیل سرعت دوران)

 

·        انجماد تحت فشار،به علت نیروی گریز از مرکز مذاب

·        تحت فشار جامد می شود بنابراین دارای تخلخل کمتری است

·        حذف سیستم راهگاهی و امکان تولید انبوه

انجماد تحت فشار (منتج به بالا رفتن چگالی آلیاژ می شود)

انجماد جهت دار (در طراحی اجزاء اهمیت بالایی دارد)انجماد از بیرون به داخل لوله است

احتیاج نداشتن به ماهیچه

عدم نیاز به سیستم راهگاهی

 امکان تولید قطعات با تیراژ بالا

فلز مذاب در  اثر دوران  به جداره قالب فرستاده می شود.قالب حول محور خود حرکت می کند  که بسته به اینکه این  حرکت  عمودی یا افقی  باشد آن را ریخته گری گریز از مرکز عمودی یا افقی نامیده می شود در این حالت فلز با فشاز وارد می شود تا بعد از برخورد و چرخس به شکل لوله در اید

از این روش برای تولید انواع لوله های اب و فاضلاب و لوله تفنگ با ضخامت های مختلف استفاده میشود.

در این روش با بالا بردن سرعت دورن ضخامت کم میشود در لوله هایی استفاده میشود که استحکام بالا یی برای آن مورد نیاز باشد

ضخامت قالب آن 4 تا 5 برابر ضخامتی است که قطعه قرار اشته باشد. در قسمت بیرونی فالب اب جریان دارد تا ان خنک شود و انجماد تسریع شود.

در قطعات با ضخامت بالا جهت انجماد از یک سمت نیست ،از هد دوطرف ضخامت انحماد شروع میشود که در بعضی موارد منجر به تولید مک میشود برای رفع ان قست داخل را با گرم کن حرارت می دهند تا انجماد از بخش بیرونی شروع شود.

 

 

               ریخته گری گریز از مرکز

معمولا برای تولید لوله استفاده می شود.قالب را با سرعت دوران می دهیم .مذاب با سرعت به طرف انتهای قالب هدایت می شود.(لوله چدنی)

·        ریختن مذاب در قالب در حال دوران

·        عقب کشیدن قالب برای ایجاد طول لوله

·        بیرون اندازی لوله

روشهای ریخته گری گریز از مرکز

الف)آبگرد(دی لاوود)

 

ب)قالب گرم

آبگرد:

در سال 1920 یک دانشمند برزیلی قالب فولادی آلیاژی است و داخل یک محفظه که آب هست،قرار داد.نه دلیل وجود جریان آب در اطراف قالب،انجماد سریع صورت گرفته و گردش دورانی قالب باعث گردید همواده انجماد از سطح دیواره به سمت داخل انجماد صورت گیرد.دستگاه های آبگرد ،قادرند لوله به قطر 500 میلیمتر و طول 6متر با ظرفیت 13 لوله در ساعت تولید کنند.(برای تولید چدن سفید)

روش قالب گرم:

این روش توسط یک شرکت آلمانی ابداء شد.برای تولید چدن خاکستری (چدن خاکستری از چدن داکتیل نشکن تولید می شود.)که با پیشرفت فرآیند توانستند چدن نشکن هم تولید کنند.در این روش قالب،دیواره ضخیم از نجس چدن یا فولاد آلیاژی دارد به دلیل ضخامت بالا انجماد این روش با تاخیر بیشتر انجام شده و شرایط ایجاد گرافیت را تسهیل می کند.قبل از ریختن مذاب قالب حود 250 درجه سانتیگراد گرم میشود و پس از هر مرحله ریخته گری با اسپری آب به سطح خارجی قالب را خنک می کنند.

 

در عمل سرعت دوران یموجب نیروی گریزاز مرکزی بین 60 تا 80 گرم برای قطعه ریخته گری می گردد.

 

تکنولوژی آماده کردن ذوب

مشخصات مواد اولیه:

 

معمولا مذاب برای تولید داکتیل با استفاده از شارژ قراضه های فولاد مرغوب،شمش چدن و مواد برگشتی تشکیل می شود.

 

مناسبترین نسبت قراضه به چدن 70 به 30 است.به کارگیری قراضه دارای مشکلات زیر است:

·        کاهش راندمان ذوب دهی کوره

·        تسهیل در خردگی جداره نسوزکوره

·        بالا رفتن میزان مواد کمک ذوب مانند گرافیت و فروسیلیس

·        مصرف انرژی زیاد

چدن = آهن+ کربن

سفید (کربنFe3c ) عملیات حرارتی = مالیبل

خاکستری (گرافیت) + منیزیم=داکتیل

منیزیم تنشهای سطحی گرافیت را تغییر می ده و باعث کروی شدن آن می شود.

داکتیل کردن مذاب توسط منیزیم خالص یا آلیاژ فروسیلیس میزیم(FeSi-Mg) و یا آلیاژ منیزیم سدیم( Ce-Mg) به روشهای مختلف صورت می گیرد.

حساس ترین مرحله تولید چدن داکتیل میزان بازیابی منیزیم به عنوان ماده کروی کننده می باشد.

متغییر های اثر گذار روی بازیابی منیزیم:

·        ترکیب شیمیایی و درجه حرارت مذاب

·        اندازه و غلظت مواد کروی کنند.

·        روش تلقیح منیزیم.(وارد کردن منیزیم به مذاب)

 

مقدار منیزیم که می تواند گرافیت کروی تشکیل دهد به میزان اکسیژن و گوگرد در مذاب بستگی دارد و بین 03/0 تا 06/0 درصد متغیر است.دمای مناسب جهت اضافه کردن منیزیم بین 1450 درجه سانتیگراد تا 1500 درجه سانتیگراد خواهد بود.

 

(هرچه گوگرد مذاب کمتر باشد،میزان منیزیم  اضافه شده نیز کمتر خواهد بود.)

اندازه مواد باید به گونه ای باشد که سطح آنها به قدری زیاد نباشد که به سرعت بسوزد و به مذاب نرسد.همین طور نباید به قدری کم باشد کهزمان طولانی برا ی حل احتیاج داشته باشد.

 

روش پاتیل سرباز:در این روش مواد کروی کننده به سرعت آلیاژ به کار می روند.آلیاژ کروی کننده در ته پاتیل تا حدود 1200 درجه سانتیگراد پیش گرم می شود.پس از آن متناسب با وزن آلیاژ کروی کننده بر روی آن پدن مذاب می ریزیم.هرچه با سرعت بیشتری چدن ریخته شود مقدار بازیابی بیشتر خواهد بود.

 

روش ساندویچی:

در این روش آلیاژ منیریم در قسمت گود ته پاتیل قرار داده شده و روی آن را با ورقه فولادی می پوشانیم.بازیابی منیزیم در این روش به مراتب بیشتر از روش قبل است.احتمالا به علت ذوب ورقه فولادی و در نتیجه کاهش درجه حرارت چدن احتمال سوختن منیزیم در اثر اکسیداسیون کاهش می یابد.برای جلوگیری از شناور شدن ورقه فولادی و در عین حال،سریع ذوب شدن آن ضخامت ورقه باید بین 1.5 تا 2 درصد وزن چدن باشد تا شیب دمایی لازم ایجاد گردد.

روش فروبری:

 

در این روش منیزیم با غلظت بالا در ظرفی شبیه ناقوس به عمق پاتیل پر از مذاب فروبرده می شود به انی ترتیب از بالا آمدن مواد کروی کننده جلوگیری می شود و میزان بازیابی افزایش پیدا می کند.این ظرف در محیط بیرونی سوراخهایی دارد تا منیزیم داخل ظرف بتواند از آن خارج شود.حداقل عمق لازم برای فروکردن 60 سانتیمتر است.

روش تزریق مفتول:

در این روش آلیاژمحتوی منیزیم در داخل مفتول که در حقیقت ،غلاف فولادی می باشد قرار گرفته و توسط یک ماشین مخصوص به داخل مذاب فرو می رود.سرعت تزریق باید به گونه ای باشد که غلاف فولادی در طبقات فوقانی مذاب نشود تا منیزیم به پایین پاتیل برسد.

پوشش سطح داخلی قالب در روش آبگرد:به منظور جلوگیری از خوردگی قالب و افزایش عمر آن و همچنین خروج آسان لوله از قالب و کاهش تخلخل و بهبود ساختار میکروسکوپی لوله از پودر فورسیلیکون به عنوان ماده پوشش دهنده سطح قالب استفاده می کنند.این پودر از طریق یک لوله فولادی مقاوم به حرارت که در زیر ناودانی مونتاژ شده و قبل از این که مذاب در ناحیه ای ریخته شود،این پودر را در آنجا می ریزند.

 

پوشش سطح داخلی قالب گرم: در این روش جهت کاهش سرعت سرد شدن و سهولت خروج لوله از قالب به وسیله پوششی به تریکب زیر پوشانده می شود.

·        بنتونیت سدیم ( نوعی خاک رس ) به میزان 1کیلوگرم در ده لیتر آب

·        افزودن 90 لیتر آب به مخلوط حاصل

·        افزودن CaSi به مخلوط فوق

·        در این نوع قالب ماده پوششی با فشار 7/0 تا 1 بار به سطح داخلی قالب اسپری می شود.

Centrifugal Casting

  •  

Centrifugal casting, sometimes called rotocasting, is a metal casting process that uses centrifugal force to form cylindrical parts. This differs from most metal casting processes, which use gravity or pressure to fill the mold. In centrifugal casting, a permanent mold made from steel, cast iron, or graphite is typically used. However, the use of expendable sand molds is also possible. The casting process is usually performed on a horizontal centrifugal casting machine (vertical machines are also available) and includes the following steps:

 

  1. Mold preparation - The walls of a cylindrical mold are first coated with a refractory ceramic coating, which involves a few steps (application, rotation, drying, and baking). Once prepared and secured, the mold is rotated about its axis at high speeds (300-3000 RPM), typically around 1000 RPM.
  2. Pouring - Molten metal is poured directly into the rotating mold, without the use of runners or a gating system. The centrifugal force drives the material towards the mold walls as the mold fills.
  3. Cooling - With all of the molten metal in the mold, the mold remains spinning as the metal cools. Cooling begins quickly at the mold walls and proceeds inwards.
  4. Casting removal - After the casting has cooled and solidified, the rotation is stopped and the casting can be removed.
  5. Finishing - While the centrifugal force drives the dense metal to the mold walls, any less dense impurities or bubbles flow to the inner surface of the casting. As a result, secondary processes such as machining, grinding, or sand-blasting, are required to clean and smooth the inner diameter of the part.

Centrifugal casting is used to produce axi-symmetric parts, such as cylinders or disks, which are typically hollow. Due to the high centrifugal forces, these parts have a very fine grain on the outer surface and possess mechanical properties approximately 30% greater than parts formed with static casting methods. These parts may be cast from ferrous metals such as low alloy steel, stainless steel, and iron, or from non-ferrous alloys such as aluminum, bronze, copper, magnesium, and nickel. Centrifugal casting is performed in wide variety of industries, including aerospace, industrial, marine, and power transmission. Typical parts include bearings, bushings, coils, cylinder liners, nozzles, pipes/tubes, pressure vessels, pulleys, rings, and wheels.

 


Centrifugal Casting

Return to top

Capabilities

 

Typical

Feasible

Shapes:

Thin-walled: Cylindrical
Solid: Cylindrical

Thin-walled: Complex
Solid: Complex

Part size:

Diameter: 1 - 120 in.
Length: Up to 50 ft.
Weight: Up to 5 tons

Materials:

Metals
Alloy Steel
Carbon Steel
Cast Iron
Stainless Steel
Aluminum
Copper
Nickel

 

Surface finish - Ra:

63 - 500 μin

32 - 500 μin

Tolerance:

± 0.01 in.

± 0.002 in.

Max wall thickness:

0.1 - 5.0 in.

0.1 - 5.0 in.

Quantity:

100 - 10000

1 - 10000

Lead time:

Weeks

Days

Advantages:

Can form very large parts
Good mechanical properties
Good surface finish and accuracy
Low equipment cost
Low labor cost
Little scrap generated

Disadvantages:

Limited to cylindrical parts
Secondary machining is often required for inner diameter
Long lead time possible

Applications:

Pipes, wheels, pulleys, nozzles

 

 

 

Neycraft Centrifugal Casting Machine

 

A reliable machine featuring easy wind, lock and release mechanism

 

Accepts all flask sizes up to 4" X 4" with a fast set counter balance system

 

Machine is complete with crucible, tongs, two flasks and two sprue bases

 

...................محمد توکلی – 29 مهرماه 1390 – bipc خوارزمی

منابع :

http://www.brighthub.com/engineering/mechanical/articles/39480.aspx

http://www.custompartnet.com/wu/centrifugal-casting

http://www.americanjewelrysupply.com/products/casting/centrifugal2.html

 

پيام هاي ديگران ()        link        ۱۳٩٠/۸/۱ - محمد توکلی

زیت های و معایب روش ریخته گری گریز از مرکز

مزیت های و معایب روش ریخته گری گریز از مرکز

Advantages and disadvantages of centrifugal casting?

مقدمه :

ریخته گری گریز از مرکز از جمله روشهای ریخته گری است که برای ساخت قطعات دقیق و با استحکام بالا که شکل استوانه ای دارند  ونیز قطعاتی که باید دقیقاً ماشینکاری شوند مورد استفاده قرار می گیرد بارز ترین نمونه آن ریخته گری لوله تفنگ است که باید هم دقیق باشد و هم استحکام بالایی داشته باشد . مواردی از این دست در صنعت فراوان هستند . در صنعت پتروشیمی نیز به انواع روشهای ریخته گری نیاز داریم لازم است که در کارگاههای متمرکز خوارزمی کارگاه ریخته گری هم دایر شود تا برای ریخته گری قطعات مورد استفاده در صنایع پتروشیمی نیازی به ارسال قطعات به شهرهای دیگر نباشد . ریخته گری صنعت مادر است بدون آن امکان ساخت و تولید محصولات صنعتی وجود ندارد لذا باید برای آن ارزش و اهمیت بیشتری قائل شوند که نمی شوند ! روش ریخته گری گریز از مرکز که در اینجا توضیح داده شده است مزیت های زیادی دارد از جمله اینکه خواص مکانیکی قطعه ریخته شده 30% بیشتر از قطعه ای است که با روشهای ریخته گری ساکن = استاتیک ریخته شده است . هر چند این روش برای قطعات استوانه ای مناسب است ولی می توان با استفاده از تکنیک هایی آن را برای اشکال دیگر هم مورد استفاده قرار داد .

معایب ریخته گری به روش گریز از مرکز

تولید قطعات ریختگی  با وارد  نمودن فلز مذاب در قالبهای چرخان و استفاده از نیروی گریز از مرکز

تعیین سرعت:

سرعت چرخش ساده ترین متغییر قابل کنترل در ریخته گری گریز از مرکز می باشد . در این فرآیند سرعت چرخش باید بقدری زیاد باشد که مذاب بطور یکنواخت در سطح قالب در جهت محیطی و طولی پخش شود.ولی اگر سرعت کم باشد در حرکت مذاب اغتشاش به وجود آورده و مذاب به خارج پرتاب می شود.برای تعیین سرعت از روابط ریاضی استفاده می شود ولی چون مقدار محاسبه شده در عمل امکان پذیر نیست سرعت را بصورت تجربی بدست می آورند. و دلیل اختلاف سرعت محاسبه شده و سرعت حقیقی برای تولید نیروی گریز از مرکز لغزش بین مذاب و دیواره قالب ویا مذاب و لایه تازه منجمد شده شده می باشد.

نحوه انجماد:

عواملی مثل جنس وضخامت قالب- پیش گرم کردن قالب- پوشش قالب- فوق گداز قالب- میزان انتقال حرارت- لرزش ودیگر موارد در نحوه انجماد و ساختمان میکروسکوپی قطعه تولید شده به روش ریخته گری گریز از مرکز تاثیر می گذارد که عدم توجه و کنترل این عوامل که هر کدام به نحوی باعث می شود که انجماد ایده آل به وجود نیاید و انجماد از سطح داخلی قطعه آغاز شده ومنجر به ایجاد عیوب مختلفی می گردد. به طور کلی اکثر عیوب ریختگی گریز از مرکز را می توان با شناخت دلایل آن رفع نمود.

حفرههای گازی و حفره های انقباضی: حفره های گازی ممکن است بصورت گرد و یا به صورت کشیده در جهت انجماد دیده می شود که منابع این حفره ها گازی حل شده در مذاب و یا گازهای تبخیر شده از قالب وپوشش قالب می باشد که دلایل آن عواملی چون مرطوب بودن قالب- گازهای موجود در مذاب- اکسیژن موجود در هوا(بخصوص در آلیاژهای آهنی) واین معایب را به همراه حفره های سوزنی حاصل از گازهای قالب را می توان توسط افزایش سرعت قالب تا حد زیادی کاهش داد و چنانچه انجماد ایده آل نباشد و انجماد از سطح داخلی حفره آغاز می گردد در این صورت آخرین مذاب منجمد شده باعث پدید آمدن حفره انقباضی در قطعه می شود.

ترک خوردگی:

دو نوع ترک خوردگی در این نوع قطعات دیده می شود

(1) ترک خوردگی عرضی که ناشی ازعدم امکان انقباض آزادانه قطعه منجمد شده می باشد.

(2) ترک خوردگی طولی که به دلیل ترک خوردن لایه های اولیه منجمد شده و بر اثر تنش

حاصل از نیروی گریز از مرکز پدید می آید و با افزایش درجه حرارت قالب-استفاده از پوشش-افزایش نسبت وزن قالب به قطعه-کاهش سرعت چرخش و کاهش فوق گداز می توان از پدید آمدن این ترک ها جلوگیری کرد.

لب به لب و روی هم افتادگی:

این عیب به طور کلی ناشی از عدم جریان پیوسته مذاب در داخل قالب می باشد و بیشتر در آلیاژهای که دارای سیالیت کمی بوده اتفاق می افتد. و عواملی مثل : بار ریزی مذاب با فوق گداز کم- آنالیز مذاب-اغتشاش درریختن-

آهسته ریختن و غلط ریختن مذاب باعث بوجود آوردن این عیب می شود. و برای رفع این عیب می توان سرعت چرخش را افزایش داد و با بارریزی سریعتر و استفاده از پوشش عایق این عیب را کاهش داد.

جدایش

بدلیل انجماد جهت دار و اثر نیروی گریز از مرکز عناصر آلیا‍ژی به نسبت وزن مخصوص لایه های مختلف قرار می گیرد که در نتیجه قطعه تولیدی از نظر ترکیب یکنواخت نخواهد بود. در مقاطع بعضی قطعات تولید شده مشاهده می گردد که بین دو لایه شامل ساختمان یک لایه ذرات غیر فلزی و فازهایی با نقطه ذوب کم وجود دارد که به این پدیده

(banding ) می گویند که دلیل آن قرار گرفتن یک لایه مذاب بر روی لایه اولیه مذاب که بصورت خمیری در آمده است می باشد.

البته این موضوع بستگی به چیزی دارد که قرار است ریخته گری شود عمده ترین مزیت ریخته گری گریز از مرکز توانایی آن در حفظ جزئیات و نیز ایجاد ساختاری فشرده دانه بندی شده و مستحکم است . تنها عیب حقیقی آن اندازه اش است که با اغلب روشهای ریخته گری گریز از مرکز تنها می توان ابعاد  سه تا چهار اینچ را درست کر هر چند قطعات هوا فضاء بزرگتر از این ابعاد هستند .

بزرگترین موردی که دیده ام یک قطعه فلاسک  12 اینچ بوده است نزدیکترین رقیب آن روش خلاء است که مقدار بزرگی آن بستگی به تجهیر مورد نظر دارد بهرحال ریخته گری گریز از مرکز از نظر شکل و هندسه قطعه ریخته شده دارای محدودیت است

ریخته گری گریز از مرکز که گاهی آن را ریخته گری چرخشی rotocasting نیز می نامند فرآیند ریخته گری فلزات به شکل استوانه و با استفاده از نیروی گریز از مرکز است . این روش با اغلب روشهای ریخته گری فلزات تفاوت دارد که بر اساس نیروی ثقل یا قالبگیری کار می کنند . ریخته گری گریز از مرکز با استفاده از شکل یک قابل دائمی که از فولاد ؛ چدن ؛ گرافیت ساخته شده است انجام می گیرد .

اما استفاده از قالب های شنی یک بار مصرف هم امکان پذیر است . فرآیند ریخته گری معمولاً با استفاده از دستگاه  گریزاز مرکز افقی horizontal centrifugal casting machine انجام می گیرد ( البته از دستگاه ریخته گری گریز از مرکز عمودی هم می توان استفاده کرد ) و این روش دارای مراحل زیر است .

1-      تهیه قالب Mold preparation دیواره های قالب استوانه ای  ابتدا با استفاده از یک پوشش سرامیکی نسوز پوشانده می شود که شامل چند مرحله است ( مالیدن و چرخیدن و خشک شدن و پختن ) . وقتی این پوشش محکم و سفت شد قالب را حول محورش با سرعت بالا می چرخانند ( 300 تا 3000 دور در دقیقه ) که بطور معمول 1000 دور در دقیقه است .

2-      ریختن = Pouring – فلز ذوب شده مستقیماً بداخل قالب چرخان ریخته می شود بدون اینکه از سیستم چرخشی و یا دروازه ای استفاده شود . نیروی گریز از مرکز باعث رانش مواد به سمت دیواره های قالب شده و قالب را پر از فلز مذاب می کند .

3-      خنک سازی = Cooling- هنگامی که فلز مذاب  بدین ترتیب بدرون قالب ریخته می شود قالب همچنان در حال چرخش است تا فلز خنک شود خنک سازی در یواره های قالب سریعتر انجام می گیرد تا به داخل ادامه پیدا می کند .

4-      برداشتن  قطعه ریخته گری شده Casting removal-  هنگام که قطعه ریخته گری شده خنک و محکم شد چرخش متوقف شده و در این حالت می توان قطعه را برداشت .

5-      پراخت نهایی = Finishing هنگامی که نیروی گریز از مرکز باعث چگالیدن فلز می شود و آن را به دیواره های قالب می چسباند هر گونه ناخالصی چگالیده نشده یا حبابی که در سطوح داخلی قطعه ریخته شده وجود داشته باشد از بین می رود . در نتیجه فرآیند ثانویه ای که قرار است بعداً روی قطعه صورت گیرد از قبیل ماشینکاری و سنباده زنی و سند بلاست باید انجام گیرد تا سطوح داخلی را تمیز و صاف کند .

 

ریخته گری گریز از مرکز روشی است برای ریختن قطعات که دارای محور تقارن هستند axi-symmetric parts از جمله ریختن قطعات استوانه ای و دیسکی cylinders or disks که عموماً توخالی هستند .

بخاطر نیروی بالای گریز از مرکز این قطعات خیلی دقیق و با دانه بندی خیلی  ریز fine grainدر سطوح بیرونی درست می شوند و خواص مکانیکی تقریباً به میزان 30% بیشتر از قطعاتی است که با استفاده از روشهای ریخته گری استاتیک static casting methods انجام می گیرد.

این قطعات را می توان از فلزات آهنی از قبیل آلیاژهای فولاد ؛ فولاد ضد زنگ و آهن ریخت ویا با استفاده از آلیاژهای غیر فلزی مانند آلومینیم ؛ برنز ؛ مس و مینزیم و نیکل ریخت . ریخته گری گریز از مرکز را می توان در طیف وسیعی از صنایع بکار برد از جمله : صنایع هوا فضاء ؛ صنایع دریایی ؛ و نیز انتقال قدرت . قطعاتی را که بطور معمول می توان بدین طریق ریخته گری کرد شامل : بیرینگها مارییچ ها بوش سیلندر cylinder liners ؛ نازل ها = شیپوره ها ؛ لوله ها و نیز مخازن تحت فشار و پولی ها = قرقره ها و حلقه ها و نیز انواع چرخهاست .

 

. These parts may be cast from ferrous metals such as low alloy steel, stainless steel, and iron, or from non-ferrous alloys such as aluminum, bronze, copper, magnesium, and nickel. Centrifugal casting is performed in wide variety of industries, including aerospace, industrial, marine, and power transmission. Typical parts include bearings, bushings, coils, cylinder liners, nozzles, pipes/tubes, pressure vessels, pulleys, rings, and wheels.

 

http://www.custompartnet.com/wu/images/centrifugal-casting/centrifugal-casting.png

 

..................مقدمه و ترجمه از : محمد توکلی – 1 آبانماه 1390 – BIPC خوارزمی

منابع :

http://answers.yahoo.com/question/index?qid=20110913112049AAG95jK

http://www.engineersedge.com/manufacturing/centrifugal_cast_process.htm

http://www.custompartnet.com/wu/centrifugal-casting

 

پيام هاي ديگران ()        link        ۱۳٩٠/۸/۱ - محمد توکلی