Diseño de los sistemas de distribución
Páginas: 5 (1033 palabras)
Publicado: 8 de diciembre de 2015
Diseño de los sistemas de distribución
Geometría de los sistemas de distribución
Ante todo, debemos conocer las distintas geometrías de las que consta el sistema de distribución, a saber:
Cazo. Es la cavidad situada en la parte superior del bebedero que facilita al operador el vertido del líquido, minimiza la turbulencia en la entrada del metal en el bebedero y ayuda a separar la escoriadel metal.
Bebedero. Es un canal vertical con forma de tronco cónico que conecta el cazo con la base. Su diseño viene determinado por la Ecuación de la Continuidad y la Ecuación de Bernoulli como se detalla en el apartado 2.6.1.
Base del bebedero. Tendrá forma cilíndrica y se encargará de reducir la velocidad del material procedente del bebedero para su entrada al canal de colada. Además, minimizalas salpicaduras producidas por el metal al impactar contra la parte inferior del depósito evitando así el fenómeno del atrapamiento de aire. Por último, asegura que el canal de colada esté siempre lleno de líquido durante el proceso.
Canal de colada. Es un canal horizontal que transporta el metal líquido desde la base hasta las puertas de entrada al molde.
Esquema de un sistema dedistribución utilizado para moldes por gravedad.
Elementos del sistema de distribución.
Definición de objetivos.
Los objetivos fundamentales del presente proyecto son los siguientes:
Se obtendrá una expresión analítica que nos permita calcular la cantidad de material necesaria para el llenado del sistema de distribución y del molde.
Una vez definidos los objetivos de este proyecto, a continuaciónse va a realizar un análisis exhaustivo del problema. Comenzaremos definiendo las distintas variables que intervienen.
Variables del sistema.
Definiremos las variables del sistema como aquellas que afectarán al cálculo de las dimensiones del sistema de distribución. Diferenciamos tres grupos dependiendo de si están afectadas por el tipo de material del molde o de la pieza, o de si sonvariables que intervienen en el llenado del molde y del sistema de distribución.
Parámetros geométricos de diseño.
Llamamos parámetros geométricos de diseño a aquellos que definirán la geometría final del sistema de distribución: longitudes, superficies y volúmenes. También hemos incluido en este grupo los factores adimensionales de pérdidas y de sobredimensionamiento debido a que afectandirectamente a la geometría del sistema.
Esquema del sistema de distribución y dimensiones.
Consideraciones tomadas
El tiempo de llenado del molde será igual al tiempo de solidificación del metal en la pared más delgada del molde. De esta forma, conseguimos minimizar la cantidad de material utilizado ya que cuanto mayor sea el tiempo de solidificación, menor cantidad de material necesitaremos lo queconllevará menor coste en la producción. La ecuación de Chvorinov (1940) permite el cálculo del tiempo de solidificación (ts) del metal:
Donde V/A hace referencia al módulo local en la sección más delgada de la pieza. Para su cálculo, se tendrá en cuenta que el tiempo de solidificación del metal en una pared delgada es aproximadamente igual al tiempo que el mismo metal tardaría ensolidificarse en una lámina delgada del mismo espesor y bajo las mismas condiciones térmicas. Se puede demostrar la aproximación anterior mediante la siguiente figura:
Cálculo del módulo local de la pieza
En cuanto a la constante C:
La altura de la base del bebedero será dos veces el ancho del canal de colada siguiendo las recomendaciones en Castings, John Campbell, 1991. Con esto se busca evitar losproblemas de salpicadura y de aparición de vena contracta, explicados en el apartado 2.6.3 del presente proyecto.
Se considerará que todos los tramos del canal de colada tendrán una misma longitud para el caso de que existan varias puertas de entrada al molde. Además, la sección del canal de colada será cuadrada.
Búsqueda de la solución analítica
Se definieron los objetivos del presente...
Geometría de los sistemas de distribución
Ante todo, debemos conocer las distintas geometrías de las que consta el sistema de distribución, a saber:
Cazo. Es la cavidad situada en la parte superior del bebedero que facilita al operador el vertido del líquido, minimiza la turbulencia en la entrada del metal en el bebedero y ayuda a separar la escoriadel metal.
Bebedero. Es un canal vertical con forma de tronco cónico que conecta el cazo con la base. Su diseño viene determinado por la Ecuación de la Continuidad y la Ecuación de Bernoulli como se detalla en el apartado 2.6.1.
Base del bebedero. Tendrá forma cilíndrica y se encargará de reducir la velocidad del material procedente del bebedero para su entrada al canal de colada. Además, minimizalas salpicaduras producidas por el metal al impactar contra la parte inferior del depósito evitando así el fenómeno del atrapamiento de aire. Por último, asegura que el canal de colada esté siempre lleno de líquido durante el proceso.
Canal de colada. Es un canal horizontal que transporta el metal líquido desde la base hasta las puertas de entrada al molde.
Esquema de un sistema dedistribución utilizado para moldes por gravedad.
Elementos del sistema de distribución.
Definición de objetivos.
Los objetivos fundamentales del presente proyecto son los siguientes:
Se obtendrá una expresión analítica que nos permita calcular la cantidad de material necesaria para el llenado del sistema de distribución y del molde.
Una vez definidos los objetivos de este proyecto, a continuaciónse va a realizar un análisis exhaustivo del problema. Comenzaremos definiendo las distintas variables que intervienen.
Variables del sistema.
Definiremos las variables del sistema como aquellas que afectarán al cálculo de las dimensiones del sistema de distribución. Diferenciamos tres grupos dependiendo de si están afectadas por el tipo de material del molde o de la pieza, o de si sonvariables que intervienen en el llenado del molde y del sistema de distribución.
Parámetros geométricos de diseño.
Llamamos parámetros geométricos de diseño a aquellos que definirán la geometría final del sistema de distribución: longitudes, superficies y volúmenes. También hemos incluido en este grupo los factores adimensionales de pérdidas y de sobredimensionamiento debido a que afectandirectamente a la geometría del sistema.
Esquema del sistema de distribución y dimensiones.
Consideraciones tomadas
El tiempo de llenado del molde será igual al tiempo de solidificación del metal en la pared más delgada del molde. De esta forma, conseguimos minimizar la cantidad de material utilizado ya que cuanto mayor sea el tiempo de solidificación, menor cantidad de material necesitaremos lo queconllevará menor coste en la producción. La ecuación de Chvorinov (1940) permite el cálculo del tiempo de solidificación (ts) del metal:
Donde V/A hace referencia al módulo local en la sección más delgada de la pieza. Para su cálculo, se tendrá en cuenta que el tiempo de solidificación del metal en una pared delgada es aproximadamente igual al tiempo que el mismo metal tardaría ensolidificarse en una lámina delgada del mismo espesor y bajo las mismas condiciones térmicas. Se puede demostrar la aproximación anterior mediante la siguiente figura:
Cálculo del módulo local de la pieza
En cuanto a la constante C:
La altura de la base del bebedero será dos veces el ancho del canal de colada siguiendo las recomendaciones en Castings, John Campbell, 1991. Con esto se busca evitar losproblemas de salpicadura y de aparición de vena contracta, explicados en el apartado 2.6.3 del presente proyecto.
Se considerará que todos los tramos del canal de colada tendrán una misma longitud para el caso de que existan varias puertas de entrada al molde. Además, la sección del canal de colada será cuadrada.
Búsqueda de la solución analítica
Se definieron los objetivos del presente...
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