Principios básicos del diseño de manguitos elevadores

Los manguitos de mazarota para fundición se utilizan principalmente en piezas de acero fundido. Solo se emplean en unas pocas piezas gruesas y grandes de fundición gris y hierro dúctil. Durante el proceso de enfriamiento y solidificación del metal fundido, el volumen se contrae. La contracción de volumen de una pieza fundida es aproximadamente tres veces su contracción lineal. Por lo tanto, la contracción de volumen del acero fundido se considera generalmente del 3-6%, y la de la fundición gris, del 2-3%. Sin embargo, debido a la expansión de grafitización durante la solidificación de la fundición gris y el hierro dúctil, parte de la contracción de volumen puede compensarse. Por lo tanto, si el espesor de pared es uniforme y el molde es muy compacto, no suelen ser necesarios manguitos de mazarota. Si la contracción de volumen de la pieza fundida no se compensa, se formarán cavidades, depresiones o porosidad por contracción en la pieza o en su interior. En casos graves, esto suele provocar el desguace de la pieza fundida.

El principio para calcular las dimensiones de la camisa de mazarota consiste en calcular primero la cantidad de metal fundido que se debe compensar. Esta porción de metal fundido se suele considerar esférica, y su diámetro (denotado como d₀) se calcula para el cálculo de la camisa de mazarota. La distancia de alimentación efectiva para las piezas fundidas alimentadas por camisa de mazarota se define por un rango determinado, denotado como L. Para piezas con forma de placa con un espesor de h, L suele ser de 3 a 5 h. Para piezas con forma de varilla, L = (25 a 30)√h, donde h es el espesor de la pieza fundida.

Método básico de cálculo para el tamaño de la manga del tubo vertical

El método más común es: Diámetro del manguito elevador D = d₀ + h

Esto se debe a que se asume que el manguito de mazarota y la pieza fundida se solidifican al mismo ritmo. El proceso de solidificación se inicia desde las dos superficies de la pieza fundida hacia el interior. Cuando la pieza fundida está completamente solidificada, el manguito de mazarota alcanza el mismo espesor. En este punto, queda una cavidad de contracción hueca en el centro, con un volumen exactamente igual al de la esfera de alimentación. Esta porción de metal fundido se introduce en la pieza fundida durante la solidificación.

Cuando existe un punto caliente en la pieza fundida, h puede sustituirse por el diámetro T del punto caliente. Es decir: D = d₀ + T

Otro componente importante del diseño de la camisa de mazarota es el cuello de la camisa. Este cuello es el canal de conexión entre la camisa y la pieza fundida; el metal fundido de la camisa se introduce en la pieza fundida a través de él. Por lo tanto, la sección transversal del cuello de la camisa de mazarota debe cumplir ciertos requisitos. Normalmente, el diámetro del cuello de la camisa de mazarota se considera dⱼ = (0,6~0,8)T.

La altura H del manguito de mazarota es (1,5-2,5)D. Esta altura también debe ser mayor que la altura del área que requiere alimentación; de lo contrario, se produce una alimentación inversa, donde la pieza fundida alimenta el manguito de mazarota, lo cual debe evitarse.

Otros métodos de cálculo

Un método de cálculo empírico comúnmente utilizado consiste en multiplicar directamente el diámetro del círculo del punto caliente por un coeficiente, sin calcular la cantidad de metal fundido que se requiere alimentar. Por ejemplo:

Fundición simple: D = (1,05~1,15)T. Forma simple, puntos calientes relativamente concentrados.

Fundición compleja: D = (1,40~1,80)T. Forma compleja, por ejemplo, con numerosas nervaduras que se conectan al resto de la pieza.

Tipo intermedio: D = (1,15~1,40)T, situado entre los dos anteriores.

Las condiciones de producción de fundición varían considerablemente debido a la gran cantidad de factores involucrados, lo que hace que todas las fórmulas de cálculo sean aproximadas y condicionales. A menudo, una única fórmula no es aplicable a todas las situaciones. Por lo tanto, las fórmulas suelen incluir coeficientes con un amplio rango de valores para que los usuarios elijan según sus circunstancias específicas.

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