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Un sistema de colada, es el encargado de llevar elmetal lquido hasta llenar la cavidad del molde para
obtener una pieza fundida sin defectos.
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1.- Principios bsicos del diseo de istemas de !olada
para piezas fundidas.
Principios de mecnica de fluidos.
!onocimientos de turbulencia.
"imensionamiento de canales para fundici#n.
$.- "iseo de sistemas de canales buscando reducir laformaci#n de #%idos.
&nteracci#n 'etal (quido ) *tm#sfera.Principales #%idos formados.
"iseo de canales buscando reducir la turbulencia.
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+U!& "( &/'* " !(*"*
0educir la turbulencia del fluo del metal lquido amedida que recorre el sistemas de canales 2 llenar lacavidad del molde.
'enor /urbulencia, menor rosi#n, ma2or
facilidad de separar las escorias. vitar las regiones de baa presi#n unto al fluo metlico
que favorezcan la aspiraci#n de aire o gases del molde.
Permitir el llenado del molde en un tiempo establecido.
!ontribuir al establecimiento de gradientes t3rmicas quefavorezcan la alimentaci#n de las piezas.
liminar o reducir al mnimo las habilidades personalesen el momento del vertido del metal al molde.
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(4 " !/&U&"*"
1
v1
$
v$
(a cantidad de fluido que pasapor cada secci#n en uninstante debe ser constante.
5 6 % v 516 5$
5 6 1. v16 $.v$77.
5 6 +luo en todos los puntos del sistema de colada. cm89s.
* 6 :rea de la secci#n transversal. cm$.
v 6 ;elocidad del fluido. cm9s.
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!U*!&
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!U*!&
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(4 " (* !0;*!&
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Los problemas de contaminacin con gas, escorias,
xidos y aspiracin de gas estn unidos al ingreso delmetal, es decir al tipo de flujo, laminar o turbulentoexpresado por el Nmero de Reynolds.
.Re H
v D
=
v !elocidad del fluido "metal l#$uido% "cm & s%
'( 'imetro del canal "cm%
!elocidad cinemtica del fluido "metal l#$uido% "cm)&s%
para aceros al carbono
20, 01 /cm s
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*urbulencia + Nmero de Reynolds
l dimetro -idralico '(del canal est dado "una
funcin de la geometr#a del canal%
'( x /rea de la seccin transversal.
0er#metro de la seccin transversal
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l fluo es laminar cuandoel H 0e igual o I $CCC
l fluo es enteramenteturbulento cuando el H 0eest entre $ CCC a $C CCC
l fluo es severamenteturbulento cuando el H 0e esJ $C CCC
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(aminar
/urbulento
+actor
"e
fricci#n
$C CCC
H 0e2nolds
0elaci#n entre el factor de fricci#n,
el H de 0e2nolds 2 lascaractersticas del fluo
*cero
'aleable
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fectos de 'omentos
(a primera le2 de eKton del estadoD LUn cuerpo en movimientocontinuar movi3ndose en una direcci#n determinada, hasta queotra fuerza se eerza sobre 3l 2 le cambie la direcci#nM
1 $
5 6 a1v16 a$v$
fecto del
cambio de:rea de lasecci#ndel canal
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C F 1C 1F $C $F 8C
velocidad en ft9s
GC
NC
FC
OC
8C
$C
1C
C
!arga depresi#nenpulgadasdelquido
1GF
1FC
1$F
1CC
FC
$C
!arga de
presi#nen cm delquido
1 $ 8 O F N G Q m 9 s
r9d 6 1
r9d 6 Nfecto de loscodos delsistema decolada sobreel fluo demetal
r
r
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ecesidad de disear ferrodinamicamente los sistemasde colada para reducir la turbulencia
=ebederorectoatrapaaire
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n el caso de bebedero recto, la aspiraci#n de gases seaprecia asD
1
$
8
h$
h!
h/
22
3 31 1
3
2
3
3
2 2
14, 7 14, 7
0 00, 26 2 0, 26
27,7
t
t
t
v Pv Ph h
g g
v
h g
v h
+ + = + +
+ + = + +
= ;elocidad en el punto 8Apulg9sB2 2
2 2 12
2 3
2 2
14,70
2 2
14,7
v P vhg g
v v
P h
+ + = + +
=
=
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P0;!&
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P&!&
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!oladapor lapartesuperior
!oladapor laparteinferior
!olada por la partelateral de la pieza
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(* 0(*!&
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0.!
:rea secci#n transversal del bebederoD :rea secci#ntransversal del canal de coladaD :rea secci#n transversalde las entradas.
&/'* P0U0&R*"D l rea total de las entradas nodebe ser ma2or que la del bebedero
:rea 6 N,OF cm$
:rea 6 O,O cm$
:rea total 6 8,$$ cm$
1 D C,GF D C,F/ambi3nD
1 D $ D 1
'antiene lleno de metal elsistema.
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:rea 6 8,$$ cm$
:rea 6 Q,NG cm$
:rea 6 Q,NG cm$
&/'* P0U0&R*"D (a restricci#n
primaria al fluo del fluido est en o cerca delbebedero.
1D 8 D 8 (a ma2or secci#ndel canal 2 de lasentradas
permiten fluosadecuados avelocidadesrelativamentebaas.
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L121N3415N ' L3 647R13
La colada centrifugada
"remolino% ayuda a separar laescoria.
mpleando filtros cermicos
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;ariaci#n de la secci#n del canal de distribuci#n
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;ariaci#n de la secci#n del canal 2 ataques AentradasB
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!opa de vertido o balsa de vertido
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"/0'&*!&
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egunda cuaci#n de "&/0
0,950,833
eK P = +
6 /iempo de vertido AsegundosB
e 6 spesor medio de la pieza A pulgadasB
P 6 Peso de la pieza AlibrasB
? 6 +actor de fluidez. A +luidez del +ierro +undido- inch 9 OCB+.! 6 T! V iT W PT
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(a relaci#n de ?UU para el +ierro +undidoD
( )0,81A e P= + +
6 /iempo de vertido AsegundosB
e 6 spesor de la pieza AcmB
P 6 Peso total de metal vertido A@gB
6 C,N ) C,8 A!uando P 6 1 a 1CC @gB
* 6 G Apara piezas con almaB* 6 8 Apara piezas pequeas, automotrizB
* 6 C Apara piezas en generalB
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(a relaci#n de ;(= ) *ceros al carbono 2 de
baa aleaci#n
6 /iempo de vertido AsegundosB
e 6 spesor promedio A mmB
P 6 Peso total de metal vertido A@gB
s 6 !oeficiente e%perimental
3 .s e P=
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(a propuesta de ovoleb tiene dos condiciones paraLsM
ormal8s 6 1,8 A colada por la parte inferiorBs 6 1,O Acolada por la parte lateralB
s 6 1,F ) 1,N Acolada por la parte superiorB
Por encima de lo normalDs 6 1,O ) 1.F Acolada por la parte inferiorBs 6 1,F ) 1,N Acolado lateralmenteB
s 6 1,N - 1, Acolado por la parte inferiorB
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0elaci#n para *ceros &no%idables AX( ) OCB
0, 4 0, 95
0,833
eP
= +
Para =ronces 2 (atonesD f P=
(a velocidad de vertido, se puede calcularD
2,2525,4
ev A P
B
= +
v 6 ;elocidad de vertido A@g9 sB
e 6 spesor de la pieza AcmB
P 6 Peso total de la pieza A@gB
* 2 = 6 constantes A * 6 C,Q 2 = 6 C,88Bpara +ierro +undido
f 6 C,Q a $,N Para piezasma2ores de 8CC libras
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P04!/ " U &/'* " !(*"*
;0/&"
1. n un sistema de colada el fluo que desciende esacelerado por efecto de la gravedad.
$. n los canales de distribuci#n 2 entrada ocurrencambios de secci#n 2 direcci#n que promueven laturbulencia 2 atrapamiento de aire o gases.
8. *l ingresar a la cavidad del molde, el fluo 2a no est
limitado por las paredes, siendo un fluo definido porla inercia 2 por la acci#n de la gravedad.
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0!'"*!& ) *.+.
(os canales de descenso deben ser c#nico
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0elaci#n entre reas de
los canales,"espresurizadosD
1 D $ D $ 1 D O D O
Una tasa o bacn en elfondo del canal dedescenso - bebedero
(as entradas encima delcanal de distribuci#n ocolada.
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1. !anal de descenso c#nico.
$. istema no presurizado o divergente A1 D $ D $ o 1 D O D OB
8. Una tasa o bacn en el fondo del bebedero.
O. (lenado de la pieza por el fondo Aevita gotear o escurrirdentro de la cavidad del moldeB
F. (os canales de distribuci#n debao de los canales deentrada.
0!'"*!& P*0* !**( "*(*!& +:!&('/ Y&"*=(
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=ebederos o canales de
descenso de paredesparalelas 2 sistemas nopresurizados, presentanel problema deaspiraci#n de aire ogases.
P0=('* !!**(
/0*"&!&*(
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l bebedero o canal de descenso mu2 por debaodisminu2e la velocidad del fluo, pero presentaproblemas de aspiraci#n de aire.
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l empleo de filtros es un au%ilio necesario para reducirla velocidad del fluo
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1. (lenar la cavidad del molde rpidamente sin requerir una temperaturae%cesivamente alta.
$. 0educir o prevenir agitaci#n o turbulencia 2 la formaci#n de #%idosmetlicos.
8. Prevenir escorias, espumas, #%idos 2 arrastre de arena a la pieza.
O. vitar la erosi#n del molde 2 las almas.
F. *2udar a obtener un adecuado gradiente t3rmico para alcanzar unasolidificaci#n direccional 2 minimizar la distorsi#n de la pieza.
N. '%ima eficiencia de pieza fundida 2 mnimo costo.
G. Proveer facilidades de vertido, empleando cucharas adecuadas eelementos de desplazamiento.
=Z/&; 5U "= !U'P(&0 U &/'* " !(*"*
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!:(!U( E0*(
1.- *(/U0* +!/&;*D "el bebedero
h
c
cp
c
Xefectiva6 h Xefectiva6 h ) c9$ Xefectiva6 h ) p$9 $c
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!:(!U( ( :0* " !X5UD base del bebedero
. . 2 .B
efectiva
PA
c g h =
*=6 :rea de choque ApulgadasB
P 6 Peso de la pieza A librasB
6 "ensidad del metal lquido Alb9in8B
6 /iempo de vertido AsegundosB
hefectiva6 *ltura efectiva del bebedero.
g 6 *celeraci#n de la gravedad A8N,O in9s$B
c 6 +actor de eficiencia del bebedero AC, para bebedero ahusadocircular 9 C,OG bebedero recto circular 9 C,GO bebedero ahusado rectoB
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!:(!U( " (* =* UP0&0 "( =="0
bebederoS B
balsa
hA A
h=
*6 :rea de la base superior del bebedero Ain$B
*=6 :rea de choque o base inferior del bebedero.
h bebedero6 (ongitud del bebedero AinchB
hbalsa6 *ltura de la balsa o taza de vertidoB