8. Расчет литниковой системы

Литниковая система – совокупность каналов и резервуаров, по которым расплав поступает из ковша в полость формы.

Основными элементами литниковой системы (рис. 2) являются литниковая чаша 1, стояк 2, шлакоуловитель 3, питатели 4.

Литниковая чаша уменьшает размывающее действие струи расплава, задерживает всплывающий шлак.

Стояк – вертикальный канал для передачи металла другим элементам литниковой системы.

Шлакоуловитель – предназначен для задержания шлаковых включений и подвода металла к питателям. Шлакоуловители имеют трапециидальную форму.

11

Рисунок 5. Литниковая система: 1-литниковая чаша; 2-стояк;

3-шлакоуловитель; 4-питптели

Питатели – каналы для заполнения расплавом рабочей полости формы. Для заполнения и питания отливки во время затвердевания служат прибыли, которые предотвращают образование в отливках усадочных раковин и для отвода газов из формы (образуются над наиболее толстым сечением).

Литниковая система должна отвечать следующим требованиям:

- заполнять форму металлом за определенное время;

- обеспечить минимальное количество неметаллических и газовых включений в металле;

- создавать рациональный режим затвердевания и охлаждения отливки;

- иметь небольшую массу, занимать мало места в форме и обеспечивать удобство формовки.

Расчет литниковой системы обычно сводиться к определению площади поперечного сечения узкого места (f_уз) литниковой системы с последующим определением площадей поперечных сечений остальных элементов системы.

12

Основным является уравнение:

Где М – масса отливки в форме, кг;

ρ – плотность жидкого металла, г/см³;

τ – продолжительность (время) заполнения формы, с;

µ - коэффициент расхода металла, 0≤µ≤1;

g – ускорение свободного падения;

Н_р – расчетный статистический напор;

τ – время заполнения формы рассчитывается по формуле

τ=А×δ^m×Мⁿ

где δ – толщина стенки (преобладающая) отливки, мм;

М – масса отливки, кг;

А, m, n – коэффициенты, учитывающие время заполнения формы расплавом.

По таблице 8 получаем:

А=2; m=0,334; n=0,334; δ=10-20

ρ_стали = 7,8 г/см;

D=220мм=22см;

d=70мм=7см;

L=350мм=35см;

М_отл=7,8*35*(3,14*(22²-7²)/4)=93,2 кг

τ=2*(22*29)^1/3 =2*(22*93,2)³=17,2 с

Форма сырая, материал – чугун, форма крупная (вес ≥ 50кг);

µ = 0,35, наименьшая толщина стенок 10-12мм.

Расчетный статистический напор равен:

13

Нρ = Н₀ – Р²/2с, где

Н₀ – начальный напор или расстояние от питателей до верхнего уровня металла в чаше;

Р - расстояние от питателей до верха отливки;

Возьмем систему с двумя питателями, тогда ƒ_n = Σƒ_n : 2

ƒ_n = 10,8/2=5,4 см²

Ширина b_n = ƒ_n : h_n = 19,5/2,2=8,7 см

Размеры литниковой воронки выбираются по d_cт

D_в = (4,2*3,0) = 12,6мм

Н_в = D_в = 12,6мм

9. Сборка форм

Сборку форм ведут в следующей последовательности: с установкой нижней полуформы на заливочную площадку или тележку конвейера:

- из полости полуформы сжатым воздухом выдувают сор и пыль, попавшие при извлечении модели и ремонте полуформ;

- в чистую полуформу устанавливают стержни. Устойчивое положение стержня в форме обеспечивается знаками;

- проверяют все элементы литниковой системы;

- на нижнюю полуформу ставят верхнюю. Точность совмещения нижней и верхней полуформ обеспечивается контрольными штырями;

- для предотвращения подъема верхней полуформы под действием статистического давления металла, ее скрепляют с нижней полуформой скобами или болтами, клиньями и другими способами.

14

16