8 Выбор и расчет литниковой системы и места подвода металла

8.1 Обоснование выбранного типа литниковой системы и места подвода металла

Литниковая система – это система каналов и устройств для подвода в определенном режиме жидкого металла в полость литейной формы, отделения неметаллических включений и обеспечение питания отливки при затвердевании. При расчете литниковых систем всегда надо подразумевать, что расплав, из которого изготавливается отливка, находится в жидком состоянии, в котором всегда присутствуют различные включения. Однако при расчете литниковых систем применяются формулы, которые используют для расчета идеального чистых жидкостей. В практике существует несколько методов расчета:

- по гидравлической формуле Озанна – Диттерта;

- графический метод по номограмме Соболева;

- по удельной скорости заливки;

Из трех методов самые точные результаты получаются при использовании гидравлической формуле Озанна – Диттерта. Производим расчет литниковой системы для отливки «Стакан».

8.2 Расчет литниковой системы

Расчет суммарного сечения питателей производистся по формуле Озанна – Диттерта:

(1)

где G_ж.м-масса жидкого металла, кг

μ – коэффициент, учитываюий сопротивление каналов литниковой системы;

 – плотность расплавленной стали , кг/м³;

 – продолжительность заполнения (заливки) формы, с ;

g – ускорение свободного падения, м/с²;

Hp – расчетный статический напор, м ;

Масса заливаемого в форму жидкого металла в данном случае определяется из равенства G=4Q (в форме расположено 4 отливки).

Расчетный металлостатический напор зависит от высоты отливки, а также от ее положения в форме и опеделяется из следующего уравнения:

(2)

где Н – высота стояка от места подвода расплава в форму, см;

С – высота отливки, см;

Р – высота отливки от места подвода расплава в форму, см;

Продолжительность заливки формы  определяют по формуле:

(3)

где  – преобладающая толщина стенки отливки, мм;

S – коэффициент, зависящий от толщины стенки и конфигурации отливки:

- для чугуна S=1,9;

G= (2*4)*1.3= 10,4 кг

μ= 0,35

 = 7200 , кг/м³

q = 9.8 м/с²

H = 150 мм

S = 1,9

= 10 мм;

Определив , найдем площади сечения остальных элементов литниковой системы: шлакоуловитель Fшл и стояка Fст.

: Fшл : Fст = 1:1,1:1,2

F_пит=2,7 см²

F_шл=2,7*1,1=3 см²

F_ст=2,7*1,2=3,1 см²

1 Расчет размеров шлакоуловителя

Принимаем трапецеидальное сечение шлакоуловителя. Размеры сечения определяем из следующих соотношений: высота шлакоуловителя h_Ш = 1,25a_Ш, нижнее основание сечения а_Ш = 1,3b_Ш (где b_Ш - верхнее основание сечения шлакоуловителч).

Принимаем:

а = 13мм

b = 17 мм

h = 20мм

2) Питателей в форме всего восемь. Площадь сечения одного питателя

F_П = ΣF_П / 8 = 2,7/8 = 0,4 см². Принимаем трапецеидальное сечение питателя. Размеры сечения определяем из следующих соотношений: высота питателя h_П = 0,25 * h_Ш, нижнее основание сечения a_П = b_П + 3 (где b_П - верхнее основание сечения питателя).

Расчет размервов питателя

Принимаем:

а =10мм

b = 7мм

h = 5мм

3) Принимаем стояк круглого сечения диаметром у основания:

принято d = 20 мм

Определяем L_min – минимальное расстояние от стояка до первого питателя:

L_min = ;

G _ср = ;

G _н.расх = К * G_ср = 1,1 * 1,156 = 1,144 ;

К = 1,1 ;