
- •Перечень листов графической документации
- •Введение
- •1 Общая часть
- •1.1 Обоснование места строительства проектируемого цеха
- •1.2 Производственная программа
- •1.3 Выбор режима работы цеха и расчёт фондов времени
- •1.4 Выбор сплавов и их характеристика
- •2. Расчёт количества основного оборудования
- •2.1 Плавильное отделение
- •2.1.1 Плавка стали в электродуговой печи
- •Расчёт шихты
- •2.2 Смесеприготовительное отделение
- •2.3 Формовочное отделение
- •2.4. Стержневое отделение
- •2.6. Финишная обработка отливок
- •2.7 Расчёт складов
- •3. Строительная часть
- •4.1 Безопасность труда на складах шихтовых материалов
- •4.2 Безопасность труда в плавильном отделении
- •4.3 Безопасность труда в формовочно-заливочно-выбивном отделении
- •4.4 Безопасность труда в стержневом отделении
- •4.5 Безопасность труда в смесеприготовительном отделении
- •4.6 Вентиляция цеха
- •4.7 Электробезопасность
- •4.8 Пожарная безопасность
- •4.9 Защита от шума и вибрации
- •4.10 Расчёт естественного и искусственного освещения
- •4.11 Экологичность проекта
- •4.12 Чрезвычайные ситуации
- •4.13 Выводы
- •5. Экономическая часть
- •5.1 Организация труда и планирование численности персонала
- •5.2. Организация и расчёт заработной платы персонала
- •5.3 Расчёт капитальных
- •5.4 Планирование себестоимости продукции
- •5.4.1. Калькуляция себестоимости годных отливок
- •5.5 Технико-экономические показатели проекта
- •5.6 Определение уровня безубыточности
- •6. Технологическая часть.
- •Конструирование литейной формы
- •Анализ конструкции детали и условий её эксплуатации
- •Выбор способа формовки и вида литейной формы
- •Положение отливки в форме при заливке
- •6.1.4 Выбор поверхности разъёма формы
- •6.1.5. Выбор количества и границ стержней
- •Расчет литниковой системы
- •6.2.1 Расчет оптимальной продолжительности заливки
- •6.2.2 Расчет узкого места литниковой системы
- •6.2.3 Расчет площадей элементов литниковой системы
- •6.2.4 Расчет прибыли
- •Разработка технологического процесса изготовления отливки
- •Анализ возможных видов брака и меры его предупреждения
- •6.4.1 Газовые дефекты
- •6.4.2 Усадочные дефекты
- •6.4.3 Неметаллические включения в стальных отливках
- •Библиографический список
Расчет литниковой системы
6.2.1 Расчет оптимальной продолжительности заливки
Литниковая система представляет собой систему полостей и каналов, предназначенных для заполнения литейных форм жидким металлом по заданному режиму. Размерами, конструкцией и расположением элементов литниковой системы определяются такие важнейшие факторы технологического процесса, как скорость заполнения формы, направление потока жидкого металла в её полости, разогрев местных участков формы и отливки, направленность и одновременность затвердевания стали в форме. Конструкция отливки позволяет применить простейшую одноярусную литниковую систему с подводом металла по разъему формы, которая включает в себя следующие основные элементы:
литниковую воронку для направления потока расплава в полость литейной формы;
стояк – вертикальный литниковый канал, служащий для подачи расплава от литейной чаши до разъема литейной формы;
зумпф – углубление под стояком, предназначенное для предохранения от размыва литейной формы и предотвращения попадания в поток жидкого металла неметаллических составляющих со дна стояка;
шлакоуловитель – распределительный канал, соединяющий стояк с другими элементами литниковой системы, выполняемый в верхней полуформе и предназначенный для задержания неметаллических включений;
питатели – литниковые каналы, обеспечивающие подвод металла непосредственно в полость литейной формы. Для отливки цилиндрической формы целесообразен тангенциальный подвод расплава;
прибыли – полости в форме, которая заполняется расплавом для обеспечения принципа направленного затвердевания.
Технологические особенности поведения жидкой стали, при заливке литейных форм, обусловливают требования к устройству литниковых систем, и одним из требований к конструкции одноярусных систем является нецелесообразность применения сложных чрезмерно разветвлённых литниковых систем, что в меньшей степени относится к высокоуглеродистой стали из-за ее высокой жидкотекучести.
Длительный практический опыт показывает, что для каждой отливки существует оптимальная продолжительность заполнения формы, удовлетворяющая неравенству:
τmin≤τопт≤τmax
где τmin – минимальная допустимая продолжительность заливки;
τmax – максимально допустимая продолжительность заливки.
Для определения оптимального времени заливки воспользуемся формулой Г.М. Дубицкого:
τопт=S1
,
где S1 – коэффициент продолжительности заливки, зависящий от температуры жидкого металла, рода сплава, места его подвода и материала формы;
δ – преобладающая толщина стенки отливки, мм. Под преобладающей толщиной стенки понимается толщина, имеющая наибольшую протяжённость в отливке или наиболее удалённая от питателей и находящаяся в неблагоприятных, с точки зрения заливки, условиях.
G – масса жидкого металла в форме, приходящегося на одну отливку.
сек.
6.2.2 Расчет узкого места литниковой системы
Из теории литниковых систем известно, что расход сплава, протекающего через литниковую систему, определяется площадью узкого места системы и величиной действующего напора. Узким местом литниковой системы называется её элемент, имеющий наименьшую площадь сечения и определяющий расход сплава в системе.
При литье из поворотных ковшей площадь узкого места литниковой системы, обеспечивающая заливку формы за оптимальное время рассчитывают по следующей формуле:
где ρж – плотность жидкого сплава, г/см3;
μ – коэффициент расхода литниковой системы (0,42);
Нр – действующий напор (высота верхней опоки для одноярусных систем), см;
g – ускорение свободного падения см*г/с2;
G – масса жидкого сплава, залитого в форму через литниковую систему, кг.
см2
Выбираем сужающуюся литниковую систему, которая содержит воронку, стояк, шлакоуловитель и питатели. Для данной литниковой системы узким местом будут являться питатели.