10.6 Расчет многоярусных литниковых систем для форм заливаемых из поворотных ковшей

Основные положения по устройству многоярусных литниковых систем, изложенные ранее, сохраняются и для расчета при заливке из поворотных ковшей.

Для расчета литниковой системы составляется расчетная схема, исходящая из следующих положений:

а) Количество металла, проходящее через узкое место системы (верхнее сечение стояка F_АВ), обозначаемое Q_AB, должно равняться количеству металла Q_MN, проходящего через нижнее сечение питателя F_MN.

б) Обозначив скорость течения металла в сечениях AB и MN через V_AB и V_MN можем написать равенство:

V_AB ∙ F_АВ = V_MN ∙ F_MN,

где ;

.

в) Значения коэффициентов μ₁ и μ₂ с некоторым допущением, принимаем одинаковыми.

Тогда расчет площади поперечного сечения питателей 1 яруса определяется из уравнения:

; (10.9)

или при μ₁ ≈ μ₂

, см². (10.10)

Расчет площади поперечного сечения стояка F_AB определяем по формуле:

, см², (10.11)

где G₁ – вес металла той части отливки, которая заполняется через питатели 1 яруса.

Аналогично производится расчет и для остальных ярусов литниковой системы, учитывая при этом расстояния между ними, устанавливаемые при разработке технологии.

11 Расчет вертикально–щелевой литниковой системы

1) Вертикально–щелевая литниковая система особо эффективна для ответственных отливок из стали и цветных сплавов преимущественно цилиндрической формы (зубчатых и крановых колес, втулок, центров тормозных шкивов и т.д.), благодаря спокойному заполнению формы металлом: равномерно по высоте в соответствии с принципом направленного затвердевания.

Типы вертикально–щелевых систем представлены на рис. 11.1, 11.2 – упрощенная; на рис. 11.3 и 11.4 – более сложная. Упрощенная литниковая система без стержня (рис. 11.1) применяется для ответственных отливок с высотой не более 250 мм (зубчатых колес, венцов, обойм, втулок и т.д.). Более сложная система со стержнем (рис. 11.3) применяется для ответственных отливок с высотой более 250 мм и диаметром более 1000 мм.

2) В вертикально–щелевых литниковых системах узким местом обычно является сечение канала, подводящего металл к обратному стояку; задерживание шлаков, пленок окислов и других включений происходит до обратного стояка; обратный стояк и вертикальный щелевой питатель обеспечивают спокойное поступление жидкого металла в полость формы и более благоприятное распределение температур в кристаллизующейся отливке.

Таким образом расчет необходимо вести из условий незамкнутости литниковой системы, т.е. .

В литниковых системах со стержнями за узкое место следует принимать сечение прямого стояка или сумму сечений подводящих питателей от прямого стояка к обратному.

В упрощенных литниковых системах за узкое место принимается сечение прямого стояка вверху.

Ширина щели выбирается в зависимости от толщины стенки отливки, при этом питатель должен быть значительно тоньше толщины стенки детали, к которой подводится питатель.

Количество щелевых питателей вертикально–щелевой литниковой системы устанавливается в зависимости от оптимальной продолжительности заливки, а также габаритных размеров детали. Для деталей диаметром до 800 мм и при расходе жидкого металла до 1500 кг принимается один питатель, при больших значениях – два.

Определение коэффициента S₁ для вертикально–щелевых систем производится по табл. 5 п.6.

На НКМЗ произведена унификация вертикально–щелевых систем, их применяют 15 типоразмеров, для чего достаточно иметь пять типоразмеров стержневых ящиков со сменными питателями.

3) Размеры упрощенной вертикально–щелевой системы приведены в табл. 11.1 и 11.2.

Размеры, указанные в таблицах, принимаются конструктивно (см. рис. 11.1, 11.2). Размер D рассчитывается.

4) Размеры системы со стержнем (рис. 11.3,11.4) определяются по табл. 11.3.

Таблица 11.1 – Параметры упрощенной вертикально-щелевой системы

Номер типоразмера	Толщина отливки, мм						Высота отливки	H1	C	C1
	до 40		41–150		150–300
	а	б	а	б	а	б
Л	10	14					менее 200 – 300	менее 230	более 130 – 150	более 150 – 200
1а			15	18
1б					20	24

Таблица 11.2 – Ширина промежуточной щели

Ширина промежуточной щели внизу и вверху при диаметре промежуточного стояка (D ), мм
40		55		70		90
а1	б1	а1	б1	а1	б1	а1	б1
30	25	35	30	40	35	50	45

Рис. 11.1 – Упрощенная вертикально–щелевая система без стержня: 1 – питатель; 2 – обратный стояк; 3 - промежуточная щель; 4 – промежуточный стояк.

Рис. 11.2 – Схема подвода металла к отливке упрощенной вертикально–щелевой системой

Вес, кг					29	31	33	38	42	45	48	53	58	60	65	71	80	87	95
Основные размеры		l			200			250			250			300			300
		B			300			300			300			350			350
		A			200			200			250			250			250
		H1			230			330			430			530			630
		H			260			360			460			560			660
Высота отливки, мм					250 – 350			351 – 450			451 – 550			551 – 650			651 – 750
Толщина стенки отливки, мм	151 – 500		Толщина питателя	б			25			25			26			27			28
				а			20			20			20			20			20
	41 – 150			б		18			19			20			21			22
				а		15			15			15			15			15
	до 40			б	14			15			16			17			18
				а	10			10			10			10			10
Но-мер типо-разме-ра					1	1а	1б	2	2а	2б	3	3а	3б	4	4а	4б	5	5а	5б

Рис. 11.3 – Вертикально–щелевая система со стержнем:

1 –щелевой питатель; 2 – обратный стояк; 3,4 – верхний и нижний промежуточные каналы; 5 – промежуточный стояк.