Глава 6 Расчёт литниково - питающей системы

Литниковая система - это система каналов, предназначенная для заполнения литейной формы жидким металлом, в определённом режиме.

Требование к литниковой системе:

• минимальная протяжённость литниковых каналов;

• одностороннее направление потока жидкого металла внутри формы;

• к особо тонкостенным деталям не один питатель, а два, три и т.д.

Так как данная отливка изготавливается из серого чугуна, то литниково-питающая система будет сужающаяся, значит расчёт будет сводиться к расчёту площади сечения питателя.

Рисунок 6.1--Монтаж модели «верха».

Расчёт ведётся для одной отливки:

Масса отливки – 12,4 кг.

Сечение питателя находим по формуле ([6], п. 1.1):

где G – масса жидкого металла на отливку, кг;

–коэффициент расхода, зависящий от внутреннего сопротивления формы, = 0,42 ([6], табл. 1.3);

–оптимальная продолжительность заливки формы, с;

H_р – расчетный металлостатический напор, см.

Масса жидкого металла на отливку:

где Go – черновой вес отливки, G_o=12,4кг;

n – количество отливок в форме, n=4;

–коэффициент использования металла, =0,8 ([6], табл.1.1).

Оптимальная продолжительность заливки может быть определена следующим образом ([6], п.1.4): для отливок массой до 500 кг:

где S – эмпирический коэффициент, зависящий от толщины стенки отливки; S = 1,5, т.к. средняя толщина стенки отливки составляет 20 мм ([6], табл. 1.2);

G – масса жидкого металла на отливку, кг.

Следовательно,

_{τ= S∙√G =1,5∙√49,6=10,5 с,}

Расчетный металлостатический напор зависит от размера отливки и его определяют по формуле:

где Но – полный напор, Н_о=30 см;

С – общая высота отливки, С=260 см;

Р – высота отливки в верхней полуформе, Р=130см.

Рисунок 6.2-- Схема к расчёту H_p.

_{Так как для одной отливки необходимо 2 питателя, то площадь одного питателя равна1.95}

_{Площадь шлаковиловика Fшл и площадь стояка Fст находится по соотношению: Fп : Fшл : Fст= 1,0 : 1,05 : 1,1.}

_{Fшл=4,1см²; Fст=4,3 см².}

_{Сечения питателя б-б и шлакоуловителя г-г представлены на рисунке 6.3.}

Диаметр верхнего сечения стояка (см. рис. 6.3, а-а):

Расчет чаши произведем по формуле:

где Dв– верхний диаметр чаши, см;

H_в – высота чаши, см.

Рисунок 6.3 -- Сечения элементов литниковой системы.

Глава 7 Расчет веса груза

При заполнении формы жидкий металл создает давление на стенки формы, пропорциональное плотности и высоте его столба. Это может привести к тому, что под давлением расплава верхняя опока приподнимиться, в результате между верхней и нижней полуформами образуется щель, через которую расплав может вытечь.Сила действия на верхнюю опоку определяется из выражения:

_,

где Q – масса верхней полуформы, кг;

V_ст – объём стержня без знаков, V_ст = 38,9дм³

_ст – плотность стержневой смеси, _ст = 1,4 кг/дм³

_м – плотность жидкого металла, _м = 7,2 кг/дм³

К – коэффициенты учитывающий гидравлический удар, К=1,3;

h – высота столба над верхним уровнем отливки, h = 2, 7 дм;

F – горизонтальная проекция отливки в плоскости разъёма, F=3,5дм².

В результате расчета выясняется, что перед заливкой необходимо обязательно пригружать собранную форму весом не менее 12кг, но так как отливка изготавливается на автоматической линии АЛИФ и пригруз данных форм не предусмотрен конструкцией линии, применяем скрепление опок при помощи стальной струбцины, которая с запасом обеспечивает удержание полуформы верха во время заливки от гидравлического удара.