Бураков (550672), страница 39
Текст из файла (страница 39)
Крняме для прнблнненного определенна яон упругих (Л, упругопластнческнх ((Л н нластнческнх ((П( дейормаггнй рабочей поаерхностн плоского кокнля 0гг 80 0 а) ф (00 0,70 «Центролитя получены об- ширные экспериментальные г (,0 данные (Н. А. Буткевичюс, В. П. Дагис, М. В. Жельнис) (25, с. 109). Установле- 0 но, что точнее всего структурной диаграмме следуют модифицированные синтети- 3 ческие чугуны.
Ш; Ш Выбор технологии с учег ' 0Д0 0 том с ойкос и плоского ко0,' 0,00 киля. Уже отмечалось (см. гл. Ъ), что на стойкость решающее влияние оказывают максимальные сжимающие г) напряжения и температуры, возникающие в период охлаждения отливки на рабочей (внутренней) поверхности кокиля.
Особенно опасны пластические деформации материала, быстро выводящие кокнль из строя, Высокие температуры способствуют повышению коррозии рабочей поверхности, росту металла и т. д. Н. А. Буткевичюс по специально составленной программе рассчитал на ЭВМ все возможные условия охлаждения чугунной отливки в чугунном кокиле и установил в критериальной форме связи между параметрами технологического процесса и условиями работы кокиля. Полученными зависимостями можно пользоваться на практике для выбора рациональной технологии.
При выборе целесообразно следить за тем, чтобы рабочая поверхность кокиля не попадала в зону пластических деформаций, а максимальные температуры рабочей поверхности Тя „„не превышали определенного предела. В качестве примера на рис. 53 (Н. А. Буткевичюс, И. К. Красаускас) представлены кривые, отделяющие зону ( упругих от зоны П упруга-пластических и зоны Ш пластических деформаций плоского кокиля из серого полусинтетическогочугуна марки СЧ 28 — 48. Рассмотрены четыре характерных случая закрепления стенок (пластин) кокиля. В первом'из них (рис. а) пластины не закреплены, они могут свободно расширяться и изгибаться — свободный кокиль, во втором (рис.
б) — у пластин исключен изгиб, в третьем (рис. в) — исключено расширение, в четвертом (рис. г) — исключены изгиб и расширение. Применение ЭВМ 175 Из рис. 53 видно, что четвертый случай самый неблагоприятный, в то время как первый допускает весьма высокие эксплуатационные нагрузки. При расчете кокиля надо стремиться не выходить за пределы зоны 1. Зона 111 соответствует недопустимо тяжелым условиям работы кокиля. Приведенные здесь данные хорошо иллюстрируют общие соображения, высказанные на с. 67 — 74. Влияние отдельных конкретных факторов на главные режимные параметры рабочей поверхности плоского чугунного кокиля, а также на время затвердевания отливки, показано на рис. 54— 56 (Н.
А. Буткевичюс, П. А. Рамелите). Зона допустимых упругих деформаций расположена под кривыми рис. 54. При этом в расчетах учтены переменная величина газового зазора, обусловленного короблением кокиля, а также зависимость физико-механических свойств чугуна (коэффициент линейного расширения, модуль упругости, коэффициент Пуассона) от температуры. На рис.
55 и 56 кривые 1 соответствуют гипотетическому случаю, когда величина газового зазора между кокилем и отливкой в процессе ее охлаждения остается постоянной и равной нулю. Кривые 2 (второй и четвертый случаи закрепления пластин кокиля) и 3 (первый и третий случаи закрепления пластин кокиля) рассчитаны с учетом изменения со временем, вследствие коробления кокиля, величины газового зазора. Данные рис. 54 — 56 могут быть использованы для практических расчетов, они хорошо отражают относительную роль отдельных параметров технологии литья в кокиль.
Обращает на себя внимание заметное изменение времени 1м а следовательно, и скорости затвердевания чугуна из-за коробления кокиля и появления газового зазора. Выбор технологии с учетом стойкости цилиндрического кокиля. Для выбора рационального режима работы цилиндрического чугунного кокиля можно воспользоваться результатами расчетов на ЭВМ, приведенными на рис. 57 (Н. А. Буткевичюс, А.
П. Бараускас, П. Ю. Матюкас). Здесь отражено влияние относительной толщины кокиля, его начальной температуры и температуры заливаемого чугуна. Из рисунка видно, что последняя температура влияет на деформацию рабочей поверхности кокиля не очень сильно. Данные рис. 58 (Н. А. Буткевичюс, И. Б.
Матюкене) позволяют избежать наиболее трудных режимов эксплуатации кокиля. Здесь сплошные кривые отделяют зону пластических деформаций (расположена над сплошными линиями) от упруго-пластических. Самые неблагоприятные условия работы кокиля соответствуют зоне пластических деформаций. Параметры выбранной рациональной технологии должны располагаться под сплошными кривыми рис. 57 и штриховыми рис. 58. Заметим, что все кривые на рис. 52 — 58 рассчитаны с использованием методики изучения упругих и пластических 176 Ос(гмг Х) 600 600 20 60 Хг,ММ 70 60 Хг ММ 70 60 Хг "' 20 60 Хг Н' ркс.
44. Вляаяяе толщины плоского чугунного кокяля, его яачальяой температуры я свойств краска яа положение упругой воны: а — свободный кокпль; б — исключен кзгкб; га = Хс!Хс )гою 700 7 ппп 600 70П 20 ВОО ПВО впп ВОО 200 500 г„нм Д 6 66 Сг % Ряс. 44. йлявпке температуры залпваепого металла (кривые л), яачалькой температуРы кокала (б), толщины слов краски (е), толщины кокала (е), теплопроводноств его патеряала (д), коеффппяеята теплоотдачя ка впещпей пояерхйостп кокала а, (е), длпяы п щяряяы стенки кокала Ь (лс) к углеродного еквивалепта (3) яа максимальную тепвературу рабочей коверхпостп у Огф Вт//му Х) (200 Качество и зффастивносте и применение ЭВМ 60 700 ВОО ОВО Рг„в П,г 0,6 Каб Нб Ог) В7' ввп у 2 , 607 ' 2 / гвг) 4 П Хг, мн 40 ОО 47, Вт (гнаг 0 гппафйп/(и е~ Применение ЭВМ Ряс.
Лн. Влияние тех же факторов (см. рис. ЛБ) иа время иалиого ва. твердевания се чугунная отливки г00 000 г, 0,0 м~ свойств чугунов, разработанной О. Ю. Коцюбинским. Для определения недостающих свойств— внутреннего трения и ко- 250 эффициента расширения кокильных материалов при повышенных температурах — была создана специальная методика (Н.А. Буткевичюс, И. И. Навасайтис, И.
И. Моцкайтис). Температурные поля отливки и кокиля рассчитывались с использова- Г00 нием тепловой теории у00 литья„ аналитических ме- 4 тодов П. И. Христиченко идр. Термоупругие напряжения и деформации на рабочей поверхности кокиля 100 определялись с помощью 200 50 03% уравнений Б, Е.
Гейтвуда и у) В. М. Майзеля. Пластические деформации учитывались по методу переменных параметров упругости И. А. Биргера с использованием уравнений Генки. Решение на ЭВМ двухмерных задач. Реальные отливки имеют конечные размеры и часто обладают более сложной конфигурацией, чем плоская или цилиндрическая. В этих условиях иногда бывает важно учесть двухмерность или трехмерность полей температур и напряжений. Строгими аналитическими методами подобные задачи не решаются, приближенные же методы иногда оказываются слишком громоздкими.
Например, к числу последних относится метод сеток, или конечных разностей. Этот метод характеризуется максимальными простотой, точностью и универсальностью. В частности, он позволяет легко учесть изменение всех свойств отливки и формы с температурой, зависимость величины газового зазора от времени и т. д, Вместе с тем он отличается наибольшей громоздкостью, из-за чего редко применяется на практике. Однако быстродействие вычислительных машин сводит на нет указанный недостаток метода сеток и в полной мере выявляет все его положительные особенности, Качество и эффективность и применение ЭВМ 178 дсе 0 пд 17 10 0 гП т Пд уг 10 гд т 01 д, 0 пд 17 0 10 г,п т Пд (г . 1,0 7,П Рнс.
61. Кривые для првбляжевяого определенв» еон упругях (расположены пад крявымн) н упруго-пластяческнх дефармацвб рабочей паверхностя цилиндрического кокяля: а — саободныб накален б — нсключено осевое расшнренне д(г д д(, б 1 0 0 10 уб 10 т 10 1Ф 1д т а) д) Ряс. 58. Кривые для првбляжевного онределевв» еан упругих (расположены под штряховымн лнняамя), упруга-нластвческях (расположены между сплошвымв я штрвховымв лвнявмя) в пластяческнх (расположены нед снлашнымя лнняямя) деформаций цнлнндрячесного коквля: а — свободныа кокнль; б — нсключена осевое расшнренне В качестве примера на рис. 59 — 61 приведены результаты решения на ЭЦВМ двухмерной задачи об охлаждении отливки размером 230)(230Х42 мм из сплава АЛ4 в стальном окрашенном (Хк = 0,3 мм; )ь,р =- 0,21 Вт/(м К)) кокиле с толщиной стенки 30 мм; теплоемкость, теплопроводность и плотность материалов отливки и кокиля суть функции температуры, теплота кристаллизации Применение ЗВМ Ряс.
За. Располом еняе изотерм в сеченная отлявки я кокала в разлнч- У ные моменты времена (показана четвертая часть симмет рячноя систе- мы) введена в теплоемкость (Н. П. Жмакин, В. Ф. Драченов). Полученные данные позволяют судить о роли углов отливки и ко- 1-Уй киля'(рис. 59), о последовательности формирования твердой корки, что обусловливает размеры и место установки питателей и прибылей (рис. 60), а также о хорошей точности метода сеток (рис. 61). Выбор алюминиевого анодированного кокиля. Другой пример применения метода сеток иллюстрируют кривые, изображенные на рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
