Бураков (550672), страница 42
Текст из файла (страница 42)
С вертикальной плоскостью разъема 4. С комбинированной поверхностью разъема !. Одноместные 2. Многоместные 1. Цельные 2. Составные: а) из неунифицированных злементов б) из унифицированных элементов (параллелепипедов, иголок и др.) 1. С воздушным охлаждением (естественным и принуди сельным) 2. С жидкостным охлаждением (водяным, масляным и др.) 3. С комбинированным охлаждением (водовоздушным, чередующимся водяным и воздушным и т. п.) 1. Однослойные 2. Двухслойные 1. Чугунные 2. Стальные 3. Алюминиевые 4. Медные 5. Из специальных сплавов и композитных материалов 1.
С периодически наносимым теплозащитным покрытием 2. С постоянным теплозащнтным покрытием (чугунные и стальные с плазменным напылением, алюминиевые с анодировзниой поверхностью) Число рабочих гнезд Конструктивное исполнение рабочей стенки Способ охлаждения Способ подвода охлаждающей среды к рабочей стенке Материал рабочей стенки Долговечность теплозащитного покрытия где ег коэффициент; А = ЗО с,р (Т а, = — "; Ят = ХзР! (сз(Т»ал Ткр) + гт); )ис х Хь — половина толщины стенки плоской отливки; с — удельная теплоемкость (индекс «)» относится к отливке, «2» — к кокилю; штрих сверху — к жидкому состоянию); р — плотность; теплота затвердевания; Т„, и Т,Р— температуры заливки и Основы кбнинруирования кокилей 191 а) Рис.
вв. схемы вытряхных кокнлей: л — чугунный: ! — грув; 2 — песчаная чаша; 3 — кокиль; 4 — вентиляционный канал; 3 — песчаный стерженек б — алюминиевый с водяным охлаждением: 1 — трубка подвода поды; 2 — алюминиевый кокиль; 3 — стальная гнльаа; 4 — стержень; 3 — отливка Рнс.
70. Схема кокнля с горнаонтааьиой плоскостью раааема: ! — литниковая чаша; 2 — крышка кокил»; 3 — стержень; 4 — корпус кокнл» Рис. 7!. Схема кокнля с вертикальной плоскостью рааь- ема: ! — толкатель; 2 — стержень; 3 — рабочая стенка 4 — выталкиватель 192 Основы конструирования отливок и кокилвтс Рис. 72.
схема водоохлаждаемою 1 кокала с комбинированной иоаерхиостью разъема: / — стержень; у — кокнлья 3 — заливочная воровка. Стрелкзмн наказаны трубки подвода н отвода воды получил выражение [107 ) где  — коэффициент, учитывающий склонность кокиля к короблению, а его материала — к окислению (В =- 1,25 —:2,0); Хх— половина толщины стенки отливки (или радиус цилиндрической и сферической стенок); 2Хх уз )'р р з 'хз Р„р — приведенная толщина стенки отливки; (зь и (зз — коэффициенты аккумуляции теплоты для материала отливки и формы соответственно; Т„л и Т,и — температура металла в момент заливки и начальная температура кокиля; гх и сь — удельная теплота затвердевания и удельная теплоемкость материала отливки. По опыту литья чугунных деталей иа московском заводе «Водоприбор» предложена зависимость Х, = 11 1'2Х,.
вом приближении можно принять й =- верка метода в лабораторных и зава лена Н. Д. Орловым. А. М. Петриченко для выбора Хз кристаллизации соответственно; Л вЂ” коэффициент теплопроводности; Х„р— толщина слоя краски (покрытия). При выводе формулы (127) принято, что толщина стенки кокиля Хз должна равняться глубине прогрева формы к моменту окончания затвердевания отливки. При большей величине Ха термические условия формирования отливки не изменяются.
Поправочный коэффициент й выбирают по конструктивным соображениям. В пер- 1. Экспериментальная продскнх условиях осуществ- Основы конструирования кокияса 193 В. С. Серебро на основании теоретического анализа напря- женно-деформированного состояния рабочих стенок кокилей различных конструкций для выбора Х, рекомендует графики а и б. Хг~К 05 Кг, КМ 070 яг пп 00 0,г 40 0,0 0 0 20 20 И Яянмм 004 0,07 хг702 0) 0 20 40 602хг пп 0! Толщина стенок плоских кокилей (график а) принимается в границах заштрихованной области ближе, как правило, к верхнему пределу. Для отливок сложной "конфигурации, имеющих близко расположенные выступы, — по нижнему пределу. Для стенок отливок, оформляемых с одной стороны песчаным стержнем, Х, определяется поДудвоенной толщине стенки отливки.
Величина Х, для цилиндрических кокилей (график б) полых отливок принимается по величине критерия Хг!гсм где Х, — половина толщины степки полой отливки; 77, — наружный радиус отливки. Для сплошных цилиндрических отливок Х, =- 1,4гсг. Если конструкция цилиндрического кокиля исключает возможность его термического расширения вдоль осн, то Х, принимается как для плоской формы, т. е, по графику а. Необходимо подчеркнуть, что рассмотренный метод прошел длительную производственную проверку. Полученные при этом положительные результаты послужили основанием для включения метода в ГОСТ 21093 — 75.
Согласно ГОСТ 16237 — 70 значение Х, находится с помощью графика в. Для стальных рабочих стенок и стенок из высоко- прочного чугуна величина Х, принимается ближе к нижней границе заштрихованной области. Материал рабочей стенки. Для относительной оценки пригодности материалов рабочих стенок кокилей предложены различные методы.
Основные из ннх приведены в табл. 19. Чем больше значения параметров, тем выше, при прочих равных условиях, стойкость кокилей. Рекомендуемые для рабочих стенок марки материалов сведены в табл. 20. Кокили из высокопрочного чугуна имеют обычно более высокую стойкость, чем из серого чугуна. Благоприятное влияние на стойкость оказывают пониженное содержание серы в сером чугуне и углерода в сталях. В сплаве АЛ9 содержание магния рекомендуется доводить до О,б — 9,8%, П/р А. И.
Всаннка 194 Основы консглррированил отливок и кокилей Таблица 19 Методы относительной оценки пригодности материалов для рабочих стенок кокнлей Область нрнложенна метода Автор ПаРаметр оценен вЛ ло =- атЕ ' О. Ю Коцюбииский и Ю Кадлец Хрупкие материалы, кокиль имеет тепло- защитное покрытие А. И. Храмченков Пластичные мате- риалы К' = —, Аин итЕ ' где а, — ударная вязкость 2' =.— пв о —- В. С. Серебро В. С. Серебро и (а 8„2пт ) где пт — предел текучести; Ьх йн .-- Овал Ь + Ь в где а, — предел прочности при растяжении; А — теплопроводноствк ев — козффициент термического расширения; Š— модуль упругости Хб К= —" гвтЕ где 6 — относительное удлинение; Ввел — температура металла в момент заливки, отсчитанная от начальной температуры кокилн как от нуля; Ьт и Ьа— козффициеиты аккумуляции теплоты материалов отливки и кокиля соответственно Хрупкие материалы, кокиль не имеет теплозащитного покры- тия Пластичные мате.
риалы. Примечание: для стальных стенок в формулу подставляют значения ав при температурах 770— 820 К Основа коистррировония кокилеа 195 Таблица 20 Материалы для рабочих стенок кокилей Основное наеначенне Матерова СЧ 18 — 36, СЧ 21 — 40 Кокили для мелких и средних отливок: с воздушным либо водовоздушным охлаждением, а также в двух- слойном исполнении ВЧ 42 — 12, ВЧ 45 — 5 Копили для средних и крупных отливок: с воздуш- ным либо водовоздушным охлаждением, а также в двухслойном исполнении Сталь !5Л-11, 15ХМЛ, !О, 20, Стз Кокили с жидкостным охлаждением, вкладыши двухслойных кокилей Водоохлаждаемые кокили с анодированной поверхностью, кокили с естественным охлаждением и анодированной поверхностью (в основном для мелких отливок) АЛ9, АЛ11 Медь и ее сплавы, легированные стали, сплавы с особыми свой- ствами Вставки в места интенсивного термогидродннамиче- ского износа, металлические стержни что позволяет достигать при анодировании окисных пленок повышенной толщины 1251.
Технология анодирования алюминия описана в гл. Ч1. Су!цествовайие многих методов оценки пригодности материалов для кокилей объясняется различиями в механизмах разрушения хрупких и пластичных материалов, а также особенностями напряженно - деформированного состояния рабочих стенок без покрытия и с покрытием. Что же касается параметров К !К') и П, при их выводе проявилось различие в представлениях о природе разрушения тела в условиях знакопеременной пластической деформации.
Вывод параметра П основан на наиболее строгих физических предпосылках: данный параметр представляет собой отношение работы разрушения, выраженной величиной пю к работе пластической деформации за один цикл нагружения кокиля. Необходимость подстановки в формулу для определения П значений ан при 770 — 820 К объясняется тем, что при этих температурах происходит локальное снижение вязкости стали. Прочие элементы кокилей.
Основные размеры немеханизнрозанных вытряхных и створчатых (с книжным вертикальным разь7е Основы конструирования отливок и коки из емом) кокилей определены ГОСТ 16234 — 70 и ГОСТ 16235 — 70; механизированных с воздушным охлаждением — ГОСТ 16236 — 70. Вспомогательные конструктивные элементы кокнлей — ребра жесткости, охлаждающие штыри, зазоры между направляющими металлических стержней и кокнлей, шероховатость поверхности, ручки, колонки, рукоятки, выталкиватели, приспособления для выталкивания отливок и стержней, направляющие штыри, фиксаторы, каналы и пробки вентиляционные — регламентированы ГОСТ 16237 — 70 — ГОСТ 16261 — 70. Технические требования к кокилям оговорены ГОСТ 16262 — 70.
Выталкиватели, колонки и направляющие втулки кокилей с жидкостным охлаждением определены ГОСТ 21088 — 75— ГОСТ 21092 — 75. Особенности конструирования кокилей с жидкостным охлажденнем. В качестве охлаждающей среды стальных кокнлей применяют воду и машинное масло. Системы водяного охлаждения проще в изготовлении и обслуживании, более безопасны в пожарном отношении, позволяют обеспечить наиболее высокую частоту залнвок.
Однако прн охлаждении водой имеется опасность ее попадания внутрь кокиля; трудно обеспечить начальную температуру кокнля 1обычно однослойного) выше 420 К; затруднен нагрев кокнля перед первой заливкой (после длительного перерыва между очередными заливками). В качестве охлаждающей среды алюминиевых кокилей используют воду. Водяное охлаждение в сочетании с теплозащитным покрытием стенки в виде пленки окислов обеспечивает температуру внутренней поверхности алюминиевой стенки не выше 570 — 620 К, что является необходимым по условиям ее нормальной эксплуатации.
При этом должен быть использован наиболее' интенсивный режим теплообмена, который возникает при ядерном режиме кипения воды 121, 25). При водяном охлаждении температура внешней поверхности стенки кокнля перед заливкой пе может быть выше 373 К (100'С,) так как после прекращения подачи воды охлаждение кокиля продолжается за счет кипения воды, находящейся в полости охлаждения. Во избежание переохлаждения кокиля температура воды в полости охлаждения должна быть близкой к температуре кипения и подача воды в полость должна прекращаться сразу же после отвода теплоты, отдаваемой отливкой, это достигается способом подвода воды.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
