Иванов (550688), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Припер 2. Методом вписанных сфер рассчитать прибыли ЛПС типа у!11 (см. рис. 3.8, в) длн отливки нз стали!ОХ18Й9Л (ГОСТ 2176 — 77); отливка представляет собой массивное кольцо толщиной 30 мм, диаметр наружный 320 мм и внутренний 240 мм; к кольцу присоединена тонкая кольцеван стенка толщиной 4,5 мм. Прибыли рассчитывают по формулам приведенным в табл. 3.7, в следующем порядке. !. Расчет шейки прибыли.
Диаметр вписанной в узел ойеры по чертежу Р„ = = ЗЗ мм. Тогда толщина шейки прибыли а,ц = (1 —: 1,2) Рг — (1 —: 1,2) 33 =33 —: 40 мм. Имея в виду ограничение шейки прибыли шириной кольца, принимаем ам —— = 36 мм. Ширина шейки прибыли длн кольца, представлнющего собой протяженный узел Ьш = (3 —; 4) Рг — (3 —: 4) ЗЗ = 99 —: 132 мм; принимаем Ьш — — 120 мм. 2. Высота шейки прибыли йш = (04 лн 05) Рг = (04 —: 05) 33 = 13 —; 17 мм; принимаем йш = 16 мм. 72 3.
Расчет прибыли. Выбираем закрытую прибыль, ее высота йя = (2,5 —: 3) Ру — — (2,5 —: 3) 33 = 83 — . "99 мм; принимаем Ьп — — 95 мм. Толщина и ширина нижнего основания прибыли ап = Ьт!зу = 1,8 33 = 60 мм; Ьп = Ьш+ (Ьт — 1) 0у = 120+ (1,8 — 1] ЗЗ = 146 мм. 4.
Расчет числа прибылей. Радиус действия прибыли гд — — Ьв0у = 2,5 33 = 82 мм, откуда расстояние между прибылями должно быль !и т=' 2гд = 2.82 = !64 мм. Протяженность внутренней границы кольца п240 = 754 мм шаг по шейкам прибылей Ьш+ !и = 120+ 164 = 284 мм. Отсюда 754!284 = 2,63 = 3 прибыли, равномерно распределенные по окружности. 5. Выпор. По построению ширина верхней части закрытой прибыли при а = ! 2' составляет а„' = 90 мм.
Диаметр выпора аеып = (О 2 —: 0,3) ап = (0,2 —; 0,3) 90 = 18 —: 27 мм; принимаем баме = 26 мм. 3.3. РАСЧЕТ ЛИТИИКОВЫХ КАНАЛОВ Литннковые каналы должны обеспечивать хорошую заполняемость литейной формы, включая узкие полости, и предупреждать попадание в отливку воздуха и плотных неметаллических включений. Кроме того, в литниковых каналах должны удерживаться частицы засора, которые попадают в полость формы через литниковую воронку до заливки. После заливки поверхность литниковых воронок и открытых прибылей необходимо тотчас засыпать сухим песком, чтобы замедлить затвердевание металла сверху.
Обеспечение заполняемости. При изготовлении отливок из конструкционной стали со стенками толщиной более 5 мм ЛПС обычно не содержит элементов, регулирующих скорость заливки. Последняя регулируется рабочим-залив!циком, При изготовлении отливок с более тонкими стенками (менее 5 мм) или кромками недостаточная скорость заливки приводит к недоливам.
Ниже приведена схема расчета ЛПС на скорость заполнения формы сталью. Требующуюся удельную скорость заливки (кг/с) можно вычислить по эмпирической формуле Озал = Мст(вст (3.11) где .(е, — коэффициент пропорциональности; при подводе металла сверху й, = 0,05, сбоку й, .= 0,05 и снизу (за = 0,08; а„, толщина и наибольшзя протяженность тонкой стенки или кромки отливки, 73 Для отливок со стенками толщиной более 5 мм можно определять продолжительность заливки по формуле Г Нуойрор Озал, н — )зал.
н) оооф Озал. н — )ф. н) (3. 12) где рр, ср — плотность, кг/м'", и удельная теплоемкость, Дж/(кг 'С) расплава; /н„.„, /зал „вЂ” температура расплава в начале и в конце заливки, 'С; Ь~ — коэффициент аккумуляции теплоты для материала фоРмы, Дж/(м' сц' 'С); /⠄— начальнаЯ темпеРатУРа фоРмы, 'С. Согласно законам гидравлики суженное сечение канала и гндростатический напор для случая ньютоновской жидкости, к которой относится заполняющий форму металлический расплав, связаны УРавнением л = аззал/(рр)/2~Г), 13. 13) где /о — площадь сУженного сечениЯ, ма; Н вЂ” гидРостатический напор в суженном сечении, складывающийся из высоты расплава в форме и высоты струи, падающей из ковша, м; Я „— расход расплава через суженное сечение, кг/с; Га — козффициейт расхода, р = 0,7 —:0,9; р — плотность гкидкого металла; для стали можно принять Р =- 7000 кг/м'; д — ускорение свободного падения, и = = 9,81 м/с'.
При изготовлении толстостенных отливок из конструкционных сталей, к которым будем условно относить отливки со стенками толщиной более 5 мм, значением Нл можно задаваться, исходя из конструктивных соображений; однако во всех случаях должно быть для стали Н, =-0,07 м и для алюминиевых сплавов Н, » ~ 0,21 м; при мейьших значениях Нл получение четких кромок у отливок не гарантируется.
Для тонкостенных отливок /а„~ 5 мм) имеем также Н, = 2о соз О/(а„рд), Г3.14) где о — поверхностное натяжение расплава, Н/м, для среднеуглеродистой стали а ж 1,5 Н/м; Π— угол смачивания стенок литейной формы расплавом, рад, для стали с учетом гистерезиса смачивания можно принять О = 3,14 рад (180'); а„— 'Голщина тонкой стенки, м. Расчеты по формуле (3.14) показывают), что для вхождения расплавленной стали в полость формы ширйиой 1,5 мм достаточен Нр — — 3 см, а для полости шириной 0,5 мм необходим уже Нов =9 см.
Опыты по заполнению тонких пластин длиной 80 мм, присоединенных к стояку высотой 280 мм, показали, что большинство пластин толщиной 2,3 мм заполнилось сталью до конца, все пластины тол. щиной 1,3 мм заполнилнсь не на всю длину, пластины толщиной 0,7 мм заполнялись не более чем на 5 мм. Практика производства подтверждает результаты опытов: при литье по выплавляемым моделям стальных отливок с а„~ 1,2 мм наблюдается массовый брак по недоливам. 74 Рнс. 3.!з.
кляпа заполненной частя стонкн ( (здч) «о всей длнпе стальной отлнвкн «рамка в завнснмостн от поломення на стояке (а). Схема Формы (З). Тнпнчный недолнв зачермен у 2 У чз й Б () х() ()д БО Ю() 1, '~Й а) 6) На основе экспериментальных и производственных данных установлено также, что наилучшая заполняемость достигается у отливок, расположенных в средней по высоте зоне стояка (рис. 3.12). Недоливы в верхних ярусах вызваны недостаточным гидростатическим напором.
Применение в нижней части стояка зумпфа высотой 30 — 40 мм улучшает заполняемость отливок нижнего яруса вследствие слива в него первых холодных порций металла и более быстрого создания здесь гидростатического напора. При подводе металла снизу по сравнению с подводом сверху из-за дополнительных потерь теплоты заполняемость снижается на 50 одз, считая по площади тонкой стенки. Зная (~, и Н„можно определить площадь суженного сечения по формуле )о = 0 23(~зал!Ь1зЬ Ор) (3.15) Иногда вначале задаются ~„если это необходимо, например для получения модельного блока более высокой прочности. Тогда в формуле (3.15) )о и 7 Нр следует поменять местами. Если суженное сечение совпадает с сечением шейки прибыли или пнтателя, то расчет )з и О по формулам (3.13) и (3.15) выполняют как проверочный на обеспечение необходимой скорости Язал.
Суженному сечению рекомендуется придавать форму круга илн прямоугольника. При нескольких суженных сечениях определяют их суммарную площадь ~)'о. В зависимости от конфигурапии отливки и конкретных условий производства можно применять различные варианты регулирования скорости заполнения формы металлом (табл. 3.9). Вариант А применяют наиболее часто при ЛПС всех типов. Су)кенное сечение отсутствует, скорость заливки регулируется зал ивщиком.
Применение широких литииковых воронок в соответствии с табл. 3.10 обеспечивает условия для заливки с достаточной скоростью. Узкие литниковые воронки или воронки с углом конус- 75 Таблица е.у Вариаитм регулирования скорости киликий Варн- ант Прннкнп регуанрпаанна екерестн аалнакн Схема Тнп ЛПС 76 ности более 60' приводят к необходимости притормаживать заливку во избежание возможных выплескиваний металла, что, в свою очередь, способствует образованию недоливов.
11ри ЛПС типа 1 целесообразно выполнить проверочный расчет нижнего диаметра с1, и высоты Ь, литниковой воронки как прибыли, питающей стояк !1081, с1, = 0,74 1/ 46БК, + 0,2 ($У, + У,М,), й, = 1,5д„ где )с„)г, — приведенная толщина стояка и его объем; )'„ й(, — объем единичной отливки и число отливок, питаемых от стояка. Варпшет Б характерен при ЛПС типа П1 с питанием от нижнего горизонтального хода и верхней прибыли. Верхний участок стояка целесообразно выполнять более тонким, но тол иной не менее 20 мм Таблица 3.10 Рекомендуемые размеры (мм) лнтннковых воронок Удельная скорость заливка, яг/с До 1 1 — 1,5 1,5 — 3 Более 3 60 80 100 120 10 14 18 22 щ что позволит ускорить дости- П р н м с ч а н я с, Угол канусностн зарояяи ба — ба'; Π— дяаиетр верхнего осяожение необходимого напора.
ззвяя; т — высота яяляядрячссяоа части Варяоятн В Приыснпи~т Прн Диаметром О; г — РЯДЯУс схртглснна. заливке через верхнюю прибыль — ЛПС типа т)1. Вариант Г применяют при заливке сверху в сочетании с ЛПС типов 1 — П1 и Ч!. На рис. 3.13 показан заливочный стаканчик с калиброванным суженным сечением, вставляемый в воронку стояка или прибыль. Диаметр выпускного отверстия в стаканчике Оо (мм) рассчитывают на оптимальную продолжительность заливки т,„, (с); оба параметра определяют по эмпирическим формулам; для углеродистой стали при уровне металла в стаканчике, равном 70 мм, з ,— ок,'а,.; а,- ххах а,л (3.17) где з — коэффициент, учитывающий способ заливки стали при температуре 1560 — 1610'С; для оболочковых форм на основе кварца и этилсиликата з = 1,65 -Р 0,07 при заливке через стояк, 3 = 2,2 ~ ~- 0,2 при заливке через прибыль; и,', — преобладающая толщина стенки отливки, мм; 6„„— масса металла, заливаемого через стаканчик, кг.
Радиус входной кромки заливочного стаканчика принимают г =- 0,251)а, что обеспечивает получение струи максимального сечения. Газы и воздух из стояка в период заливки удаляются через щели между стаканчиком и формой. Пример 3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
