Выбор и расчет литниковой системы

Важным условий получения качественной отливки является правильное устройство литниковой системы. Литниковая система служит для плавного подвода жидкого металла в полость литниковой формы и питания отливок в процессе затвердевания.

Правильно построенная литниковая система должна обеспечивать хорошее заполнение формы расплавом и питание отливки в процессе ее затвердевания; способствовать получению отливки с точными размерами, без поверхностных дефектов (засоров, ужимин, шлаковых включений и др.) и направленному затвердеванию отливки, расход металла на литниковую систему должен быть минимальным.

Литниковые системы с подводом жидкого металла по плоскости разъема наиболее просты, их широко применяют для большинства отливок. При использовании этой литниковой системы следует учитывать массу расплава и его давление на стенки формы, которое зависит от стояка.

При расчете литниковой системы сначала находим сечение питателя, а затем размеры остальных элементов литниковой системы: стояка и шлакоуловителя.

Сечение питателя находим по формуле:

 

 

где G - масса отливки, г;

ρ - плотность расплава, г/см3, (для чугуна ρ = 7 г/см3);- продолжительность заливки, с;

μ - коэффициент расхода;- ускорение свободного падения, g = 981 см/с2;- расчетный статический напор, см.

Неизвестными в формуле являются: HP, μ, t.

Расчетный статический напор зависит от размера отливки и его определяют из соотношения:

 

 

где Н - высота стояка от места подвода расплава в форму, см;

С - высота отливки, см;

Р - высота отливки от места подвода расплава в форму, см;

 

 см

 

Продолжительность заливки мелких отливок массой до 100 кг:

 

 с

- коэффициент, учитывающий толщину стенок отливки.

 

 с

 

Коэффициент расхода, характеризующий общее гидравлическое сопротивление формы движущемуся расплаву:

 

 

где μ1 - коэффициент расхода литниковой системы (μ1 =0,75-0,85);

μ2 - коэффициент, зависящий от размера отливки (μ2 =0,40-0,55).

 

 

Подставляя значения HP, μ, t, ρ в формулу, получим:

 

 см2

 

Т.к. в форме шесть питателей, то площадь одного составляет:п =6,66/6 = 1,11 см2

По найденной суммарной площади поперечного сечения питателей Fn находим суммарную площадь шлакоуловителей Fшл и площадь стояка Fст для средних и крупных отливок:

 

 

Площадь шлакоуловителей:

 

 см2

 

Т.к. в форме шесть шлакоуловителей, то площадь поперечного сечения одного будет равна:

 

 см2

 

Площадь стояка:

 

 см2

 

Диаметр верхнего сечения стояка рассчитывается по формуле:

 

 =>

 см

отливка стержневой смесь шихта

Расчет чаши-воронки произведем по формуле:

 

 

где DВ - верхний диаметр чаши-воронки, см;В - высота чаши-воронки, см

 

 см.

 

Расчет веса груза

 

При заполнении формы расплав создает давление на стенки формы, пропорциональное плотности и высоте его столба. Это может привести к тому, что под давлением расплава верхняя опока приподнимется, в результате между верхней и нижней полуформами образуется щель, через которую расплав может вытечь, силу действия на верхнюю опоку определим как:

 

 

где ρСТ - плотность стержневой смеси, (ρСТ = 1,6 кг/дм2);- коэффициент, учитывающий гидравлический удар, (k = 3);- высота верхней полуформы, дм (высота верхней полуформы для линии Мультоматик Н = 3 дм);

ρМ - плотность жидкого металла, (для чугуна ρМ =7 г/см3)СТ - объем стержня без знака, дм3;

 

 дм3

ОТЛ - площадь отливки горизонтально плоскости разъема, дм2;

 

 дм2

 

Т.к. отливок шесть, то

 

 дм2

ЛИТ - площадь литниковой системы горизонтально плоскости разъема, дм3;

 

 дм2

- масса опоки + смеси, кг;

 

 кг

кН