Расчет элементов литниковой системы

Литниковой системой называется система каналов, по которым металл заполняет форму. Основными элементами литниковой системы являются (см. рис. 9): 1 – литниковая чаша, 2 – стояк, 3 – шлакоуловитель, 4 - питатель, 5 - выпор.

 

Рис. 9. Элементы литниковой системы (на примере фланца чугунного):

1 - литниковая чаша, 2 – стояк, 3 – шлакоуловитель, 4 - питатель, 5 – выпор; 6 - отливка

 

У отливок значительной массы к литниковой системе может относится также и прибыль – дополнительная полость, устраиваемая над массивными частями отливки для их питания. Прибыль позволяет избежать усадочных раковин.

Расчет литниковой системы сводится к определению площади наименьшего сечения литниковой системы (стояка или питателя) с последующим определением (по соотношениям) площадей сечения остальных элементов литниковой системы.

Площадь наименьшего сечения F_нс находят по формуле:

где Q – масса металла, прошедшего через минимальное сечение;

τ – продолжительность заливки, с;

ρ – плотность металла (см. табл. П1, приложение 2), кг/м³;

μ – коэффициент расхода литниковой системы, учитывающий потери на трение, для тонкостенного сложного литья μ = 0,35;

H_р – расчетный напор, м;

g – ускорение силы тяжести, g =9,81 м/с².

 

Для расчета массы металла Q, необходимо вычислить объем полости литейной формы V_п, который, в первом приближении, можно принять равным объему модели отливки V_о. Рассчитать объем модели можно с помощью табл. П2 справочного приложения 2. Массу металла Q определяют по формуле:

 

Продолжительность заливки формы τ определяют по формуле:

где δ – преобладающая толщина стенок отливки, мм;

S – коэффициент, зависящий от толщины стенки и конфигурации отливки: для чугуна S =1,8; для стали – S =1,5; для медных сплавов – S =2,0; для алюминиевых сплавов - S =2,5.

 

Напор H_p зависит от способа заливки литниковой системы, положения отливки в форме и других факторов. В наших случаях при подводе метал­ла по разъему H_p рассчитывают по формуле:

где H₀ – первоначальный максимальный напор (см. рис. 10), м;

Р – расстояние от самой верхней точки отливки до уровня подвода, м;

С – высота отливки (по положению при заливке), м;

 

Рис. 10. Схема расчета литниковой системы:

H₀ – первоначальный максимальный напор, м;

Р – расстояние от самой верхней точки отливки до уровня подвода, м;

С – высота отливки, м

 

По площади наименьшего сечения F_нс рассчитывают площади сечения остальных элементов литниковой системы по соотношениям:

1) для чугунных отливок

F_пит.: F_шл.: F_ст. = 1,0: 1,1: 1,2;

2) для отливок из медных сплавов

F_пит.: F_шл.: F_ст. = 4,0: 2,0: 1,0;

3) для отливок из алюминиевых сплавов

F_пит.: F_шл.: F_ст. = 5,0: 2,5: 1,0.

4) для остальных отливок

F_пит.: F_шл.: F_ст. = 1,0: 1,2: 1,4;

 

 

Составление эскиза формы

 

По разработанным чертежам отливок, (рис. 3 и 4) вычерчивают эскизы вертикальных разрезов форм (рис. 11 и 12).

Рисунок 11 – Эскиз разреза песчаной формы для отливки стальной втулки: 1, 2 – нижняя и верхняя опоки, соответственно; 3 – выпор; 4 – литниковая чаша; 5 – стояк; 6 – полость формы; 7 – наколы; 8 – шлакоуловитель; 9 – питатель; 10 - стержень

Рис. 12. Эскиз разреза песчаной формы для отливки чугунного фланца:

1, 2 – нижняя и верхняя опоки, соответственно; 3 – литниковая чаша; 4 – стояк;

5 – шлакоуловитель; 6 – выпор; 7 – питатель; 8 – стержень;

9 - полость формы; 10 - наколы

 

При составлении эскиза вертикального разреза формы следует руководствоваться следующими рекомендуемыми расстояниями между моделями и элементами формы:

а) от верха модели до верха опоки - 50 мм;

б) от низа модели до стенок опоки - 50 мм;

в) от модели до стенок опоки - 40 мм;

г) от кромки стояка до стенки опоки – 40 мм;

д) от кромки шлакоуловителя кромки модели - 30 мм.