Питатель литниковой системы

Питатель является самой ответственной частью литниковой системы. От площади поперечного сечения питателя зависит скорость впуска и характер заполнения формы.

Объем Voтл рабочей полости формы заполняется за определенное время τ. Следовательно, удельный расход жидкого металла.

В то же время, если считать, что скорость впуска металла в форму остается постоянной от начала до конца заполнения, то

q = υƒ см3/сек,

где ƒ — площадь поперечного сечения питателя.

Заменяя объем отливки Vотл через массу отливки mотл и плотность сплава ρ и приравнивая данные выражения, получим

откуда площадь поперечного сечения питателя

                                   (125)

В выражении (125) скорость впуска v выбирается в зависимости от конфигурации отливки и средней толщины стенок. Время заполнения τ определяется по формулам: для сплошного турбулентного потока формула (92), для дисперсного заполнения формула (94) и для армированных отливок формула (97) и формула (98).

Наряду с аналитическими методами расчета питателей существует ряд практических способов расчета, основанных на обобщении производственного опыта.

На Московском автомобильном заводе им. Лихачева питатели рассчитываются по формуле

где m — масса отливки; ρ — плотность заливаемого сплава в г/см3; К— коэффициент, заменяющий произведение скорости впуска на время заполнения, которое для отливок массой до 500 г и толщиной стенок 2,5— 5 мм можно считать постоянной величиной.

В табл. 9 приведены значения коэффициента К по данным H. А. Шубина.

Таблица 9. Значения коэффициента К для отливок из различных сплавов

Отливка

Магниевые

Алюминиевые

Цинковые

Латуни

Простая

7,32

6,09

2.16

1,89

Сложная

6,05

5,25

1.87

1,63

Очень сложная

4,78

4,41

1,57

1,37

А. Шарп предлагает выбирать значения коэффициента в зависимости от толщины отливки и давления на металл в камере прессования (табл. 10).

Таблица 10. Значения коэффициента К в зависимости от давления

Давление
на металл
в кГ/см2

При толщине стенок отливок в мм из сплавов

магниевых

алюминиевых

цинковых

латуни

1-4

4-8

1-4

4-8

1-4

1-4

1-4

4-8

От 200 до 400

2,70

2,16

3.04

2,43

3,37

2,70

3,00

2.40

  >>400>>600

1,35

1,10

1,52

1.21

1,69

1,35

1,50

1.20

  >>600>>800

1,10

0,86

1.21

0.97

1,35

1.05

1,20

0,96

  >>800>>1000

0.80

0,65

0.91

0,73

1.02

0,82

0,90

0,72

Свыше 1000

0.54

0.43

0.61

0.49

0.68

0,54

0.60

0,48

Дальнейшее развитие метода коэффициентов основано на обеспечении нормальной скорости потока металла 15 м/сек при продолжительности заполнения формы 0,06 сек.

Скорость впуска υ в выражении (125) можно представить в зависимости от конфигурации отливки и давления на металл в камере прессования:

υ = к1к2υ0   м/сек,                                (126)

где к1 - коэффициент,учитывающий сложность конфигурации отливки; к2 — коэффициент, учитывающий влияние давления; υ0 — средняя или нормальная скорость впуска, равная 15 м/сек.

Время заполнения формы τ, определяемое из условия сваривания отдельных струй металла, зависит от физических свойств сплава (температуры плавления, жидкотекучести, вязкости и др.) и толщины стенок отливки:

τ = к3к4τ0,                                            (127)

где к3 — коэффициент, зависящий от типа сплава; к4 — коэффициент, зависящий от средней толщины стенки отливки; τ0 — среднее или нормальное время заполнения полости формы, равное 0,06 сек.

Значения коэффициентов к1, к2 , к3 и к4 получены из практического опыта.

Ниже приведены значения этих коэффициентов для отливок массой до 1 кг, подсчитанные на основании заводских данных.

Отливка

к1

Сплавы

к3

Толстостенная
простой конфигурации

0,75

Свинцово-оловянистые

1,10

Цинковые

1,00

Коробчатого сечения

1,00

Алюминиевые

0,90

Сложной конфигурации

1,50

Магниевые

0,85

Очень сложной конфигурации
с тонкими ребрами
толщиной 0,5-0,8 мм

2,00

Латуни

0,75

Сталь

0,50

Давление в Мн/м2

к2

Средняя толщина стенок в мм

к4

До 20

2,50

До 1

0,50

От 20 до 40

2,00

От 1 до 2

0,75

» 40 » 60

1,75

» 2 » 4

1,0

» 60 » 80

1,50

» 4 » 6

1,15

» 80 » 100

1,25

» 6 » 9

1,30

Свыше 100

1,0

Свыше 9

1,50

Подставляя значения скорости и времени заполнения из формул (126) и (127) в формулу (125), имеем

или при υ0 = 15 м/сек и τ0 = 0,06 сек

                                 (128)

где mотл — масса отливки без литниковой системы в г; ρ — плотность сплава в г/см3.

Формула (128) определяет площадь поперечного сечения питателя для одного гнезда формы.

Для каждой отливки выбирается значение скорости впуска, по которой из уравнения непрерывности расхода определяется скорость прессования:

Для многогнездных форм при подсчете скорости прессования берется суммарное сечение всех питателей, а диаметр камеры прессования Dпр соответственно увеличивается.

Поскольку с увеличением площади камеры прессования давление падает, необходимо сделать проверочный расчет с учетом новой величины давления.

Расчет питателей по методу коэффициентов подходит и для условий вакуумированного литья под давлением.

С целью упрощения расчетов рекомендуется пользоваться номограммами. Одна из таких номограмм дана на рис. 112.

По номограмме определяется площадь поперечного сечения питателя в зависимости от веса или объема отливки и скорости впуска металла в форму.

Анализ номограммы (см. рис. 112) показывает, что для отливок малого объема время заполнения в среднем составляет 0.2 сек, а скорость впуска 15 м/сек. При этом коэффициент К = υτ получается равным К=15·0,2 = 3, а сечение впуска определяется формулой

Ширину b и толщину h питателя выбирают в зависимости от отношения R/H и заданного характера заполнения формы. В то же время рекомендуется стремиться к максимально возможной ширине питателя для данной отливки.

 

Рис. 112. Номограмма для определения площади поперечного сечения питателя в зависимости от объема отливки и скорости впуска



 
 
Добавить предприятие
 


 
 
 
 
 
 
 
Тел.: (8552) 39-71-29
промышленные предприятия Условия использования материалов сайта Политика конфиденциальности
 
Создание сайта Вебцентр