Расчет прибыли

В литературе предложено много методов расчета прибылей. Среди них можно выделить эмпирические методы, основанные на анализе экспериментальных и производственных данных, и аналитические, полученные на основании исследования упрощенных математических моделей питания отливки с экспериментальной оценкой некоторых параметров. На многих предприятиях применяют собственные инженерные методы расчета прибылей, чаще всего представленные в виде номограмм и таблиц.

Дать описание всех методов невозможно, поэтому рассмотрим наиболее часто используемый метод расчета прибылей – метод Й. Пржибыла.

Последовательность расчета прибылей по методу Й.Пржибыла сводится к следующему:

1) если отливка сложная, то нужно выделить в ней все узлы питания и рассчитать объем каждого из них;

2) выбрать тип и конфигурацию прибылей для отливки (для каждого узла питания).

Открытая прибыль – прибыль, верхняя поверхность которой сообщается с атмосферой и выходит на верхнюю поверхность формы.

Закрытая прибыль – прибыль, в которой вся ее поверхность, кроме участка контакта с питаемым узлом, выполняется формой.

По конфигурации прибыли подразделяются на шаровые, полушаровые, конические круглого сечения, конические овального сечения, с формой сечения, приближающейся к горизонтальному сечению узла питания, призматические прямоугольного сечения (рис. 3).

Рис. 3. Конструктивные типы прибылей: а – шаровая, б – полушаровая, в – коническая закрытая, г – овальная закрытая, д – открытая коническая. Е – призматическая открытая прибыль прямого действия, ж – закрытая прибыль с формой сечения, близкой к горизонтальному сечению узла питания, з – местная призматическая закрытая

По направлению движения расплава при питании отливки из прибыли различают прямые, местные и боковые прибыли.

При питании из прибыли прямого действия сплав, компенсирующий усадку, подается в отливку по кратчайшему пути, что повышает эффективность работы прибыли. Недостаток – большой расход металла.

При применении местных прибылей прямое питание получают только части отливки, находящиеся непосредственно под прибылями.

Для протяженных отливок с большим отношением длины к толщине целесообразно применять боковые прибыли. Такие прибыли применяют также при изготовлении отливок из сплавов, плохо обрабатываемых резанием (сталь 110Г13Л, ковкий чугун и т.п.).

В основу расчета прибыли по методу Пржибыла положены экспериментальные данные отношения объема усадочной раковины ко всему объему прибыли:

, (1)

где V_у.р. – объем усадочной раковины;

V_п – объем прибыли.

Т.о., для решения задачи об объеме прибыли можно написать следующие уравнения:

,

где V_о – объем отливки (объем питаемых узлов отливки);

β – суммарная относительная объемная усадка сплава;

х – коэффициент неэкономичности прибыли.

Т.о., объем прибыли находится по формуле:

. (2)

х=8 – прибыли закрытые, работающие под атмосферным давлением;

х=10 – прибыли открытые с засыпкой.

Суммарная относительная объемная усадка сплавов зависит от температуры заливки. Ее значения при выполнении расчетов можно определять по следующим зависимостям:

1) для среднеуглеродистых сталей ;

2) высокомарганцовистой стали 110Г13Л ;

3) ковкого чугуна ;

4) сплава АК12 ;

5) сплава АК7ч ;

6) латуней: ЛЦ40С1 ; ЛЦ17К3 ;

7) алюминиевых бронз ;

8) алюминиевых латуней ;

9) для магниевых сплавов (МЛ5) .

Здесь – перегрев сплава над температурой ликвидуса Т_л.

Для отливок из стали и высокопрочного чугуна коэффициент β можно принять равным:

– 0,08–0,08 для закрытых прибылей;

– 0,10–0,11 для открытых прибылей;

– 0,11–0,13 для теплоизолированных прибылей;

– 0,14–0,17 для обогреваемых прибылей;

– 0,13–0,14 для прибылей с повышенным газовым давлением.

Для отливок из медных сплавов β =0,1 для закрытых прибылей, 0,14–0,18 для прибылей с повышенным газовым давлением и 0,2 для экзотермических прибылей.

Для алюминиевых сплавов значение β можно выбирать в пределах от 0,13 до 0,30. Меньшие значения относятся к закрытым прибылям, большие – к экзотермическим.

Последовательность расчета прибылей по методу Й.Пржибыла сводится к следующему:

1) Выделить в отливке все узлы питания и рассчитать объем каждого из них (V_п.у.);

2) Выбрать тип и конфигурацию прибылей для каждого узла питания;

3) В зависимости от принятой конфигурации прибыли и условий ее охлаждения выбрать значение коэффициента β;

4) Рассчитать по формуле (2) объем прибыли;

5) Определить размеры нижнего сечения прибыли, учитывая, что отношение диаметра прибыли D_пр к диаметру питаемого узла D_п.у. должно быть равно 1,15–1,20. При этом для некруглых сечений питаемого узла и прибыли D_пр и D_п.у. соответствуют диаметрам вписанных окружностей.

Пример:

Для отливки «Загрузочный патрубок КСД-2200» выбираем закрытую боковую прибыль, по конфигурации принимаем прибыль, показанную на рисунке 4.

Рис. 4. Конфигурация прибыли

Найдем объем прибыли по формуле:

.

Т.к. прибыль закрытого типа, то принимаем х=8.

Суммарная относительная объемная усадка высокомарганцовистой стали 110Г13Л равна .

Перегрев сплава над температурой ликвидуса .

Следовательно:

Объем отливки равен:

,

где – объем детали, мм³;

– объем припусков на мех. обработку, мм³.

где – объем верхних припусков на мех. обработку, мм³;

– объем нижних припусков на мех. обработку, мм³.

и

Объем детали находим по формуле:

Зная объем прибыли можно определить ее размеры. Для этого прибыли разбивают на простые геометрические формы.

Из следующего уравнения определим размеры прибыли:

,

где – объем полушара, мм³;

– объем полушара, мм³;

– объем усеченного конуса, мм³;

– объем цилиндра, мм³.

Поиск по сайту: