Пример 3

Рассчитать общую площадь сечения питателей (самого узкого сечения литниковой системы) для стальной отливки. В форме две отливки общим весом (с литниками, выпорами и прибылями) 1000 кг; преобладающая толщина стенок d = 16 см; металл подводится по разъему формы на половине высоты отливки; высота верхней плоскости воронки над уровнем подвода = 550 мм, высота той же плоскости над уровнем металла в конечный момент заливки = 380 мм (рис.8.1). Высота отливки по положению при заливке

С = 340 мм, высота верхней точки отливки над уровнем подвода Р = 170 мм.

Химический состав стали (мас.%): углерод – 0,16–0,25; кремний – 0,25–0,35; марганец – 0,8–1,0 %; сера – не более 0,05; фосфор – не более 0,05. Заливку предложено производить из ковша диаметром 180 см через стопорное отверстие, имеющее диаметр 40 мм. Из одного ковша нужно заливать не одну, а несколько форм вагонных рам, по возможности больше.

Расчет произведем для заливки по первому способу (без торможения струи) и по второму способу (с торможением струи стопором) и сравним полученные результаты. Определим оптимальную продолжительность заливки по формуле (3.2):

; G = 500 кг; d = 16 мм.

Согласно табл. 4.2, принимаем S₁ = 1,5 (подвод в тонкостенные части отливки). Тогда

с.

Проверяем полученную продолжительность заливки в отношении средней скорости поднятия уровня металла в форме (3.6):

м/сек,

что допустимо.

Расчет для заливки по первому способу (без торможения струи металла стопором)

Как уже отмечено выше, заливку с оптимальной продолжительностью без торможения струи можно провести только для одной формы из ковша, а нам нужно заливать несколько форм из ковша.

Примем, что при заливке данной формы отклонения продолжительности заливки допустимы в пределах от S₁ = 1,4 до S₁ = 1,6, следовательно, продолжительность заливки может изменяться от

t = 1,4 × = 28 с. до t = 1,6 × = 32 с.

Для расчета допустимых напоров в ковше при заливке форм пользуемся формулой (8.1):

Подставляя в эту формулу известные нам величины, получаем β_р = 1

.

Определяем при t = 28 с. Предварительно принимаем b_р =1, тогда = 13,03 дм = 130,3 см.

Такому уровню в конце отвечает b_р =1,05; при b_р =1,05 и при t = 28 с; = 118,5; при b_р =1,07 и при t = 32 с,

= 88,5 см. Высота слоя металла в ковше, расходуемого на заливку одной формы Δ Н₁, определяется по формуле (8.21):

Δ = 0,56 дм = 5,6 см.

Количество форм, которое можно залить из одного ковша, в указанных выше условиях

+1 = 6.

Общую площадь самого узкого сечения литниковой системы нужно рассчитать на пропускную способность, соответствующую наименьшей продолжительности t = 28 с,

при этом средний напор в ковше должен быть равен

= 118,5 см.

Определяем начальный и конечный напоры по формулам (8.3) и (8.4)

;

12,12 дм = 121,2 см;

11,56 дм = 115,6 см.

Расчет литниковой системы производим по первому методу. Для начального момента (формула 8.5)

= – 5 = 55 – 5 = 50 см.

Согласно табл. 6.1 и 6.2, принимаем

m = 0,32 + 0,15 = 0,47 (сопротивление формы считаем средним; литниковая система, конфигурация отливки тоже средней сложности; преобладающая толщина стенок 16 см; отливка имеет выпоры и прибыли):

35,4 см²

Для конечного момента (формула 8.6) принимаем

=1,05; = 115.6 cм; h_к = - 5 = 38 – 5 = 33 см

.

Из двух полученных значений принимаем большее

= F = 42,5 см².

Можно и в этом случае также рассчитать по другому методу, как показано в примере 2. Тогда потребная площадь сечения получится меньше.

Расчет для заливки по второму способу (с торможением струи стопором)

Как указано выше, для заливки по второму способу производим расчет по формулам (3.4), (17.1), (8.19), (8.20), (8.22), (8.24), (8.27), (8.1):

G₁ = 1000 кг (для двух отливок с литниками и прибылями),

t = 30 сек, m = 0,47.

;

см; С = 34 см; Р = 17 см;

= 45,8 см;

.

Рассчитаем и при заливке данных форм по формулам (8.19) и (8.22):

m = 0,47; m_к = 0,8; F = 34 см²;

;

Принимая предварительно = I, получаем

см.

Для такого уровня принимаем = 1,05, получаем

см;

;

m = 0,47; m_к = 0,8; = 12,6 см; F = 34 см².

Принимаем предварительно = 1.

см.

При таком уровне принимаем = 1,09. Окончательно

= 70,2 см

Выше мы получили =5,6 см.

= см.

Из двух значений , полученных по формулам (8.19) и (8.22), принимаем большее, т.е. =111 см.

Определяем:

Из двух значений , полученных по формулам (8.25) и (2.27), принимаем меньшее, т.е. = 124,2 см.

Количество форм, которое можно залить с торможением при оптимальной продолжительности, равно:

+1 = 3 шт.

Если из двух значений , полученных выше по формулам (8.19) и (8.22), принять не большее, а меньшее, т.е. = 75,8 см, то при заливке последней формы литниковая система будет пропускать весь металл, вытекающий из ковша, без торможения струи, а поэтому продолжительность заливки определяется диаметром отверстия и напором в ковше и уже не будет оптимальной. Определим, какая получится при этом продолжительность заливки.

= 75,8 см; = 75,8 – 5,6 = 70,2 см;

см.

Из формулы:

µ_кF_от γ β_р .

определим

;

t = 34,2 сек;

= 1,71.

В этом случае количество форм, которое будет залито, равно:

+1 ≈ 9 шт.

Таким образом, по первому способу (без торможения струи), допуская заливку при значении S₁ в пределах 1,4 – 1,6 можно залить 6 форм; по второму способу (с торможением струи), сохраняя все время S₁ = 1,5, можно залить всего 3 формы; то же по второму способу, но допуская заливку при S₁ в пределах 1,5 – 1,7, можно залить 9 форм.

Большое преимущество первого способа – возможность заливки без торможения струи стопором, Поэтому во всех случаях, когда производственные условия позволяют применить заливку по первому способу, ему нужно отдать предпочтение.

Поиск по сайту: