6.6. Пример расчёта вертикально-щелевой литниковой системы
Приведённую толщину стенки отливки рассчитываем по формуле (1.30)
.
Предельно допустимую скорость заполнения находим по формуле (1.31)
.
Определяем расход металла по формуле (1.32)
.
Толщину щелевого питателя δЩ определяем по формуле (1.34)
.
Определяем угол растекания металла по формуле (1.33)
°,
Скорость поперечного растекания определяем по формуле (1.35)
.
Находим высоту потока расплава , растекающегося по поверхности застойной зоны, по формуле (1.36)
м.
Определяем отношение площади поперечного сечения растекающегося расплава к его периметру по формуле (1.37)
Значение критерия Пекле определяем по формуле (1.40)
.
Значение критерий Нуссельта определяем по формуле (1.39)
Находим значение коэффициента теплоотдачи в форму и в застойную зону по формуле (1.38)
Вт/(м2∙К).
Определяем температуру нулевой жидкотекучести Т0 по формуле (1.42)
Рассчитываем максимальную длину растекания расплава по формуле (1.41)
м.
Сравниваем максимальную длину растекания с длиной отливки. Выполняется условие
Рассчитаем площадь стояка по формуле (1.43)
Найдем радиус стояка Rст из выражения (1.44)
В конструкции литниковой системы для отливки «стакан» будет отсутствовать колодец из-за недостаточности места в кокиле. Для того чтобы избежать возникновения шлака будем применять сетку из стекловолокна в виде кулька, которую поместим в стояк.
6.7. Расчет размеров прибыли
Число, форма и размеры прибылей должны обеспечивать питание кристаллизующихся участков отливки жидким сплавом с целью компенсации объёмной усадки и получения плотных отливок.
Объем прибыли VП, м3 определяем по методу Пржибыла [6]
,
(1.46)
где β – коэффициент неэкономичности прибыли;
–
для открытых
прибылей,
– для закрытых
прибылей,
– для прибылей с
теплоизоляцией;
–
часть объемной
усадки сплава, принимающая участие в
формировании усадочной раковины;
= 0,043…0,45 –
для Al
сплавов;
–
объем отливки или
питаемого узла, м3.
Определим геометрические параметры прибыли:
VП = SП ∙ hП , (1.47)
где SП – площадь прибыли, м2;
hП – высота прибыли, м.
Форма прибыли определяется конфигурацией питаемого массивного теплового узла отливки.
6.8. Пример расчёта размеров прибыли отливки «Крышка верхняя»
Объём прибыли VП определяем по методу Пржибыла по формуле (1.46)
м3.
Задаём высоту прибыли hП = 0,1 м.
Таким образом, площадь прибыли SП, м2 найдём из формулы (1.47)
Поскольку прибыль представляет собой цилиндр, его площадь будет равна:
.
(1.48)
где D – диаметр основания прибыли, м.
Выразив из формулы (1.48) диаметр прибыли D, м, получаем
