6 Выбор и расчет литниковой системы

Важным условием получения качественной отливки является правильное устройство литниковой системы. Литниковая система служит для плавного подвода жидкого металла в полость литниковой формы и питания отливок в процессе затвердевания.

Правильно построенная литниковая система должна обеспечивать хорошее заполнение формы расплавом и питание отливки в процессе ее затвердевания; способствовать получению отливки с точными размерами, без поверхностных дефектов (засоров, ужимин, шлаковых включений и др.) и направленному затвердеванию отливки, расход металла на литниковую систему должен быть минимальным.

Литниковые системы с подводом жидкого металла по плоскости разъема наиболее просты, их широко применяют для большинства отливок. При использовании этой литниковой системы следует учитывать массу расплава и его давление на стенки формы, которое зависит от стояка.

При расчете литниковой системы сначала находим сечение питателя, а затем размеры остальных элементов литниковой системы: стояка и шлакоуловителя.

Сечение питателя находим по формуле [9]:

₍₁₎

где G — масса всех отливок в форме, г;

ρ — плотность расплава, г/см³, (для чугуна ρ = 7,2 г/см³);

t — продолжительность заливки, с;

μ — коэффициент расхода;

g — ускорение свободного падения, g = 981 см/с²;

H_P — расчетный статический напор, см.

Неизвестными в формуле являются: H_P, μ, t.

Расчетный статический напор зависит от размера отливки и его определяют из соотношения [9]:

₍₂₎

где Н — высота стояка от места подвода расплава в форму, мм;

С — высота отливки, мм;

Р — высота отливки от места подвода расплава в форму, мм;

(мм)

Продолжительность заливки отливок [9]:

с (3)

S — коэффициент, учитывающий толщину стенок отливки.

(с)

Коэффициент расхода, характеризующий общее гидравлическое сопротивление формы движущемуся расплаву:

₍₄₎

где μ₁ — коэффициент расхода литниковой системы (μ₁ =0,7—0,8);

μ₂ — коэффициент, зависящий от размера отливки (μ₂ =0,40—0,55).

Подставляя значения H_P, μ, t, ρ в формулу, получим:

см²

Т.к. в форме четыре питателя, то площадь одного составляет:

F_п =4.98/4 = 1.24 см²

Соотношение сечений элементов литниковой системы для мелких отливок: Fпит  Fшл  Fст = 1,0 : 1,05: 1,1 ([6], стр. 18)

Площадь шлакоуловителей:

(5)

Площадь стояка:

(6)

Диаметр верхнего сечения стояка:

(7)

Расчет чаши произведем по формуле:

, (8)

где Dв – верхний диаметр чаши, см;

Hв – высота чаши,

Рассчитаем размеры бобышек.

Диаметр бобышки

(9)

где Dт.у. – диаметр теплового узла, выбирается по таблице Dт.у = 8 см.

Высота бобышки

(10)

где hт.у. – высота теплового узла, выбирается по таблице hт.у. = 8 см

Расстояние от бобышки до отливки

(11)