7 Расчет веса груза

При заполнении формы расплав создает давление на стенки формы, пропорциональное плотности и высоте его столба. Это может привести к тому, что под давлением расплава верхняя опока приподнимиться, в результате между верхней и нижней полуформами образуется щель, через которую расплав может вытечь.

Сила действия на верхнюю опоку определяется из выражения:

, кН (12)

где:

Q – масса верхней полуформы,220000 г;

W_ст – объём стержня без знаков, см³

_ст – плотность стержневой смеси, _ст = 1,2 г/см³

_м – плотность жидкого металла, _м = 7,2 г/см³

К – коэффициенты учитывающий гидравлический удар, К=1,3;

Н – высота верхней полуформы, см;

N – количество отливок в форме;

Fотл – горизонтальная проекция отливки в плоскости разъёма, см²

Fотл =353,44 см²

W_ст = 18.2 см³

кН

Следовательно, требуемая масса груза составляет 45 кг.

8 Расчет проболжительности затвердевания отливки в форме

При анализе процесса формирования отливок в форме различают несколько стадий, характеризующих изменение состояния металла:

1 стадия. Начало процесса, когда происходит заполнение формы расплавом и его частичное охлаждение в результате теплообмена с формой.

2 стадия. Охлаждение расплава после окончательного заполнения формы и отвода от неё тепла.

3 стадия. Процесс затвердевания расплава, который начинается при температуре ликвидуса и заканчивается при температуре солидуса. Во время затвердевания расплава происходит постепенное нарастание корки отливки. При этом фронт кристаллизации перемещается от наружной затвердевшей корки внутрь отливки, содержащей расплав.

4 стадия. Представляет собой процесс охлаждения в форме полностью затвердевшей отливки. При этом в ней идут структурные превращения. Последние, в зависимости от характера отливок (вида сплава, конфигурации отливки) могут сопровождаться и перераспределением термических напряжений, следствием которых являются холодные трещины.

Расчет для сырой песчано-глинистой формы

Удельная теплота течения:

(13)

где,

b₂ – коэф. аккумуляции тепла материалом формы, (14) Qтеч – разность между температурой заливки и температурой кипения воды;

R – половина толщины стенки, м;

ρ – плотность жидкого металла; для чугуна 7200 кг/м³ ;

n – показатель степени параболы ,

Для сырой формы:

(15)

где,

U_o – исходная влажность формы в сотых долях, U_o=0,04

- время течения, с;

A – параметр, определяемый по формуле:

, (16)

где,

U₁ – влажность на границе сухой – влажный участок формы, в сотых долях,

(17)

;

С₂ – удельная теплоемкость сухой формы, С₂=1250 Дж/кг*град;

r_и – удельная теплота испарения влаги, r_и = ;

Qп – разность температур на границах сухой – влажной зоны, 1250

.

= 7027.7с ;

Отвод теплоты перегрева

Время отвода теплоты перегрева:

(18)

где,

– плотность жидкого металла,

– теплоемкость жидкого металла,

Затвердевание отливки

Полное время затвердевания:

(19)

(20)

где,

– удельная теплота кристаллизации с учетом понижения температуры;

(21)

;

;

;

(22)

температура заливки;

температура кристаллизации;

,

,

Общее время кристаллизации:

с