Выбор и расчет литниковой системы. Особенности литниковой системы для внутриформенного модифицирования

5.5   Выбор и расчет литниковой системы .

5.6   Требования  , предъявляемые  к литниковой системе

Литниковая система - совокупность каналов в литейной форме , через которые металл  из ковша поступает в полость формы .

Литниковая система должна обеспечивать :

а ) . заполнение форм за оптимальное время ;

б ) . надежное улавливание шлака и неметаллических включений ;

в ) .плавное поступление металла в полость формы без разбрызгиваний   и размывания стенок формы и стержней ;

г ) . направленное затвердевание металла ;

д ) . минимальное внутреннее напряжение в отливках ;

е ) . расход металла должен быть минимальным .

5.5.2 Особенности литниковой системы для внутриформенного модифицирования .

Для модифицирования чугуна шаровидной формы графита используют специальные литниковые системы .Расплав чугуна заливается в стояк . Пройдя через подводящий питатель попадает в реакционную камеру , в которой помещается необходимое для сфероидизирующей обработки порция дробленного модификатора . В результате контакта происходит разогрев и послойное с определенной скоростью , его растворение . Далее модифицированный чугун через питатель попадает в центробежный шлакоуловитель , который при помощи центробежных сил максимально очищает расплав чугуна от газов и неметаллических примесей . С помощью питателей очищенный чугун попадает вначале в питающую бобышку , а затем в полость , образующую отливку . Литниковая система для процесса внутриформенного модифицирования - тормозящая .

Реакционная камера представляет собой прямоугольник .

5.5.3 Расчет литниковой системы с внутриформенным модифицированием .

Исходные данные :

Масса отливки — m_отл =11,5 кг

Количество отливок в форме — n = 2

Масса отливок в форме — m _{2 отл} = 32 кг

Металлоемкость формы — М_ф= 34,5 кг

М_ф=m_{2 отл} + 50 % m_{2 отл} ;

1.Определяем количество реакционных камер :

     , где      (5.5.1)

F_{к —} площадь реакционной камеры ;

р—удельная скорость реагирования модификатора , определяемая опытным путем и зависит от температуры чугуна и состава модификатора ;

z — продолжительность заливки

 с  , где           (5.5.2)

Q — масса металла в форме с литниковой системой (Q = 34,5 кг) 

G — скорость заливки G = 2,5 - 3 кг / с .;

М_в — количество модификатора        

М_в = 10×М×Q

М - % расход модификатора по отношению к жидкому металлу формы

   , где      (5.5.3)

М_g1 — оптимальное количество оставшегося магния в чугуне ;

М_g1= 0,03 - 0,05 %

М_g2  — количество магния идущего на раскисление ; М_g2=0,01%

S — количество серы в чугуне ; S = 0,02 %

М_g — количество магния в модификаторе ; М_g = 7 %

h — коэффициент усвоения модификатора ; h = 0,6 - 0,8

М_в = 10×34,5×1,74 = 620 гр .

 см²

2. Определяем ширину реакционной камеры .

 , где    (5.5.4)

n - соотношение между длиной и шириной ;

Тогда длина  будет равна b=1.1×70 = 77 см . принимаем b=75 см.

3. Толщина слоя модификатора в реакционной камере

       см  , где  (5.5.5)

g — насыпной вес модификатора ; g = 2 гр / см³

4. Глубина реакционной камеры

 мм , где       (5.5.6)

k — коэффициент характеризующий степень заполнения камеры модификатором ; k = 0,3 - 0,7

                                                                                     

h                                           а

                                                                                                

                                                                           b                       

рис.5.6.1. Размеры реакционной камеры.

5.  Определяем площадь дросселя , питателя , стояка  и шлакоуловителя .

Известно , что  см² , где  (5.5.7)

t — время ( продолжительность )заливки ;  t = 16,8 с .

Учитывая соотношение находим :

F_др : F_пит  : F_шл : F_ст = 1 : 1,1 : 1,2 : 1,4

F_пит = 1.1× 4.6 = 5.06 см²

F_шл = 1,2× 4,6 = 5,58 см²

F_ст = 1,4× 4,6 = 6,4 см²

Определяем   диаметр стояка :

  см

Принимаем d_ст = 30 мм .

                                                                       d _ст

                                                                             

рис.5.6.2 Размеры стояка

По рассчитанной площади питателей выбираем сечение :

b

                                          a = 16 мм .

                                          b = 14 мм .                               

h             h =  18 мм .  

                                          F_пит = 5,06 / 2 = 2,53 см² .

a           рис.5.6.3.Размеры питателя.

По рассчитанной площади шлакоуловителя выбираем сечение и размеры центробежного шлакоуловителя .                                                                                                                                                                                                

            5°                                                                              

                                                                           

                                           60                                 5°

                                                                                                         24 

 

  25                                                                                      16

Æ60                                            рис.5.6.5.Размеры шлакоуловителя.

В литниковой системе предусмотрена питающая бобышка :

( выбирается по справочнику )

 

   

10°

                                            110

25

Æ80

рис.5.6.6.Размеры питающей бобышки .

Размеры изготавливаемой на автоматической линии воронки :

            Æ120   

                                                        

50     рис.5.6.7. Размеры воронки.

Так как форма изготавливается на автоматической линии , то воронка вырезается , после формовки полуформы верха , с помощью фрезы , поэтому воронка используется стандартная .