Выбор и расчет конструкции литниково-питающей системы для отливки “Маховик”

Рассчитаем время заполнения:

,

 

 

 

где      – время заливки формы, с;

- коэффициент, учитывающий сопротивление  формы ( );

 - средняя толщина стенок отливки, мм.

 с.

Проверим время заполнения формы по скорости:

,

где     – расчетная скорость заполнения формы, мм/с;

 – высота отливки вместе с прибылью, мм;

 мм/с.

Минимальная допустимая скорость подъема металла в форме  данного типа (стальная отливка с  толщиной стенки более 40 мм; сырая форма) находится в пределах 10-6 мм/с.   

Можно сделать вывод, что в нашем случае время заполнения не удовлетворяет минимально допустимому значению. Поэтому уменьшим время заполнения до 140 с и проверим его по скорости:

 с.

Теперь рассчитанное значение времени заполнения удовлетворяет  требованиям.

6 Расчет параметров стопорного ковша

 

Определим заданную весовую  скорость истечения металла из ковша:

,        

где    – весовая скорость истечения металла из ковша, кг/с;

  – металлоемкость формы, кг;

 кг/с.

Расчет параметров ковша  проведем исходя из заданного диаметра отверстия стаканчика (из таблицы справочника). Для данной скорости истечения металла из ковша без торможения струи мм.

Рассчитаем площадь сечения стаканчика:

,        

где     – площадь сечения стаканчика, см²;

 – диаметр стаканчика, см.

 см². 

Определим минимальный  уровень металла в ковше, при котором возможна данная скорость истечения:

,       

где      – конечная высота расплава в ковше, см.

 см.

Чтобы обеспечить необходимые условия для заливки, необходимо иметь минимальный уровень металла в ковше, равный 160,8 см.

Определим изменение  уровня металла в ковше во время  разливки (принимаем ковш емкостью 100 тонн):

,       

где   – суммарная металлоемкость формы, заливаемой с данной весовой скоростью, кг;

 – средний внутренний диаметр (табличное значение), см;

 – изменение уровня металла  в ковше во время заливки, см.

 см.

Определим начальный  уровень металла в ковше перед заливкой:

,       

где    – конечный уровень металла в ковше, см;

- начальный уровень металла в ковше, см.

 см.

При разливке через магнезитовый стакан коэффициент разлива , а соотношение между начальной и весовой скоростью может быть записано в виде отношения:

      

Весовую скорость истечения  металла без торможения при начальном  уровне металла в ковше  см определим по формуле

,       

где   – весовая скорость истечения металла при начальном уровне металла в ковше, кг/с.

кг/с.

Отсюда определим соотношение  весовых скоростей

.

Таким образом, ковш и стаканчик выбран правильно. Заполнение формы можно производить из ковша емкостью 100 т, с начальным уровнем металла в ковше см через стаканчик диаметром мм.

 

7 Расчет литниковой системы

 

Определим суммарную  площадь поперечных сечений питателей:

;     

,      

где   – коэффициент расхода ковша (принимаем 0,89);

  – коэффициент расхода литниковой системы (принимаем 0,47);

 – суммарная площадь поперечных  сечений питателей, см²;

     – начальный уровень металла в ковше, см;

    – конечный уровень металла в ковше, см;

   – конечный напор в литниковой системе, см;

   – начальный напор в литниковой системе, см.

;       

,      

где     – зазор между днищем ковша и верхом воронки (примем 20см);

 – высота стояка вместе  с воронкой или чашей, см;

 – высота отливки в форме от уровня подвода металла, см.

 см;

 см.

Рассчитаем площадь  питателей:

см²;

 см².

Принимаем наибольшую площадь сечения питателя, т.е 66,5 см².

Рассчитаем площадь  одного питателя из условия, что отливку  питают два питателя

,        

где      – площадь сечения одного питателя, см².

 см².

Найдем площадь поперечных сечений шлакоуловителя и стояка:

;     

,

где    – площадь поперечного сечения стояка, см²;

 – площадь поперечного  сечения шлакоуловителя, см²;

 – суммарная площадь поперечных  сечений питателей, см².

 см²;

 см².

Составим неравенство:

;       

Условия расширяющейся  литниковой системы выполняются.

Рисунок 5 – Размеры стояка

Рисунок 6 – Размеры шлакоуловителя

Рисунок 7 – Размеры питателя

 

Рисунок 8 – Отливка с прибылью и литниковой системой

 

Рисунок 9 – Отливка в форме

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников

 

1 Вдовин К.Н. Технология литейного производства: Учеб. Пособие.- Магнитогорск: МГТУ, 2001.- 115 с.

2 Могилёв В.К., Лев О.И. Справочник литейщика – М.: Машиностроение, 1988.- 272с.

3 Миляев А.Ф. Литейное  производства: Учеб. Пособие.- Магнитогорск: МГТУ, 2005.- 204с.