Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Определение количества прибылей

04.11.2018

Установка прибылей является наиболее эффективным способом предупреждения образования усадочных раковин и пор в отливках. Если в отливке имеется несколько массивных узлов, то для питания каждого из них должна быть предусмотрена прибыль.

Число прибылей зависит от положения отливки в форме, от протяженности стенки отливки, от мест расположения утолщенных частей отливки, от зоны (радиуса) действия прибыли.

Количество прибылей для протяженных отливок длиной lo с равномерной толщиной стенок без отдельных массивов и утолщений в соответствии со схемами, приведенными на рис. 4.15, а и 4.15, в, определяется по формуле

где lпр - протяженность зоны действия прибыли;

l - протяженность зоны действия прибыли в торцевой части отливки;

В - ширина нижнего основания прибыли.

Полученное расчетное значение количества прибылей п округляется до целого числа в сторону увеличения.

Количество прибылей, располагаемых на ободе отливок типа зубчатых колес, принимается равным количеству спиц или рассчитывается по формуле

Многообразие вариантов расположения, принципов действия, конструкций прибылей, а также условий заливки и охлаждения сплава в них не позволяет дать точный теоретический расчет размеров прибылей, хотя и существуют попытки приблизиться к истине, например метод Намюра. В большинстве же случаев для расчета пользуются эмпирическими формулами после решения вопросов о местах установки прибылей на отливке, условиях заливки и охлаждения металла в форме. Расчет обычно сводится к определению объема прибыли, а также высоты для создания напора, обеспечивающего вывод раковины в прибыль, и сечения прибыли как элементов объема.

При определении размеров прибылей прежде всего учитываются особенности конструкции литой детали, так как фасонная отливка представляет собой комплекс узлов разнообразных форм и размеров. Рассматривая каждый из узлов в отдельности, можно привести их к типовым. Любой из практических случаев питания отливки прибылями можно привести, по П. Ф. Василевскому, к двум типовым схемам питания. При первой схеме продольная стенка отливки при заливке формы и последующем охлаждении находится в горизонтальном положении (рис. 4.16), при второй- в вертикальном (рис. 4.17). Другие варианты расположения отливки в форме могут быть приведены к одной из указанных схем питания.

Основные размеры прибылей определяют следующим образом. Отливку условно делят на самостоятельные узлы, подлежащие питанию от индивидуальных прибылей. Каждый узел или отливку в целом приводят к одной из типовых схем питания. Затем определяют размер питаемого узла или отливки (диаметр вписанной в узел окружности), а при второй типовой схеме также отношение Ho/bo, где Ho - высота отливки; bo - толщина стенки отливки. На основании этих данных выбирают отношения Dпр/bo и Hпр/bo, где Dпр и Hпр - диаметр и высота прибыли соответственно, а также относительную протяженность прибылей. Чтобы улучшить питание отливки, П.Ф. Василевский предлагает делать напуск на 1/3 ее высоты (рис. 4.17, г, д).

При выборе мест расположения и числа прибылей необходимо учитывать следующие основные положения:

• к местам отливки, затвердевающим последними, относятся наиболее массивные ее части, местные утолщения, узлы сочленения местных стенок, а также те части, от которых затруднен отвод тепла;

• усадочные раковины образуются в местах отливки, затвердевающих последними, и стремятся занять наивысшее в ней положение;

• в процессе заливки формы возможно ее размывание расплавом, поэтому прибыли прямого питания наряду с выполнением основной функции служат для сбора всплывающих неметаллических включений;

• прибыли способствуют увеличению затрудненной усадки, и тем значительнее, чем больше их применяется;

• расположение прибылей над массивными частями отливки замедляет скорость их охлаждения, способствуя развитию литейных напряжений и ликвации. В таких случаях установку прибылей целесообразно сочетать с установкой холодильников;

• расположение прибылей в местах заведомо затрудненной усадки способствует образованию горячих трещин, особенно в зонах сочленения прибылей со стенками отливки;

• расположение прибылей на необрабатываемых поверхностях приводит к увеличению затрат на механическую обработку отливки;

• расстояние между смежными прибылями, расположенными в одной горизонтальной плоскости, определяется в зависимости от радиуса действия каждой прибыли, а расстояние от прибыли до края отливки -суммой радиусов зоны действия прибыли и зоны торцевого эффекта.


Край (торец) отливки оказывает захолаживающее действие, увеличивая зону действия прибыли, наличие холодильников по торцам отливки еще в большей степени увеличивает эту зону. На рис. 4.18 показана схема зон действия прибыли и торцевого эффекта, а на рис. 4.19 - схема зон действия прибылей без холодильников и при их наличии. Выбор конструкции холодильников и методики их расчета рассмотрены выше.


При определении общей зоны протяженности плотного строения стенки отливки, представляющей собой сумму радиусов зон действия прибыли lпр и торца отливки lт, необходимы сведения о влиянии условий охлаждения сплава в литейной форме на величину lпр и lт. Условия охлаждения обусловлены химическим составом сплава, от которого зависит температурный интервал затвердевания, и особенностями изменения температурного поля отливки в направлении к прибыли - созданием положительного температурного градиента в направлении питания стенок отливки.

В литературе приводятся экспериментальные данные для расчета зон действия прибылей. Для отливок типа плиты (песчаная форма) зона действия прибыли принята равной (2...3)bo; зона действия торцевого эффекта составляет 4,5bo, где bo - толщина плиты. Для стальной плиты с холодильниками (песчаная форма) зона действия прибыли равна (4,5...6,5)bo. Для стальных отливок типа бруса с холодильником зона действия прибыли составляет 30VD, где D - диаметр или толщина бруса. В работе П.Ф. Василевского приведены результаты опытов по определению зон действия прибылей и для вертикальных отливок. Напомним, что при определении зон действия прибылей вертикальных отливок принимается во внимание отношение высоты отливки Ho к толщине ее стенки bo. В табл. 4.9 представлены соотношения для определения зон плотного металла rпр и суммарного действия зоны действия прибыли и торцевого эффекта Lпр.

Определив протяженность зон действия всех прибылей, установленных по периметру отливки, можно уточнить, правильно ли выбрано их количество. Расстояние между прибылями не должно превышать сумму их зон действия. Приведенные рекомендации по определению расстояний Lпр и rпр относятся к простейшим случаям разработки технологических процессов изготовления отливок из стали. При более сложных вариантах приходится применять методы искусственного охлаждения тепловых узлов, чтобы ускорить кристаллизацию нижележащих частей отливки. Для достижения большей эффективности действия прибылей необходимо применять прибыли с повышенным давлением, с экзотермическим обогревом, использовать доливку горячего металла в прибыль по окончании заполнения формы. Эффективность действия прибыли определяется и ее геометрической формой (рис. 4.20).

Наилучшими являются прибыли, расширяющиеся кверху. С точки зрения сохранения тепла и эффективности оптимальны прибыли закрытого типа (не выходящие на поверхность формы) шаровой или полушаровой формы.
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: