RU208405U1

RU208405U1 - THROTTLE GATE SYSTEM

Info

Publication number: RU208405U1
Application number: RU2021124010U
Authority: RU
Inventors: Андрей Николаевич Ухов; Зиннур Тауфикович Загртдинов
Original assignee: Публичное акционерное общество "КАМАЗ"
Priority date: 2021-08-10
Filing date: 2021-08-10
Publication date: 2021-12-16

Abstract

Техническое решение относится к литейному производству. Дроссельная литниковая система содержит литниковую чашу (3) с вертикальным стояком (4), центробежный шлакоуловитель (5), подводящие (6) и отводящие (7) тангенциальные литниковые каналы, размещенные в верхней (2) и нижней (1) полуформах, питатель (1) и расположенный под шлакоуловителем в нижней полуформе металлоприемник (8) с установленной в нем вставкой (9). Вставка представляет собой дроссель и содержит основание в виде шайбы с расположенной на нем центральной бобышкой, выполненной в виде конуса с округлой верхней частью. Боковая поверхность упомянутого основания имеет коническую поверхность. В основании выполнены сквозные дуговые отверстия, сужающиеся от верхней части основания к нижней. Центральная бобышка расположена в полости центробежного шлакоуловителя. При поступлении в центробежный шлакоуловитель металл раскручивается вокруг центральной бобышки дросселя, при этом вследствие более высокой плотности, металл очищается от неметаллических включений и концентрируется по боковой поверхности центробежного шлакоуловителя и через сквозные дуговые отверстия поступает в металлоприемник. Обеспечивается повышение качества и снижение брака отливки. 4 ил.The technical solution relates to foundry production. Throttle gating system comprises a gating cup (3) with a vertical riser (4), a centrifugal slag trap (5), inlet (6) and outlet (7) tangential gating channels located in the upper (2) and lower (1) half-moulds, feeder ( 1) and located under the slag trap in the lower half of the metal receiver (8) with an insert (9) installed in it. The insert is a choke and contains a base in the form of a washer with a central boss located on it, made in the form of a cone with a rounded upper part. The side surface of said base has a conical surface. Through arc holes are made in the base, tapering from the top of the base to the bottom. The central boss is located in the cavity of the centrifugal slag trap. When entering the centrifugal slag trap, the metal is untwisted around the central boss of the throttle, while due to the higher density, the metal is cleaned of non-metallic inclusions and concentrated along the side surface of the centrifugal slag trap and enters the metal receiver through through arc holes. EFFECT: improved quality and reduced rejection of the casting. 4 ill.

Description

Настоящая полезная модель относится к литейному производству, к изготовлению литейных форм, а именно к устройствам для подвода расплавленного металла, и может быть использована при производстве отливок из стали и чугуна.This utility model relates to foundry, to the manufacture of casting molds, namely to devices for supplying molten metal, and can be used in the production of castings from steel and iron.

Наиболее близкой к заявленной полезной модели является Литниковая система для модифицирования жидкого чугуна (патент РФ №2138361, МПК В22С 9/08, B11D 27/20), содержащая нижнюю и верхнюю полуформы, размещенные в них приемную воронку со стояком, реакционную камеру с подводящим и расположенным ниже уровня разъема полуформ отводящим тангенциальными каналами, шлакоуловитель с установленным под ним в выемке нижней полуформы стержнем-вставкой, и ниже его - камеру-отстойник, при этом отводящий канал реакционной камеры расположен напротив подводящего канала и соединен с шлакоуловителем дополнительным литниковым каналом, размещенным в верхней полуформе.The closest to the claimed utility model is the Gating system for modifying liquid iron (RF patent No. 2138361, IPC В22С 9/08, B11D 27/20), containing the lower and upper mold halves, placed in them a receiving funnel with a riser, a reaction chamber with a feed and located below the split level of the mold halves with outlet tangential channels, a slag catcher with an insert rod installed under it in the recess of the lower mold half, and below it - a settling chamber, while the outlet channel of the reaction chamber is located opposite the inlet channel and is connected to the slag catcher by an additional gating channel located in upper half-shape.

Недостатками известной литниковой системы являются:The disadvantages of the known gating system are:

низкое качество литья из-за наличия в литниковой системе трех переходов из верхней полуформы в нижнюю, что замедляет скорость заливки и приводит к дополнительному размыву формы;poor casting quality due to the presence in the gating system of three transitions from the upper half of the mold to the lower, which slows down the casting speed and leads to additional erosion of the mold;

низкий выход годного литья из-за увеличенной металлоемкости литниковой системы;low yield of suitable casting due to the increased metal consumption of the gating system;

литниковую систему невозможно использовать для производства стальных отливок, поскольку жидкотекучесть стали хуже жидкотекучести чугуна и стержень-вставка с единственной кольцевой щелью приведет к перемерзанию металла и недоливу отливок;the gating system cannot be used for the production of steel castings, since the fluidity of steel is worse than the fluidity of cast iron and an insert rod with a single annular slot will lead to freezing of the metal and underfilling of castings;

большие габариты стержня-вставки и большая трудоемкость при его изготовлении.large dimensions of the insert rod and high labor intensity in its manufacture.

Заявляемое техническое решение направлено на повышение качества литья из черных сплавов.The claimed technical solution is aimed at improving the quality of casting from ferrous alloys.

Технический результат достигается тем, что дроссельная литниковая система содержащит нижнюю и верхнюю полуформы, размещенные в них литниковую чашу с вертикальным стояком, центробежный шлакоуловитель, подводящие и отводящие тангенциальные литниковые каналы, размещенные в верхней и нижней полуформе соответственно, питатель и расположенный под шлакоуловителем в нижней полуформе металлоприемник с установленной в нем вставкой, которая выполнена в виде дросселя и представляет собой основание в виде шайбы с расположенной на нем центральной бобышкой, причем в основании выполнены сквозные дуговые отверстия, сужающиеся от верхней части основания к нижней, боковая поверхность основания имеет коническую поверхность, а центральная бобышка выполнена в виде конуса с округлой верхней частью и расположена в полости центробежного шлакоуловителя.The technical result is achieved by the fact that the throttle gating system contains the lower and upper mold halves, placed in them a gating bowl with a vertical riser, a centrifugal slag catcher, inlet and outlet tangential gating channels located in the upper and lower mold half, respectively, a feeder and located under the slag catcher in the lower mold half a metal receiver with an insert installed in it, which is made in the form of a choke and is a base in the form of a washer with a central boss located on it, and at the base there are through arc holes tapering from the top of the base to the bottom, the side surface of the base has a conical surface, and the central boss is made in the form of a cone with a rounded upper part and is located in the cavity of the centrifugal slag catcher.

На фиг. 1 изображена дроссельная литниковая система, общий вид;FIG. 1 shows the throttle gating system, general view;

на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1;in fig. 2 - section a-a in Fig. one;

на фиг. 3 - дроссель;in fig. 3 - throttle;

на фиг. 4 - вид Б на фиг. 3.in fig. 4 - view B in Fig. 3.

Заявляемая дроссельная литниковая система содержит нижнюю и верхнюю полуформы 1 и 2 соответственно, размещенные в них литниковую чашу 3 с вертикальным стояком 4, центробежный шлакоуловитель 5 с подводящим и расположенным ниже уровня разъема полуформ отводящим тангенциальными литниковыми каналами 6 и 7 соответственно, металлоприемник 8 с установленным в нем дросселем 9 и питатель 10.The inventive throttle gating system contains the lower and upper half-molds 1 and 2, respectively, placed in them a gating bowl 3 with a vertical riser 4, a centrifugal slag catcher 5 with an inlet and outlet tangential gating channels 6 and 7 located below the level of the mold halves, respectively, a metal receiver 8 installed in throttle 9 and feeder 10.

Центробежный шлакоуловитель 5 размещен в верхней полуформе 2 и имеет форму бобышки. Непосредственно под центробежным шлакоуловителем 5, также в нижней полуформе 1 размещен металлоприемник 8 с посадочным гнездом под дроссель 9. Подводящий и отводящий тангенциальные литниковые каналы 6 и 7 расположены в верхней и нижней полуформах 2 и 1 соответственно.The centrifugal slag catcher 5 is located in the upper half of the mold 2 and has the shape of a lug. Directly under the centrifugal slag catcher 5, also in the lower mold half 1, there is a metal receiver 8 with a seat for the throttle 9. The inlet and outlet tangential gating channels 6 and 7 are located in the upper and lower mold halves 2 and 1, respectively.

Дроссель 9 представляет собой основание 11 в виде шайбы с расположенной на нем центральной бобышкой 12. В основании 11 выполнены сквозные дуговые отверстия 13, сужающиеся от верхней части основания к нижней, а боковая поверхность основания 11 имеет коническую поверхность. Центральная бобышка 12 выполнена в виде конуса с округлой верхней частью.The throttle 9 is a base 11 in the form of a washer with a central boss 12 located on it. In the base 11, through arc holes 13 are made, tapering from the top of the base to the bottom, and the side surface of the base 11 has a conical surface. The central boss 12 is made in the form of a cone with a rounded upper part.

Коническая боковая поверхность основания 11 обеспечивает литейные уклоны по всей окружности, что позволяет с легкостью установить дроссельную вставку 9 в посадочном гнезде металлоприемника 8. При этом бобышка 11 размещается в полости центробежного шлакоуловителя 5.The conical side surface of the base 11 provides casting slopes along the entire circumference, which makes it easy to install the throttle insert 9 in the seat of the metal receiver 8. In this case, the boss 11 is located in the cavity of the centrifugal slag catcher 5.

Конструкция заявляемой дроссельной литниковой системы соответствует оптимальной скорости заполнения отливки металлом и низким процентом попадания шлаковых частиц в тело отливки.The design of the inventive throttle gating system corresponds to the optimal filling rate of the casting with metal and a low percentage of slag particles entering the casting body.

В результате моделирования, опытного подбора и опробования в производстве ПАО «КАМАЗ» при изготовлении опытных партий отливок выявляют оптимальные сечения заявляемой литниково-питающей системы. Для каждой отливки индивидуально подбирают соотношение площади поперечных сечений стояка, подводящего литникового канала, радиальных отверстий дросселя и питателя.As a result of modeling, experimental selection and testing in the production of KAMAZ PTC in the manufacture of pilot batches of castings, the optimal sections of the inventive gating-feeding system are revealed. For each casting, the ratio of the cross-sectional area of the riser, the inlet gating channel, the radial holes of the choke and the feeder is individually selected.

Дроссельная литниковая система работает следующим образом.The throttle gating system works as follows.

Через литниковую чашу 3 расплавленный металл подается в вертикальный стояк 4 и по тангенциальному подводящему литниковому каналу 6 поступает в центробежный шлакоуловитель 5. При поступлении металла по касательной в центробежном шлакоуловителе 5 образуется центробежный эффект. Металл подвергается завихрению, образуя турбулентный поток, приводящий к раскручиванию металла в шлакоуловителе 5 вокруг центральной бобышки 12 дросселя 9. При этом в шлакоуловителе 5 происходит концентрация шлаковых частиц: наиболее легкие частицы неметаллических включений и газовых раковин (пузырьков) смещаются к центральной бобышке 12 дросселя 9, часть их прилипает непосредственно к поверхности бобышки 12, а часть их поднимается вдоль бобышки 12 в верхнюю накопительную часть шлакоуловителя 5.Through the gating bowl 3 molten metal is fed into the vertical riser 4 and through the tangential inlet gating channel 6 enters the centrifugal slag catcher 5. When the metal enters tangentially in the centrifugal slag catcher 5, a centrifugal effect is formed. The metal undergoes a swirl, forming a turbulent flow, leading to the unwinding of the metal in the slag catcher 5 around the central boss 12 of the throttle 9. At the same time, the concentration of slag particles occurs in the slag catcher 5: the lightest particles of non-metallic inclusions and gas pockets (bubbles) are displaced to the central boss 12 of the throttle 9 , some of them stick directly to the surface of the lug 12, and some of them rise along the lug 12 into the upper storage part of the slag catcher 5.

Чистый металл, вследствие его более высокой плотности, концентрируется в центробежном шлакоуловителе 5 по его боковой поверхности. Затем через сквозные дуговые отверстия 13 в основании 11 дросселя 9 чистый металл поступает в металлоприемник 8. При этом поток металла преобразуется в ламинарный, и металлоприемник 8 заполняется металлом постепенно, обеспечивая при этом дополнительную очистку металла. Далее, очищенный металл из металлоприемника 8 поступает в тангенциальный отводящий литниковый канал 7 и затем через питатель 10 в полость отливки.Pure metal, due to its higher density, is concentrated in the centrifugal slag catcher 5 along its lateral surface. Then, through the through arc holes 13 in the base 11 of the throttle 9, pure metal enters the metal receiver 8. The metal flow is converted into a laminar flow, and the metal receiver 8 is gradually filled with metal, while providing additional cleaning of the metal. Further, the cleaned metal from the metal receiver 8 enters the tangential outlet gating channel 7 and then through the feeder 10 into the casting cavity.

Дроссельная литниковая система опробована в производстве Литейного завода ПАО «КАМАЗ», результаты испытаний положительные. Геометрия дроссельной вставки позволяет использовать турбулентность потока металла для преобразования его в центробежный эффект, обеспечивая при этом равномерное заполнение литейной формы, что улучшает качество очистки металла. Дроссель изготавливают в собственном производстве, на автоматической стержневой машине типа 315Е с вертикальным разъемом стержневого ящика, в котором расположено 5 гнезд, что дает высокую производительность при их изготовлении. Время цикла составляет 50 секунд, следовательно, скорость изготовления одного дросселя - 10 секунд. Стоимость изготавливаемого дросселя ниже стоимости покупного керамического и пенокерамического фильтра в 4 и 25 раз соответственно.The throttle gating system has been tested in the production of the PJSC KAMAZ Foundry, the test results are positive. The geometry of the throttle insert allows the turbulence of the metal flow to be used to convert it to a centrifugal effect, while ensuring uniform filling of the mold, which improves the quality of metal cleaning. The choke is made in-house, on an automatic core machine type 315E with a vertical core box split, in which there are 5 slots, which gives high productivity in their manufacture. The cycle time is 50 seconds, hence the manufacturing speed of one choke is 10 seconds. The cost of the choke being manufactured is 4 and 25 times lower than the cost of the purchased ceramic and ceramic foam filter, respectively.

В сравнении с известными техническими решениями, заявляемая полезная модель при незначительных затратах на изготовление обеспечивает качественную очистку металла и имеет следующие преимущества:In comparison with the known technical solutions, the claimed utility model, at low manufacturing costs, provides high-quality metal cleaning and has the following advantages:

позволяет повысить качество литья из черных сплавов за счет наличия в системе дросселя, конструкция которого обеспечивает двойную очистку металла;allows to improve the quality of casting from ferrous alloys due to the presence of a choke in the system, the design of which provides double cleaning of the metal;

позволяет повысить качество литья из черных сплавов за счет геометрии шлакоуловителей, образующей центробежный эффект, обеспечивающий равномерное заполнение литейной формы.allows to improve the quality of casting from ferrous alloys due to the geometry of the slag catchers, which forms a centrifugal effect, which ensures uniform filling of the casting mold.

Claims

A throttle gating system containing a gating cup with a vertical riser placed in the upper and lower half-molds, a centrifugal slag catcher, inlet and outlet tangential gating channels, a feeder and a metal receiver located in the lower half-mold under the slag catcher with an insert installed in it, characterized in that the insert is made in the form throttle and is a base in the form of a washer with a central boss located on it, and at the base there are through arc holes tapering from the upper part of the base to the lower, the side surface of the base has a conical surface, and the central boss is made in the form of a cone with a rounded upper part and located in the cavity of the centrifugal slag catcher.