RU8293U1 - Устройство для отливки крупногабаритных цилиндрических обечаек - Google Patents

Abstract

Устройство для отливки крупногабаритных цилиндрических обечаек, содержащее емкость со сливным отверстием в днище, сосным с емкостью, которая имеет уклоны на вертикальных стенках и стопорный механизм, отличающееся тем, что вертикальные стенки емкости выполнены металлическими, уклоны на вертикальных стенках выполнены с расширением ко дну емкости, и емкость снабжена литниковой системой, выполненной в виде сифона.

Description

711

УСТРОЙСТВО для отливки КРУПНОГАБАРИТНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ

Изобретение относится к литейному нроизводству, в частности к нроизводству крупногабаритных цилиндрических обечаек.

Известно устройство дня отливки обечаек, содержащее металлическую форму (изложницу) с центральным стержнем, образующие заливочную полость, литниковую сифонную систему 1.

Основным недостатком при использовании аналогичных устройств является значительный припуск, что определяет значительный объем последующей механической обработки. Кроме того в толще обечайки возможно образование дефектов в виде раковин, неплотностей, перераспределение легирующих добавок и т.д.

Другим недостатком использования подобных устройств является достаточно трудоемкий процесс разборки формы и извлечения центрального стержня.

Известна литейная емкость для расплавленного металла со сливным отверстием в дрище 2, содержащее стопорный механизм для открытия сливного отверстия.

Данное устройство является наиболее близким по конструктивным признакам к устройству по настоящему изобретению, однако оно не предназначено для формирования отливки обечаек, и, соответственно, не имеет литниковой системы и других конструктивных особенностей, позволяющих обеспечить качественное заполнение и затвердевание металла в устройстве.

Технической задачей, решаемой настоящим изобретением является повышение качества отливаемых обечаек и снижение трудоемкости изготовления из них крупногабаритных деталей.

МПК 6: в 22 D 7/06

ОБЕЧАЕК.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для отливки крупногабаритных цилиндрических обечаек, содержащем емкость со сливным отверстием в днище, соосным с емкостью, имеющей уклоны на вертикальных стенках и стопорный механизм, вертикальные стенки емкости вьшолнены металлическими, уклоны на вертикальных стенках выполнены с расширением ко дну емкости, и емкость снабжена литниковой системой, вьшолненной в виде сифона

Устройство для отливки крупногабаритных цилиндрических обечаек показано на Фиг. 1, где изображено:

1-емкость для заливки металла;

2-дно емкости;

3-сливное отверстие;

4-стопорный механизм;

5-литниковая сифонная система.

Работа устройства осуществляется следующим образом: литейную емкость, в виде стакана с металлическими стенками, установленную вертикально и имеющую обратный уклон внутренней стенки, заполняют жидким металлом. Вьщерживают до образования в верхней части отливки слоя затвердевшего металла требуемой толщины и проводят слив жидкого металла через сливное отверстие с такой скоростью, которая обеспечивает продолжительность слива, равную разнице времен затвердевания наиболее толстой стенки обечайки у ее нижнего торца и наиболее тонкой - у верхнего торца.

Соотношение площадей сливного отверстия и зеркала жидкого металла Вьщерживают в пределах 0,001...0,006. Данное соотношение выбрано из следующих положений.

Время опорожнения сосуда из положений гидродинамики составляет:

л/Я ti 0,055, где

f - площадь сливного отверстия; Н - высота жидкости.

В то же время, для получения цилиндрической внутренней поверхности отливки в форме-изложнице, имеющей уклон стенок (1,5...2)% необходима продолжительность слива равная разнице времен затвердевания стенки отливки у нижнего и верхнего торцев, т.е.:

/ S Л х X ,, гн-Тв И -М 1,где

бн и 5в - толщина стенки отливки у нижнего и верхнего торца; k - коэффициент затвердевания металла в металлической форме 3 . Для отливки в изложницу:

Т2 11((5),

так как Ti Т2, то

Q.Q55-- lH n(Sl-Sl),WJm

/.0,005FSl-SНаиболее используемые высоты отливок Н (500...2000) мм, и толщршы стенок

(15... 100) мм, с учетом уклонов (1,5...2)% дают соотнощение - 0,001.. .0,006.

Если - 0,001, то внутренняя поверхность отливки во всех случаях приобретает F

kJ kJk

Если - 0,006 - форму конуса с расширением книзу. F

Данное соотношение регулируют подбором диаметра втулки в сливном отверстии или регулированием площади зеркала жидкого металла путем введения центрального стержня из огнеупорного материала.

Пример работы устройства:

Отливают обечайку из высокохромистого чугуна наружным диаметром 260 мм, внутренним - 200 мм, длиной 1000 мм в покрашенной изложнице с обратным уклоном 1.75% и зафутерованным дном со сливным отверстием. Коэффициент затвердевания k 3MM/c05. Толщина стенки отливки вверху - 30 мм, внизу - 47.5 мм. Продолжительность

затвердевания толстой стенки Тн -- 251с , тонкой Тв - 100 с, а их

разница составляет 151 с. Следовательно, для получения цилиндрической внутренней поверхности диаметром 200 мм продолжительность слива должна составлять 151с.

При массе сливного металла 226 кг (масса цилиндра диаметром 200 мм и высотой 1000 мм) необходима массовая скорость слива 1.5 кг/с.

Для обеспечения такой скорости слива при рассматриваемых условиях литья необходимо сливное отверстие диаметром 16 мм.

В изложницу, с описанными выше параметрами, с закрытым сливным отверстием на высоту 1100 мм был залит высокохромистый чугун. После вьщержки в течение ПО с (увеличение вьщержки по сравнению с расчетным на 10 с связано со снятием перегрева) и образования затвердевщего слоя толщиной 30 мм у верхнего торца отливки, данное сливное отверстие было открыто и оставшийся жидкий металл слит. Обечайка, полученная данным способом не имела усадочных дефектов, а припуск на механическую обработку по высоте изменялся в пределах от 4 до 6.5 мм, что обеспечило предъявляемые требования к детали и по качеству и по трудоемкости механической обработки.

J X J X

Изобретение может быть промышленно применимо в металлургии, в литейном производстве крупногабаритных полых слитков, например, при изготовлении бандажей валков прокатных станов, изготавливаемых из труднообрабатьшаемых материалов.

Источники информации:

1.Авторское свидетельство СССР № 1296283, В 22 D 7/04 - аналог.

2.Авторское свидетельство СССР № 444607, В 22 D 41/08 - прототип.

Claims (1)

1. Устройство для отливки крупногабаритных цилиндрических обечаек, содержащее емкость со сливным отверстием в днище, сосным с емкостью, которая имеет уклоны на вертикальных стенках и стопорный механизм, отличающееся тем, что вертикальные стенки емкости выполнены металлическими, уклоны на вертикальных стенках выполнены с расширением ко дну емкости, и емкость снабжена литниковой системой, выполненной в виде сифона.