Процесс заполнения формы металлом. Расчет времени заполнения формы

В производстве для заполнения форм металлом применяются:

- свободная, или гравитационная, заливка из ковша или непосредственно из плавильной печи (тигля);

- принудительное заполнение под действием газового или поршневого давления, центробежной или электромагнитной сил.

Процесс свободной заливки может быть представлен в виде взаимосвязанных во времени стадий: истечение металла из ковша, его течение через каналы литниковой системы и движение в полости формы.

Ковши по способу опорожнения делятся на стопорные и поворотные. В первых металл выдается через отверстие в днище, во вторых — через носок при повороте вокруг горизонтальной оси.

Скорость истечения струи металла через выпускное отверстие стопорного или сливной носок поворотного ковша определяется уравнением [5]:

При истечении металла из стопорного ковша по мере его опорожнения гидростатический напор монотонно уменьшается, соответственно этому уменьшаются скорость истечения и расход. Если требуется постоянство расхода, в начальной стадии разливки ковша прибегают к неполному открытию сливного отверстия, так называемому торможению, а по мере его опорожнения отверстие открывают полностью.

При заливке из поворотного ковша регулирование расхода осуществляется путем управления скоростью поворота ковша.

Как известно, по месту ввода металла в полость формы различают верхние, нижние и боковые литниковые системы [5, 10].

Определим время заполнения формы металлом через литниковую систему заданных размеров.

где:

S – коэффициент;

δ - толщина стенки отливки, мм.;

G– масса жидкого металла в форме

1.9.3. Исходные данные и допущения:

1. Время заполнения самой литниковой системы пренебрежимо мало и в расчете не учитывается.

2. Температура металла за время заливки формы не меняется, поэтому его вязкость и, соответственно, коэффициент расхода литниковой системы постоянны.

3. Геометрический напор за время заливки поддерживается постоянным (…?.)

4. F_н, F_в, — площадь сечения и высота нижней и верхней части формы;

5. F— площадь узкого сечения литниковой системы.

Время заполнения полости формы расплавом определим как сумму отрезков времени заполнения её нижней τ ₁ и верхней τ ₂ частей.

Заполнение части полости формы, лежащей выше питателя, происходит с расходом, меняющимся по мере подъема уровня металла.