Классификация литниковых систем

По гидродинамическому признаку различают литниковые системы сужающиеся, расширяющиеся и равного сечения.

В сужающихся литниковых системах суммарные площади сечения элементов последовательно уменьшаются от стояка к литниковому ходу и питателю, т. е. .В таких литниковых системах все каналы полностью заполнены расплавом. Это создает благоприятные возможности для всплывания шлаковых и песчаных частиц в горизонтальных каналах литниковой системы. Однако при сужении

каналов скорость потока расплава возрастает и это создает трудности обеспечения спокойного заполнения формы. Применение раструбных (расширяющихся к выходному сечению) питателей позволяет устранить этот не достаток, сохраняя достоинства сужающихся литниковых систем. Та кие литниковые системы в стальном литые применяют при изготовлении мелкого и частично среднего литья, когда заливку форм осуществляют из поворотных ковшей.

В расширяющихся литниковых системах суммарные площади сечения их элементов последовательно увеличиваются от стояка к литниковому ходу и питателю, т. е. В таких литниковых системах скорость потока расплава в каналах постепенно снижается, и жидкий металл поступает в полость формы спокойно, без разбрызгивания. При разливке стали из стопорных ковшей, когда струя расплава попадает в форму с большой скоростью, требование спокойного заполнения становится определяющим. Поэтому расширяющиеся литниковые системы применяют прежде всего при изготовлении крупного и большей части среднего стального литья. Однако в этом случае возникает опасность неполного заполнения каналов литниковой системы, особенно литникового хода и питателей.

В литниковых системах равного сечения суммарные площади всех элементов одинаковы, т. е. . Их применяют в условиях стопорной разливки при производстве крупных стальных отливок, когда каналы литниковой системы выполняют с использованием составных нормализованных керамических изделий в виде воронок, трубок, тройников, звездочек и щелевых питателей. Применение керамических изделий предотвращает эрозионное разрушение формы. Однако из-за их высокой стоимости, а также повышения трудоемкости изготовления форм литниковые системы равного сечения применяют в особых случаях, если другие варианты выполнения литниковых систем не обеспечивают получение отливки требуемого качества.

По пространственно-конструктивному признаку литниковые системы классифицируют на верхнюю, боковую (верхне-, средне- и нижне- боковую), ярусную (сифонную, щелевую и комбинированную).

Верхняя литниковая система обеспечивает подачу расплавленного металла в полость литейной формы сверху. Достоинством ее является создание наиболее благоприятных условий для обеспечения направленного затвердевания отливки, поскольку верхняя часть отливки, а затем прибыль заполняются в последнюю очередь более горячим расплавом. Такая литниковая система наиболее экономична. Однако свободно падающая на поверхность формы и стержня струя жидкой стали неизбежно разбрызгивается и сильно окисляется. Кроме того, она размывает форму. Поэтому верхняя литниковая система в стальном литые самостоятельно, как правило, не применяется, но может использоваться в сочетании с другими типами как составная часть комбинированной литни ковой системы.

Верхнебоковая литниковая система (рис. 7.7, а) выполняет подачу расплавленного металла в полость литейной формы на уровне верхней части отливки. Она имеет такие же достоинства, что и верхняя литниковая система, но расплав попадает в полость формы не свободной, а каскадной струей, с меньшей кинетической энергией. Причем по мере уменьшения высоты отливки эти недостатки становятся все менее значимыми. Поэтому верхнебоковые литниковые системы применяют при изготовлении отливок высотой не более 100 мм.

Нижнебоковая литниковая система (рис. 7.7, 6) обеспечивает подачу расплавленного металла в полость литейной формы на уровне нижней части отливки, что создает благоприятные условия для спокойного заполнения формы. При таком подводе верхняя подприбыльная часть отливки заполняется более холодным металлом по сравнению с нижней.

Последняя и охлаждается менее интенсивно, так как нижние слои формы успевают заметно прогреться к моменту окончания заливки. Вследствие этого нарушается ход направленного снизу вверх (к прибыли) последовательного затвердевания отливки. Поэтому нижнебоковые литниковые системы могут применяться лишь при изготовлении отливок небольшой высоты

Среднебоковая литниковая система (рис. 7.7, в) осуществляет подачу расплавленного металла в полость литейной формы на уровне средней по высоте части отливки. При этом полость формы, расположенная ниже уровня питателей, заполняется металлом как при верхнебоковой, а выше уровня питателей, — как при нижнебоковой литниковой системе. По этому такая литниковая система сочетает достоинства и недостатки обоих типов литниковой системы, хотя и не в полной мере.

Сифонная литниковая система (рис. 7.7, г) выполняет подачу расплавленного металла в полость литейной формы снизу, с донной ее части, что обеспечивает наиболее спокойное ее заполнение. Применение сифонной литниковой системы в стальном литье обусловлено прежде всего необходимостью предотвращения разбрызгивания струи расплава и ограничения его взаимодействия с воздухом из-за повышенной склонности жидкой стали к поверхностному окислению и пленообразованию.

Ярусная литниковая система (рис. 7.7, д) обеспечивает подачу расплавленного металла в полость литейной формы на нескольких уровнях. Фактически она представляет собой сочетание нижне-, средне- и верхнебоковой литниковых систем. При этом вначале она работает как нижнебоковая, а затем как среднебоковая и, наконец, как верхнебоковая литниковая система. Поэтому практически вся полость формы заполняется расплавом под затопленный уровень. При этом в верхнюю ее часть подводится наиболее горячий расплав. Вследствие этого ярусная литниковая система имеет преимущества всех боковых литниковых систем.

Ее недостатками являются сложность конструкции и обусловленное этим увеличение расхода металла на литниковую систему, а также повышение трудоемкости формовки из-за необходимости выполнения разъема формы для каждого яруса. Применение ярусных литниковых систем вполне оправдано при изготовлении крупных и уникальных отливок, поскольку другие типы литниковых систем не могут обеспечить эквивалентное сочетание качества отливок и экономичности их производства.

Литниковая система с обратным стояком (рис. 7.7, ж) наряду с обычным (прямым) имеет дополнительный (обратный) стояк, связанный первым сифонным подводом металла. При этом каналы литникового хода и питателей примыкают к обратному стояку. Такая литниковая система обеспечивает почти полную релаксацию кинетической энергии потока расплава, поэтому создается возможность спокойного заполнения формы, несмотря на высокие начальные скорости истечения струи из ковша. Литниковая система с обратным стояком обычно имеет ярусное распределение жидкого металла в форме. При изготовлении мелких стальных отливок на каждом ярусе размещают одну или группу отливок. При изготовлении крупных стальных отливок ярусные литниковые каналы обеспечивают спокойное заполнение одной отливки, но с благоприятным распределением температуры по высоте отливки, способствуя ее направленному затвердеванию.

Вертикально-щелевая литниковая система (рис. 7.7, е) имеет питатель в виде вертикальной щели по всей высоте отливки и представляет собой более общий случай ярусной литниковой системы со слившимися в единый канал питателями всех ярусов. Такая литниковая система обеспечивает подачу расплавленного металла в полость литейной формы равномерно по всей ее высоте. Одновременно это создает благоприятные условия для направленного затвердевания отливки. Вертикально-щелевая литниковая система хорошо сочетается как с прямым, так и с обратным стояком. Недостатками ее являются трудоемкость отделения от нее отливки при обрубке, повышенный расход металла и сложность выполнения в литейной форме щелевых питателей при горизонтальном разъеме формы. Однако явные достоинства этой литниковой системы обусловливают ее применение при изготовлении высоких тонкостенных (Н_о/S_o > 50) отливок.

Комбинированная литниковая система (рис. 7.7, з) представляет собой комбинацию из нескольких типов рассмотренных выше литниковых систем. Она сложнее по конструкции, чем составляющие ее литниковые системы, но обеспечивает подачу расплавленного металла в полость литейной формы на любом уровне и с разным его массовым расходом при заполнении различных частей отливки. Такая литниковая система сочетает в себе все достоинства составляющих ее типов литниковых систем, минимизируя при этом их индивидуальные недостатки.

Недостатками ее являются сложность выполнения в форме, трудоемкость отделения от отливки при обрубке, а также повышенный расход металла. Такую литниковую систему применяют при изготовлении в песчаных или комбинированных формах крупногабаритных стальных отливок сложной конфигурации.

⇐ Предыдущая 25 26 27 28 293031 32 33 34 Следующая ⇒