Izbor jednog ili drugog tipa sistema zatvaranja zavisi od mnogih faktora, od kojih su glavni: položaj odlivaka u kalupu i prisustvo konektora za kalup; ukupne dimenzije i konfiguracija odljevka; zahtjevi za livenje (odgovorno ili neodgovorno livenje); svojstva legure; Mogućnost nabavke odlivaka sa profitom; Pogodno odvajanje hranilica od kaljenog odlivaka.

Gornji sistem zatvaranja

Gornji sistem zatvaranja (slika 1, a) obezbeđuje dobro punjenje najkraćim putem metala do kalupa, stvara najviše povoljnim uslovima za dosljednu usmjerenu kristalizaciju odljevka odozdo prema rubovima, ne uzrokuje razvoj lokalnog pregrijavanja kalupa i pratećih nedostataka. Najjednostavniji je za implementaciju, lako se uklanja prilikom odsjecanja odljevka i zahtijeva najmanju potrošnju metala u odnosu na druge tipove sistema zalijevanja zbog smanjenja profitnih marži. Glavni nedostatak ovog tipa sistema je kaskadno ispuštanje taline u kalup, što dovodi do njenog intenzivnog mešanja i oksidacije, zarobljavanja vazduha, stvaranja pene i njenog mešanja unutar odlivaka. Kod sistema gornjeg otvora pogoršavaju se i uslovi za zadržavanje šljake u kolektoru, budući da dovodnici ne mogu raditi pod nivoom poplave većinu vremena izlivanja. Osim toga, gornji sistem zatvarača stvara opasnost od erozije kalupa i šipki metalnim tokom koji pada sa velike visine.

Rice. 1. Vrste gejt sistema: a - gornji; b - niži; c - strana (duž konektora); g - vertikalni prorez; d i f - slojeviti, redom, sa horizontalno i vertikalno postavljenim hranilicama; g - kombinovano; 1 - posuda; 2 - uspon; 3 - korito; 4 - metalni prijemnik (međukanal); 5 - kolektor; 6 - horizontalni ulagač; 7 - livenje; 8 - dobit; 9 - bunar (povratni uspon); 10 - vertikalni prorez; 11 - kolektor šljake iznad kolektora; 12 - sakupljač šljake iznad hranilice - otvor za napajanje; 13 - vertikalni ulagač; 14 - bičenje

Uočeni nedostaci gornjeg sistema zalijevanja mogu se u velikoj mjeri eliminirati pri izlivanju kalupa u nagnutom položaju ili pri izvođenju izlivanja sa ivicama. Zbog toga se gornji sistem zalijevanja često koristi za odljevke visine do 100 mm, kao i kod livenja sitnih dijelova u kalupu, čije je ivice mnogo lakše osigurati nego ivice pješčanog kalupa.

Donji sistem zatvaranja

Donji sistem zatvaranja (slika 1, b) u najvećoj mjeri osigurava tiho punjenje kalupa talinom, eliminirajući njeno pjenjenje, prskanje i oksidaciju, dobro zadržava nemetalne inkluzije koje se nalaze u talini prije nego što uđe u kalup, potiče zadovoljavajuće punjenje i konzistentno istiskivanje vazduha i gasova iz kalupne šupljine. Donji sistem otvora se lako uklanja tokom rezanja, a potrošnja metala za njega je manja nego za sistem vertikalnih proreza.

Međutim, kod ovakvog sistema zatvaranja, zbog pregrijavanja nižim slojevima kalupima, može doći do poremećaja termičkog režima rashladnog odlivaka, a samim tim i samog toka sekvencijalne usmerene kristalizacije, što može dovesti do stvaranja šupljina skupljanja i labavosti. Da bi se izbjeglo stvaranje ovih nedostataka, koriste se hladnjaci, ugrađuju se veće dimenzije ili se dopunjuju vrućim metalom. Ali ove mjere možda neće biti dovoljne pri lijevanju legura sa širokim rasponom temperatura kristalizacije koje su sklone stvaranju difuzne poroznosti skupljanja. Osim toga, sa nižim sistemom zalijevanja teško je osigurati punjenje tankozidnih visokih odlivaka sa razvijenom površinom. Stoga, kada je h ex / δ ex > 50 (gdje je h ex visina odljevka bez profita; δ ex je prosječna debljina stijenke), koristi se vertikalno-prorezni ili kombinovani sistem kako bi se osiguralo punjenje kalupa. Ova vrsta sistema zalijevanja najbolje ispunjava zahtjeve za sisteme zalijevanja, te je stoga postala najrasprostranjenija za livenje obojenih legura.

Sistem bočnih vrata

Sistem bočnih otvora (sl. 1, c) obezbeđuje da se donji deo odlivaka napuni odozgo, a gornji odozdo. Prednost sistema je lakoća implementacije u obliku.

Vertikalni sistem zatvaranja utora

Vertikalno-prorezni sistem zatvaranja (sl. 1, d), uz tiho uvođenje taline u kalup, osigurava dobro punjenje kalupa za livenje tankih zidova, zadržava nemetalne inkluzije tokom šljake u kolektoru i vertikalnoj bušotini, stvara povoljne uslove za doslednu, odozdo prema gore kristalizaciju odlivaka, obezbeđujući snabdevanje vrelim metalom gornjih slojeva odlivaka i profit. Dakle, ovaj tip sistema zatvaranja obezbeđuje bolje termičke performanse i bolju mogućnost punjenja za odlivke sa visokim zidovima sa tankim zidovima od donjeg sistema zalivanja.

Nedostaci sistema vertikalnih proreza uključuju: mogućnost pjene legure u početnom trenutku punjenja kalupa i rizik od lokalnog pregrijavanja kalupa u području uz vertikalne proreze, što dovodi do stvaranja defekata skupljanja, kao što je kao i poteškoće izrade u kalupu i vađenja tokom rezanja.

Vertikalni sistem zatvaranja utora je najefikasniji kod livenja visokih odlivaka tankih zidova (h ex / δ ex > 50) cilindričnih i kutijastih odlivaka, kao i kod livenja malih i srednjih odlivaka u kalupe koji su nagnuti kako bi se eliminisali opasnost od pjene taline u početnoj fazi punjenja.

Višeslojni sistem kapije

Višeslojni sistem zalivanja (sl. 1, e i f) stvara povoljne uslove za punjenje kalupa i kristalizaciju odlivaka, jer najtopliji delovi taline ulaze u gornji deo, a uzastopno izlivanje odozdo potiče tiho punjenje i istiskivanje vazduha. . Nedostatak ovog sistema je složenost njegove izrade, jer je u ovom slučaju potrebno nekoliko horizontalnih konektora za kalupe. Osnovna upotreba slojevitog sistema je kod livenja u kalupima za hlađenje sa vertikalnim podelom. Osim toga, može se koristiti za livenje velikih, visokih i tankih odlivaka u peščane kalupe.

Kombinovani sistem kapije

Kombinovani sistem gajta (slika 1, g), koji kombinuje nekoliko tipova sistema, na primer donji sistem sa vertikalnim prorezom, ima prednosti ovih sistema. U ovom slučaju, kalup se tiho puni talinom, temperatura se racionalno raspoređuje po poprečnom presjeku odljevka i na taj način osigurava njegovu dosljednu kristalizaciju. Ovaj sistem se prvenstveno koristi za izlivanje velikih odlivaka složenih konfiguracija u peščane kalupe, posebno u slučajevima kada se površine horizontalnih preseka odlivaka naglo menjaju sa njegovom visinom. Nedostatak kombinovanog sistema je složenost njegove implementacije i uklanjanja tokom rezanja, kao i povećana potrošnja metala.

Kada se metal, kao što je legura livenog aluminijuma, otopi i zagreje do temperature izlivanja, spreman je za ubacivanje u kalup. Ključno pitanje u proizvodnji metalnih odlivaka Visoka kvaliteta dizajnira dobar sistem gejta. Ovo je još važnije ako se livenje vrši gravitacijom, a ne livenjem pod pritiskom, niskim ili visokim.

Ulivanje rastopljenog metala u kalup mora biti obavljeno pažljivo i precizno. U suprotnom će odljevak dobiven nakon skrućivanja imati različite nedostatke odljevka, čiji je uzrok upravo pogrešno izlijevanje rastopljenog metala:

• prebrz protok tekućeg metala može uzrokovati oštećenje kalupa za livenje,
• vrlo turbulentno strujanje može zahvatiti zrak i razne strane inkluzije, i
• Presporo punjenje kalupa može uzrokovati stvaranje hladnih čepova.

Dobar sistem zatvaranja

Pravilno dizajniran sistem zatvaranja osigurava pravilnu kontrolu protoka tečnog metala prilikom punjenja kalupa.

Optimalni dizajn sistema vrata može:

• smanjiti turbulenciju toka rastopljenog metala;
• minimizirati sadržaj plinova i inkluzija u odljevku;
• smanjiti količinu šljake.

Neispravan sistem zatvaranja neizbežno dovodi do problema sa glatkoćom i kontinuitetom toka metala. Rezultat toga će biti loš kvalitet livenja. To se posebno odnosi na aluminij i njegove legure za livenje, koje su vrlo osjetljive na poremećaje u nesmetanom toku rastopljene legure aluminija zbog povećanog stvaranja šljake i oksida.

Aluminijske legure vrlo aktivno reagiraju s kisikom i formiraju aluminij oksid. Kada talina aluminijuma teče glatko, ovi oksidi se formiraju na površini taline i tamo ostaju. Međutim, ako je tok taline turbulentan, ovi oksidi ulaze u talinu i dovode tamo plinove i inkluzije. Stoga, da bi se izbjegao prekid kontinuiteta protoka rastopljenog aluminija, sistem zalijevanja je projektovan tako da eliminiše probleme sa zarobljavanjem zraka. To se postiže sprečavanjem stvaranja područja niskog pritiska koja bi mogla uzrokovati uvlačenje zraka u kalup.

Elementi gejt sistema

Na slici ispod prikazan je poprečni presjek tipičnog sistema zatvaranja na . Ovaj kalup za livenje ilustruje osnovne principe procesa izlivanja rastopljenog metala, uključujući livene aluminijumske legure.

Tikvica je drvena kutija u kojoj se nalazi mješavina pijeska za kalupljenje.

Donja polovina je donji dio kalupa za livenje.

Gornja polovina kalupa je gornji dio kalupa za livenje.

Sistem zatvaranja je mreža kanala koji su dizajnirani da dovode rastopljeni metal od ulaza do kalupa za livenje u njegovu šupljinu.

Jezgro je komad pijeska koji se ubacuje u kalup za stvaranje unutrašnjih dijelova odljevka.

Toss je uređaj za pričvršćivanje štapa.

Zglobna posuda je dio sistema zalijevanja koji prima rastopljeni metal iz kutlače. Zdjelica s ulicom kontrolira protok metala u kalup. Iz otvorne posude, metal teče niz usponski uspon - vertikalni dio sistema zalijevanja, a zatim kroz horizontalne kanale - klizne vode - i na kraju kroz kontrolirane ulaze - dovodnike ili spruve - u šupljinu kalupa.

Profit je rezervoar rastopljenog metala koji opskrbljuje metalom elemente kalupa kako bi se spriječilo skupljanje tokom skrućivanja.

Fizički principi gejting sistema

Za dobijanje dobar dizajn Sistem zatvaranja mora slijediti neke osnovne principe. Rastopljeni metal se ponaša u skladu sa osnovnim principima hidraulike. Implikacije ovih principa mogu biti od velike pomoći u razumijevanju funkcionisanja bilo kojeg gejting sistema.

Proces protoka rastopljenog metala kroz sistem zatvaranja u kalup je vođen principima i konceptima mehanike kontinuuma, kao što su:

• Bernulijeva teorema;
• princip kontinuiteta;
• Reynoldsov broj.

Bernulijeva teorema za tečenje taline

Bernulijeva teorema je posljedica zakona održanja energije za stacionarni tok nestišljivog fluida. Bernoullijev teorem za tok rastopljenog metala je da je zbir potencijalne i kinetičke energije u bilo kojoj tački takvog toka konstantan. Potencijalna energija je određena visinom strujanja u odnosu na određenu referentnu ravninu. Kinetička energija zavisi od brzine protoka.

Ako zanemarimo gubitke od trenja i pretpostavimo da je ceo sistem zalivanja pod uticajem atmosferski pritisak, onda iz Bernoullijeve teoreme slijedi da je brzina v protok rastopljenog aluminijuma na najnižoj tački dodavača kalupa zavisi od visine h, na kojoj se nalazi zdjelica spruve prema formuli:

v = (2gh)1/2

Iz ove formule proizilazi, na primjer, da što je viša posuda spruve, to je veća brzina u lijevu na ulazu u kalup.

Princip kontinuiteta toka taline

Princip kontinuiteta je da za nestišljivu tečnost - rastopljeni metal - u uslovima neprobojnih zidova otvornog sistema, zapreminski protok Q ostaje konstantan. To znači da za bilo koje dvije tačke sistema gajtinga 1 i 2:

Q = A 1 v 1 = A 2 v 2

Gdje
A– površina poprečnog presjeka gejt sistema;
v– brzina protoka taline kroz otvorni sistem.

Iz toga slijedi da se, kako bi se ubrzao protok tekućeg metala, površina poprečnog presjeka kanala otvornog sistema mora smanjiti duž toka.

Karakteristike tečenja taline

Prilikom projektovanja gejting sistema veoma je važno uzeti u obzir karakteristike tečenja rastopljenog metala, koje određuju da li će strujanje biti laminarno, turbulentno ili mešovito.

Laminarni tok taline

U laminarnom toku, fluid se kreće u slojevima koji se ne ukrštaju. U ovom slučaju, laminarni tok nije nužno linearan. U laminarnom toku, tok prati zakrivljene površine i teče glatko u slojevima. Štaviše, slojevi tečnosti mogu kliziti jedan u odnosu na drugi bez ikakve izmene tečnosti između slojeva.

Turbulentno strujanje taline

U turbulentnom toku, sekundarna nasumična kretanja su superponirana na glavni tok. U ovom tipu toka, izmjena fluida se već događa između susjednih slojeva tekućine. Osim toga, u takvom toku, energija se razmjenjuje između sporih i brzih čestica tekućine: spore čestice ubrzavaju, brze usporavaju.

Reynoldsov broj za topljenje metala

Vrsta strujanja - laminarno ili turbulentno - određena je odnosom unutrašnjih inercijskih sila u fluidu i njegovim unutrašnjim viskoznim silama. Ovaj omjer je izražen kao bezdimenzionalni Reynoldsov broj (Re), koji se pojednostavljeno može napisati na sljedeći način:

Re= (inercijalne sile)/(viskozne sile)

Viskozne sile nastaju zbog unutrašnjeg trenja u fluidu. Zavisi od dinamičkog viskoziteta tečnosti. Smanjenje sa porastom temperature.

Inercijalne sile predstavljaju otpor fluida na ubrzanje. Oni se povećavaju sa povećanjem gustine tečnosti i brzine protoka.

U toku niskog Reynoldsovog broja inercijalne sile su zanemarljive u poređenju sa viskoznim silama, dok su pri visokom Reynoldsovom broju viskozne sile male u poređenju sa inercijskim silama. Niske Reynoldsove brojeve karakteriše laminarni tok, dok velike Reynoldsove brojeve karakteriše turbulentno strujanje.

Projektovanje gejt sistema.

Projektovanje gejt sistema. Sistem kanala koji obezbjeđuje dovod taline u šupljinu kalupa, dopremanje odljevka tokom procesa kristalizacije i zarobljavanje inkluzija šljake i pijeska naziva se sistem zatvaranja. Nakon izbijanja kalupa, otvorni sistem se odvaja od livenja i šalje na pretapanje.

Rice. 97. Elementi gejt sistema

Na sl. Na slici 97 prikazani su elementi sistema zalijevanja koji se sastoje od otvorne posude 1, uspona 2, hvatača šljake 3 i hranilica 4.

Sprue bowl, koji ima oblik lijevka, namijenjen je praktičnosti izlivanja taline u kalup i djelimičnog zadržavanja šljake. Zdjele za zatvaranje dolaze u različitim izvedbama. Proizvode se ili kao pojedinačne šipke ili ulivene u metalni okvir.

Rice. 98. Projektovanje gejt sistema:

1 - posuda za izduvavanje, 2 - uspon, 3 - ispuhivač, 4 - posuda za izduvavanje, 5 - pregrada, 6 - ručke, 7 - metalno telo, 8 - hranilica, 9 - hvatač šljake

Na sl. 98 prikazuje najčešće tipove sprue bowls.

Zdjele za male forme izvode se u gornjoj polovini kalupa u obliku lijevka 1 (Sl. 98, a) i u obliku posude sa prahom (Sl. 98, b), koji, kada talina teče, doprinosi plutanje šljake.

Posude za srednje livenje Izrađuju se zasebno u obliku šipki 1 (sl. 98, c i d), koje se postavljaju na kalup tokom montaže. Takve posude su prostranije i prikladnije pri sipanju. Na dnu posuda za srednje livenje napravljeno je nekoliko malih rupa (prečnika 5-8 mm), koje igraju ulogu filterske mreže i pomažu u zadržavanju šljake.

Zdjele za velike odljevke(Sl. 98, d) su oblikovane u metalnom okviru 7, a radi lakšeg postavljanja na kalup tokom montaže, u okviru su predviđene ručke 6. Dizajn takve posude ima posebnu pregradu 5. Prilikom punjenja lijevo šupljina posude sa talinom, 1 šljaka, koja se nalazi na vrhu taline, čuva se pregradom od ulaska u uspon sifona 2.

Riser 2 (vidi Sl. 98) je vertikalni kanal kružnog poprečnog presjeka koji povezuje uličnu posudu i hvatač šljake. Uspon se formira u gornjoj polovini kalupa pomoću modela uspona. Model uspona ima oblik konusa, koji se širi prema zdjeli. To se radi kako bi se model lakše izvadio iz kalupa. Ponekad se uspon urezan u gornju polovicu kalupa pomoću šuplje čelične cijevi.

Za kalupe sa vertikalnim izlivanjem, uspon se formira na ravan razdvajanja gornje i donje polovice kalupa. Nakon sklapanja i okretanja za 90°, okomiti kanal povezuje posudu i hvatač šljake.

Hvatač šljake 9 je horizontalni kanal trapeznog poprečnog presjeka, obično izrađen u gornjoj polovici kalupa. Svrha hvatača šljake je da zadrži šljaku iz zdjele spruve i olakša dovod taline u odljevak. Kod ručnog oblikovanja, hvatač šljake se reže ručno, kod mašinskog oblikovanja, izrađuje se u kalupu prema modelu pričvršćenom na modelnu ploču.

Hranilice 8 - tanki i kratki kanali koji povezuju hvatač šljake sa šupljinom za livenje kalupa. Dodaci imaju različite oblike poprečnog presjeka: trapezoidni, pravougaoni, polukružni itd. Prilikom mašinskog oblikovanja, modeli hranilica se fiksiraju na podmodelnu ploču donje ili gornje polukalupe.

Konstrukcije gating sistemi dijele se na vertikalne i horizontalne sa slobodnim padom taline i sa njenim padom po isprekidanoj liniji.

Sistem zalijevanja sa slobodnim padom taline sastoji se od otvorne posude i uspona (vidi sliku 98, a).

Sistemi zalijevanja sa talinom koja pada duž isprekidane linije podijeljeni su u tri podgrupe: u prvoj podgrupi se talina uvodi preko konektora u šupljinu kalupa odozgo (vidi sliku 98, b), u drugoj se talina uveden kroz konektor kalupa uglavnom do polovine visine odlivaka (vidi sl. 98, c), u trećoj podgrupi se talina dovodi u šupljinu kalupa odozdo preko sifona (vidi sliku 98, a). U proizvodnji malih i srednjih odlivaka, horizontalni sistem zatvaranja gasa našao je široku upotrebu. Glavni element sistema prigušne zaklopke je prigušnica - uski prorezni kanal koji povezuje uspon i šupljinu kalupa, regulišući tok taline kočenjem i osiguravajući njegov nesmetan protok u kalup uz dobro čišćenje od stranih nečistoća.

Rice. 99. Sistem za zaštitu od kiše

Sistem za zaštitu od kiše(Sl. 99) sastoji se od ulivne zdjele 7, uspona 2, prstenastog hvatača šljake 5, čiji je donji dio velikim brojem malih vertikalnih kanala - hranilica 3 povezan sa šupljinom odljevka 4. punjenjem hvatača šljake, talina teče u odvojenim tokovima u šupljinu kalupa, osiguravajući proizvodnju gustih odljevaka Ovaj sistem se koristi za suvo livenje čaura, cevi, bubnjeva i drugih cilindričnih kritičnih odlivaka.

Višeslojni sistem kapije(sa hranilicama postavljenim po visini uspona) se koristi kod livenja velikih delova sa neujednačenom debljinom zida. Ovaj sistem omogućava da se odlivci dobro napajaju toplim talinom u različitim delovima.

Proizvodnja odlivaka može značajno smanjiti troškove rada za obradu delova i uklanjanje viška materijala. Sistem zatvaranja se koristi za transport taline od livačke do kalupa. Ujednačeno ispunjava praznine i garantuje kristalizaciju metala bez stvaranja naprezanja. Sistem zatvaranja je složen dizajn kanala koji regulišu brzinu i pritisak taline. Njegova konfiguracija promoviše plivanje šljake u profit.

Kada se odljevak ukloni iz pijeska, LS izgleda grubo. Odaje utisak viška metala oko dijela. Naime, kroz delove sistema za snabdevanje otvora tokom procesa izlivanja, vazduh se uklanja i šljaka se odvaja, a skupljanje tokom hlađenja dovodi metal. LPS reguliše pritisak da ispuni sve elemente radnog komada. Kao rezultat pravilnog proračuna, struktura rezultirajućeg odljevka je gusta i ujednačena po cijelom poprečnom presjeku.

Svrha sistema

Transport tečne taline bez razaranja zidova, ravnomerno punjenje kalupne šupljine pri konstantnoj brzini smatra se svrhom sistema zalivanja. U isto vrijeme, labirint prolaza od uspona, hranilica i profita:

• odvaja šljaku od metala;
• ne propušta zrak i odvaja ga;
• uklanja nakupljene plinove;
• reguliše kristalizaciju;
• hrani kalup dok se hladi.

Oblik delova sistema zalivanja sprečava kontakt površine rashladnog odlivaka sa vazduhom, obezbeđujući ravnomerno hlađenje bez prelaznih zona i mesta brze kristalizacije.

Livnička proizvodnja obuhvata izradu kontura proizvedenih delova sa potrebnim tehnološkim nagibima i tolerancijama obrade. Nakon toga se u kalupima izrađuje sistem za dovod – LPS. Izračunava se uzimajući u obzir ravnomjerno punjenje cijele praznine na osnovu oblika budućeg dijela i debljine njegovih zidova.

Lokacija i tip sistema zalijevanja odabiru se na osnovu konfiguracije radnog komada i njegovih dimenzija. Metal mora da ispuni ceo prostor ravnomerno, istom brzinom, bez uništavanja unutrašnjih zidova kalupa.

Bitni elementi

Sistem zalijevanja je složena struktura sa nekoliko elemenata. Svaki detalj ima svoju ulogu i nemoguće ga je ukloniti.

Elementi sistema kapija uključuju:

• vanjski konus;
• vertikalni konusni uspon;
• hranilica;
• kapija.

Tečni metal pada iz kutlače u posudu - obrnuti lijevak u obliku konusa. Lakše je uvući mlaz tekućeg metala u široki vanjski dio konusa nego u uski kanal. U isto vrijeme, zrak koji prati mlaz se istiskuje prema gore i ne ulazi unutra. Sprue bowl se koristi u svim izvedbama sistema za izlivanje. Veličina konusa se bira prema veličini odljevka i njegovoj težini. Spoljni konus reguliše brzinu kretanja taline duž sistema zatvaranja i vreme izlivanja.

Teška tečnost juri niz uski uspon, smanjujući brzinu kretanja. Bez obzira na smjer konusa, poprečni presjek uspona je znatno manji od lijevka.

Ispod uspona nalazi se malo konusno proširenje i udubljenje - otvor koji sprečava prskanje. U njemu se skuplja tekući metal i gasi energiju potoka, slično rezervoaru ispod vodopada. Ako mlaz padne na tvrdu površinu kalupa, slomit će ga. Mala prskanja brzo će se stvrdnuti, stvarajući šupljine i diskontinuitete u ukupnoj masi materijala.

Iz rezervoara tečnost teče odozdo prema gore, teče u prolaz kapije i gura šljaku na površinu. To vam omogućava da smanjite dužinu poteza i racionalno koristite metal.

Pokreti se uvek prave u ravni razdvajanja. Imaju trapezoidni poprečni presjek i dijele ukupan protok na nekoliko, ravnomjerno ga raspoređujući po hranilicama po cijeloj dužini.

U LPS-u, hranilice su posljednji njegov element. Oni su raspoređeni po cijeloj površini konektora i ravnomjerno ispunjavaju prazninu budućeg odljevka.

Pored sistema ishrane, u gornjem delu dela su ugrađeni: profit i pražnjenje. Prvi služi za akumulaciju šljake i skupljanje hrane. Kada se ohladi, dio se smanjuje u veličini, savija se, a metal čini nivo od profita. Iznos profita ovisi o konfiguraciji i površini odljevka. Na primjer, zamašnjak je poplavljen. Njegova os je postavljena okomito. Jedan profit se ugrađuje iznad čvorišta ako je dio do 0,5 tona. Za veće veličine, po obodu se izrađuju i čunjevi za šljaku.

Kroz otvor koji se nalazi u gornjem dijelu kalupa, gasovi izlaze van, koji su ipak ušli u kalup i podigli se prema gore. Dozvoljeno je kombinovati potisak sa centralnom dobiti.

Nakon potpunog hlađenja, dio se izbacuje iz kalupa i vrši se obrezivanje - svi hranilice i profit se odsijecaju autogenom ili čekićem. Dužina preostalog dijela ovisi o vrsti čelika. Za visokolegirane čelike iznosi 80–150 mm i konačno se uklanja mehaničkom obradom nakon žarenja. Visokolegirani čelici i liveno gvožđe žare se zajedno sa sistemom zalivanja ili samo ivicama i tek nakon toga se vrši sečenje. Toplinska obrada se vrši odmah nakon uklanjanja odljevka iz smjese kako bi se smanjio stres i smanjila tvrdoća.

Metode za proračun sistema zalijevanja bazirane su na brzini potpunog punjenja kalupa. Oni određuju, prije svega, poprečni presjek hranilica i njihov broj. Proračuni se temelje na hidrauličkim formulama i visini uspona koji stvaraju pritisak. Za liveno gvožđe i čelik različitih klasa, odnos površina dovoda, uspona i uspona je različit, na osnovu fluidnosti materijala i debljine zida. Osim toga, u formulu se uvodi faktor korekcije, čija vrijednost ovisi o težini odljevka.

Vrste sistema

Tip LPS-a je definisan kao najbolja opcija između brzog i ravnomernog punjenja kalupa i minimalnog gubitka metala u kanalima. Koristi različite vrste sistema

Dizajn uvelike ovisi o marki materijala. Za sitne dijelove od obojenih metala i livenog gvožđa do 20 kg vrši se brizganje. Njegov princip je da se prvi deo kalupa napuni tečnim metalom, a zatim brzo, pod visokim pritiskom, utisne talina u drugu polovinu, koja je direktna forma dela. Brza kristalizacija pomoću sistema za hlađenje i nakon nekoliko sekundi odljevak se uklanja.

Visoka cijena kalupa, do 100.000 dolara, i vrijeme proizvodnje od 2-3 mjeseca čine pojedinačni odljevci nevjerovatno skupim. Isplativo je koristiti kalupe pod pritiskom sa njihovom produktivnošću od 10-50 odlivaka na sat u masovnoj proizvodnji.

Destruktivna metoda - lijevanje aluminija u pijesak pomoću izgubljenih voštanih modela, omogućava vam topljenje proizvoda složenih konfiguracija.

Posebnost je stvoriti tačnu kopiju dijela od voska ili drugog materijala niskog topljenja i staviti ga u pijesak s jednim kanalom za napajanje. Izlivanje se vrši okomito, bez gubitka metala u LPS-u. Odlikuje se velikim brojem ventilacionih otvora kroz koje gas izlazi iz izgorelog modela.

Za proizvode od čelika i lijevanog željeza težine veće od 50 kg uglavnom se koristi horizontalni sistem zatvaranja, pogodniji dizajn za poravnanje s konektorima. Vertikalni dizajn hranilica je pogodan za legure obojenih metala i metale visoke tačke topljenja koji se sipaju. Na tipove gejt sistema i proračune utiču karakteristike dela:

• težina;
• odnos dužine i širine;
• Debljina zida;
• složenost konfiguracije.

Vrste zavojnih konstrukcija razlikuju se po smjeru izlijevanja: vertikalno za niske dijelove s velika površina, i horizontalno, ako je visina odljevka veća od širine.

Po načinu nabavke

Taline se mogu dopremati u LPS na različitim nivoima:

• gore;
• strana;
• ispod;
• vertikalna po visini;
• kombinovano u nekoliko redova.

Vrste LPS razlikuju se prema načinu rasporeda hranilica.

Upper

Sa gornjim sistemom, hranilice su u ravni sa vratima. Ova metoda se najčešće koristi za proizvodnju odljevaka od lijevanog željeza tankih stijenki. Metal se sipa odozgo. U složenoj konfiguraciji, teče duž donjih kratkospojnika na drugu stranu obrasca od posude i uspona. Da bi se punjenje obavilo brzo, sa tankim mostovima na bočnoj strani uspona, u obliku se pravi zadebljanje. Kada se obrađuje na mašini, uklanja se.

Gornji sistem zatvaranja je najjednostavniji za implementaciju i karakteriše ga brzo direktno punjenje kalupa metalom. To dovodi do ujednačene kristalizacije i minimalne potrošnje materijala za punjenje dovodnih kanala. Prilikom izbijanja, odljevak se lako oslobađa od kalupnog pijeska.

Karakterističan nedostatak je kaskadno pražnjenje tekućeg metala. To dovodi do zarobljavanja zraka i miješanja metala sa šljakom. Kao rezultat aktivnog protoka nastaje pjena. Zgura se zadržava u kolektoru bez napuštanja kapije. Talina pada u kalup sa velike visine, a korito ne sprečava da se zidovi, dno kalupa i šipke unište vrućim mlazom. Stvoriće se prskanje.

Nedostaci gornjeg sistema zalijevanja otklanjaju se ivicama ili naginjanjem kalupa. Ispuna odozgo se koristi za dijelove manje od 100 mm visine.

Za šuplje dijelove tankih stijenki koristi se kišni sistem - vrsta gornjeg. Hranilice su postavljene duž perimetra odozgo i ravnomjerno ispunjavaju odljevak. Kristalizacija se odvija odozdo prema gore, skupljanje materijala se kompenzira direktno iz dovoda. Prilikom izlivanja masivnih delova sistem kiše se kombinuje sa sprudovima.

Niže

Rastopljeni metal se hranilicama dovodi u donji dio kalupa. Pritisak stvara visoko postavljena posuda i dugi usponci sa obrnutim konusom - suženim prema dnu. Kalup se puni odozdo ravnomjerno, bez oksidacije i pjene. Nemetalne inkluzije se zadržavaju bez ulaska u osnovni metal. Ulazeći odozdo, kroz otvorne kanale, talina istiskuje vazduh, gasove i šljaku u tok.

Nedostatak dizajna otvora je pregrijavanje donjeg dijela kalupa i veliko skupljanje tokom kristalizacije. To je posebno vidljivo na obojenim metalima, njihovim legurama i livenom gvožđu. Šupljine za skupljanje mogu se spustiti u glavno tijelo dijela. Kod visokolegiranih čelika, prijelazne zone naprezanja nastaju kada se donji dio pregrije, a gornji dio brzo ohladi.

Proračun gejt sistema za aluminijum sa svojom visokom toplotnom provodljivošću uključuje sistem hlađenja i dodatni metal za kompenzaciju skupljanja, povećane visine kapija i dovoda.

Lateralni

Lak za upotrebu sistem gajta. Njegovi dijelovi se uglavnom nalaze u ravnini konektora. Talina ispunjava gornji dio odljevka odozdo i teče odozgo. Zidovi nisu uništeni, pjena se ne stvara. Punjenje se odvija glatko, mirno po cijeloj širini praznine.

Varijanta bočnog livenja je vertikalni sistem zatvaranja proreza, koji se koristi za proizvodnju delova visoke visine. U njemu se hranilice nalaze sa strane, okomito duž ose dijela. Sistem je pogodan za odljevke promjenjivog poprečnog presjeka, tankih zidova i oštrih prijelaza. Talina se unosi mirno i dobro ispunjava kalup. Šljake i čestice mešavina peska su odvojeni u kolektoru. Proces kristalizacije se odvija ravnomjerno, odozdo prema gore.

Slaba tačka dizajna vertikalnog proreza je pjenjenje vruće tekućine u početnom trenutku izlivanja. U područjima u blizini hranilica može doći do pregrijavanja i skupljanja metala. Vertikalni sistem zatvaranja utora je teško obraditi, rastaviti i ukloniti.

Parangal

Veliki dijelovi se pune istovremeno sa dva ili više dovodnih vodova. Postavljaju se vodoravno ili okomito u ravan razdvajanja, povećavajući broj sekcija kalupa. Metal teče u kalup odozdo i odozgo, ravnomjerno ispunjavajući veliki volumen. Proces kristalizacije se odvija u cijelom volumenu.

Ako je slojeviti sistem horizontalno lociran, proračun se vrši sa korektivnim faktorima koji uzimaju u obzir brže popunjavanje praznine kroz donje ulazne dovode sa visokim pritiskom. Brzina kretanja taline se izjednačava smanjenjem poprečnog presjeka donjih hranilica.

Sa višeslojnim sistemom zatvaranja, metal teče jednoliko u različitim ravnima. Rizik od stvaranja prelaznih zona tokom kristalizacije je smanjen. Skupljanje se odvija polako, a praznine se popunjavaju talinom.

Za visoke dijelove, hranilice su postavljene okomito u 2 reda. Metal se dovodi preko uspona odozdo. Punjenje je ravnomerno i tiho, bez zarobljavanja vazduha. Gasovi i šljaka se dižu prema gore zajedno sa osnovnim metalom, ispunjavajući profit.

Kombinovano

Kombiniranje nekoliko vrsta vrata u jedan dizajn omogućava vam da nadoknadite nedostatke nekih s prednostima drugih. Takvi sistemi nastaju lijevanjem dijelova velike mase i složene konfiguracije u pješčane kalupe. Ako dio ima veći poprečni presjek na rubovima nego u sredini, dovodnici se isporučuju na najveće vodove. Kao rezultat, elementi najveće mase su ispunjeni. Zatim se puni sredina. Kristalizacija počinje duž perimetra istovremeno u svim dijelovima odljevka.

Složene konfiguracije zahtijevaju istovremeni protok taline u sve elemente povezane tankim pregradama. Kombinovanje gejt struktura omogućava metalu da teče istovremeno na sva mesta.

Što je manji dio težine, to je sistem za zatvaranje jednostavniji. Za velike odljevke s velikim brojem prijelaza ugrađuju se slojeviti i kombinirani sistemi zalijevanja. Dizajn je pojednostavljen kombinovanjem njegovih elemenata. Na primjer, pražnjenje i profit, izlivanje kroz rezervoare za šljaku.

Možda će vas zanimati i sljedeći članci:

Vrste livenja metala i legura

Gating system

Gating system- ovo je sistem kanala i rezervoara za dovod rastopljenog metala u šupljinu kalupa za livenje, njegovo punjenje i dovod livenja u toku očvršćavanja dizajn, takav sistem mora da obezbedi:

– kontinuirano dovođenje legure u kalup;

– najkraći put metala u kalupnoj šupljini kako ne bi izgubio temperaturu;

– mirno i glatko punjenje kalupne šupljine metalom bez turbulencije, čime se eliminiše erozija kalupa, kao i usisavanje i mešanje vazduha u metal;

– hvatanje šljake i drugih nemetalnih inkluzija kako bi se spriječilo da metalom uđu u šupljinu kalupa;

– stvaranje usmerenog očvršćavanja odozdo prema gore za napajanje odlivaka tokom kristalizacije tečnim metalom kako bi se sprečilo stvaranje šupljina skupljanja;

– homogenost strukture livenja nakon njene kristalizacije;

– odsustvo prepreka prilikom skupljanja odlivaka kako bi se sprečilo stvaranje napona i pukotina;

– minimalna potrošnja legure za sistem zatvaranja (uključujući kapije i profit);

– lako odvajanje od odlivaka prilikom izbijanja iz kalupa.

Dizajn sistema kapije treba da se sastoji od standardnih elemenata koji se mogu lako proizvesti i zameniti kada se istroše. Uobičajeni sistem gajta koji se koristi za napajanje preko konektora prikazan je na Sl. 1. Sprue bowl (lijevka) 1 je prijemnik u koji tečni metal teče iz kutlače za točenje. Prilikom sipanja morate nastojati brzo napuniti posudu i zadržati metal u njoj visoki nivo, to osigurava da se šljaka zadrži u posudi.

Također, kako bi se zadržale šljake i nemetalne inkluzije pri korištenju lijevka za punjenje, između njega i uspona može se ugraditi filterski element 2 u obliku mreže. Riser 3 je vertikalni kanal koji se sužava prema dolje; kroz ovaj kanal metal ulazi u zamku šljake 4 . Hvatač šljake se nalazi u gornjoj polovini kalupa i služi za zadržavanje šljake, nemetalnih inkluzija i dovod metala u hranilicu 5 , koji se nalazi u donjoj polovini kalupa i dovodi leguru u formirajuću šupljinu kalupa za livenje.

Rice. 1. Sistem zatvaranja za dovod metala kroz konektor kalupa:

1 – lijevak; 2 – filterski element; 3 – uspon;

4 – hvatač šljake; 5 – hranilica

Potisci i profit su takođe deo sistema gajtinga. Otvori služe za uklanjanje gasova i nemetalnih inkluzija iz šupljine kalupa tokom procesa izlivanja, a takođe vam omogućavaju da kontrolišete završetak procesa punjenja kalupne šupljine praćenjem porasta metala u njima. Broj izbočina ovisi o veličini i konfiguraciji odljevaka. U slučaju proizvodnje malih i srednjih odljevaka, možete se ograničiti na ugradnju jednog graničnika, ali za velike odljevke ugrađuju se dva ili tri graničnika ili više. Ako odljevak ima oblikovanu površinu, graničnik se ugrađuje na najviši element modela od kojeg je izrađena gornja polovina kalupa. Treba izbjegavati postavljanje izbočina na masivne dijelove odljevka, jer to dovodi do stvaranja šupljine skupljanja ispod izbočine zbog činjenice da se relativno tanko izbočenje hladi brže od masivnog dijela i njime se pokreće.

Vrste gejt sistema

Sistemi zalijevanja, ovisno o obliku, veličini odljevka i svojstvima legure za livenje, imaju različite dizajne.

1.Prema načinu dovoda taline u radnu šupljinu kalupa sistemi zalijevanja se dijele na: gornji, sifonski (donji), slojeviti, vertikalni prorez (sl. 34L).

Rice. 2 Vrste gejt sistema

a - vrh; b – sifon (donji); c – bočni; g - slojevito; d – vertikalno prorezana;

1 – žljeb; 2 - uspon; 3 - hvatač šljake; 4 - hranilica; 5 - potisak; 6 - livenje

Gornji sistem zatvaranja (slika 2, a).

Prednosti sistema su: niska potrošnja metala; dizajn je jednostavan i lak za implementaciju prilikom izrade kalupa; dovod taline odozgo osigurava povoljnu distribuciju temperature u izlivenom kalupu (temperatura raste odozdo prema gore), a samim tim i povoljne uslove za usmerenu kristalizaciju i dovod odlivaka.

Nedostaci: mlaz koji pada odozgo može isprati pješčani kalup, uzrokujući blokade; kada se talina raspršuje, postoji opasnost od njene oksidacije i miješanja zraka u struju uz stvaranje oksidnih inkluzija; sakupljanje šljake postaje teško.

Gornji sistem zalivanja se koristi za niske (u položaju za izlivanje) odljevke, lake mase i jednostavnog oblika, izrađene od legura koje nisu sklone jakoj oksidaciji u rastopljenom stanju (lijevano željezo, ugljični konstrukcijski čelik, mesing).

Sifonski (donji) sistem zatvaranja (slika 2, b)

Široko se koristi za livenje legura koje se lako oksidiraju i zasićene gasovima (aluminijum), obezbeđuje tiho dovod taline u radnu šupljinu kalupa i njeno postepeno punjenje metalom koji dolazi odozdo bez otvorenog mlaza. Istovremeno, dizajn sistema zalijevanja postaje složeniji, potrošnja metala za njega se povećava, a zbog jakog zagrijavanja njegovog donjeg dijela stvara se nepovoljna raspodjela temperature u kalupu za izlijevanje. Moguće je stvaranje defekata skupljanja i unutrašnjih naprezanja. Sa ovakvim sistemom je ograničena mogućnost dobijanja odlivaka visokih tankih zidova (pri livenju aluminijumskih legura kalup se ne puni metalom ako je odnos visine odlivaka i debljine njegovog zida veći od 60, H/δ ≥60).

Sistem bočnih vrata (slika 2, c).

Dovod metala se vrši u srednjem dijelu odljevka (duž konektora kalupa).

Ovaj sistem se koristi za proizvodnju odlivaka od raznih legura, malih i srednjih delova, čija se ravan simetrije poklapa sa ravan razdvajanja kalupa. Srednji je između gornjeg i donjeg, te stoga kombinira neke njihove prednosti i nedostatke.

Višeslojni sistem gajta (slika 2, d).

Sa višeslojnim sistemom zatvaranja, talina se isporučuje na nekoliko nivoa. Dodaci rade uzastopno, počevši od donjih, kako se nivo metala u šupljini kalupa podiže. Ovi sistemi, koji obezbeđuju tiho punjenje i vruć metal na čelu toka, imaju široku primenu u proizvodnji velikih i tankozidnih odlivaka od legura gvožđa i obojenih metala.

Vertikalni sistem zatvaranja proreza (slika 2, e).

Vrsta parangala. Dizajniran uglavnom za obojene metale i legure.