Расчет объема прибыли

Если металл в прибыли после заполнения формы имеет объем V_ПР, то после затвердевания уменьшится до V_ПР,ТВ. Разница между этими значениями равна объемной усадке отливки и прибыли:

V_ПР –V_ПР,ТВ = b× (V_О + V_ПР), (2.7.21)

где b - коэффициент объемной усадки стали, % / 100;

V_O – объем отливки, м³.

В соответствии с правилом Н. Хворинова для отливки и прибыли можем записать:

i _О,З = К_О,З ×(V_О / F_О)²; (2.7.22)

i _ПР,З = К_ПР,З ×(V_ПР,ТВ / F_ПР)², (2.7.23)

где К_О,З и К_ПР,З – константы затвердевания отливки и прибыли соответственно, с/м².

Из соотношений (6.19) – (6.21) С. Адамсом и Х. Тейлором получено уравнение для расчета прибыли:

V_ПР / V_О = 1/(1- b) ×(K_О,З / K_ПР,З)^1/2 ×(F_ПР / F_О) - b / (1- b). (2.7.24)

Недостатком этой формулы является трудность расчетного определения коэффициентов затвердевания.

Р. Намюром предложена расчетная формула, которая учитывает большее число факторов:

V_ПР = x _ПР × [ A _O / A _ПР ×(1+ b)× R_О ] ³ + 3 ×b×V_ПИТ, (2.7.25)

где x _ПР – безразмерный коэффициент конфигурации прибыли;

x _ПР = F _ПР ³ / V _ПР ²; (2.7.26)

А_О и А_ПР – коэффициенты, зависящие от конфигурации, теплофизических свойств металла отливки и материала формы, соответственно для теплового узла и прибыли.

V _ПИТ – объем металла, питаемого прибылью, м³.

Недостатком формулы Р. Намюра является сложность определения коэффициентов А _О и А _ПР. Для упрощения расчетов автор предложил принять отношение А_О / А_ПР = 1,15. Это значение соответствует самому неблагоприятному случаю, когда питание отливки типа плиты осуществляется прибылью сферической формы. Во всех остальных случаях принятие указанного значения обеспечивает получение расчетного объема прибыли с запасом.

Я. И. Шкленник модернизировал формулу Р. Намюра и, добавив в него ряд дополнительных параметров, предложил расчетное уравнение, позволяющее рассчитать объем прибыли практически для любых условий питания отливок:

V_ПР = m ×x _ПР×R _ЭТУ ³ ×(1+b)³ ×Y ×Z + 3 ×b× V _ПИТ, (2.7.27)

где m – коэффициент неидентичности температуры металла в отливке и прибыли к моменту завершения заполнения литейной формы;

R_ЭТУ – эффективная приведенная толщина теплового узла отливки, м;

Y – коэффициент неидентичности конфигурации прибыли и отливки;

Z – коэффициент неидентичности условий охлаждения металла в прибыли и отливке.

Я. И. Шкленником разработаны подробные методики определения параметров, входящих в формулу (2.7.27), в том числе для безразмерных коэффициентов m, x_ПР, Y и Z, а также параметров R_ЭТУ и V_ПИТ.

Коэффициент m зависит от типа прибыли (проливные и сливные) и от удаленности прибыли от места подвода металла к отливке. При идентичночти (одинаковости) температуры металла в отливке и прибыли m = 1. В проливных прибылях к моменту окончания заполнения полости литейной формы расплав всегда более разогрет, чем металл отливки, поэтому m < 1. С учетом того, что такие прибыли имеют короткую шейку сочленения со стенкой отливки, значение коэффициента m постоянно и равно m = 0,9. Сливные прибыли, наоборот, заполняются более охлажденным расплавом, чем полости отливок, поэтому m >1. Причем, чем удаленнее прибыль от питателя, тем это различие усиливается. Степень удаленности оценивают по отношению расстояния между прибылью и ближайшим питателем L _ПР-ПИТ к толщине отливки S _O:

L _ПР-ПИТ / S_O < 2 2¸5 5¸10 10¸20 20¸30 30¸40

Дата добавления: 2014-01-07