4 Расчёты

4.1 Расчёт литниково – питающей системы

Литниковая система для отливки «Барабан» нижнебоковая сужающаяся, подвод металла осуществляется в полость формы через коллектор. Произведем расчет малого сечения.

Расчет малого сечения проводим по формуле Озана Диктора: 5, стр. 162.

∑F_м.с = , (3)

Принимая плотность жидкой стали p = 7,817 г/см³, ускорение свободного падения g = 981 см/с² и массу отливки с прибылями G=640 кг.

Где: - коэффициент расхода литниковой системы и полости формы; Нр – расчетный статический напор, см.

Нр = Н₀ – , (4)

Где: Н₀ – напор металла над питателями;

Р – часть отливки расположенная выше плоскости разъема;

С – общая высота отливки.

Н₀ – определяется как сумма высоты отливки в верхней полуформе и минимально допустимой толщины формовочной смеси над отливкой 6, табл. 27.

Н₀==595 мм.

Нр=595 - 3975=39,75см.

=0,5 6, стр. 164.

t= S , (5)

где: S – коэффициент, учитывающий жидкотекучесть сплава и тип литниковой системы.

 - преобладающая или средняя толщина стенки отливки, мм.

G – общая масса отливки, литников и прибылей, кг.

G ==640.

S =1,75 6, табл. 30.

 =35 мм.

t = 1,75 =49,35 с.

Рассчитываем ∑ сечение питателей F_пит.

F_м.с= = 17,84см.

Определяем соотношение площадей элементов литниковой системы F_пит: F_шл: F_ст. = 1: 1 :1 6, табл. 48.

F_пит: F_шл: F_ст. = 17,84см²: 17,84см²: 17,84см².

Определяем размеры стояка

Размеры стояка внизу

d_ст.н = = = 4,77 см.

Размер стояка вверху

d_ст.в = d_ст.н + 0,01Н₀

d_ст.в =4,77+0,01*59,5=5,365 см.

Рассчитываем размер заливочной воронки

Высота воронки

h_в = (2-3) d_ст.в

h_в = 25,365 = 10,73 см.

Диаметр воронки вверху

dв.в = (2-3) d_ст.в

dв.в = 25,365 = 10,73 см.

Рассчитываем размеры шлакоуловителя.

Ширина у основания

bшл.o =

bшл.o = = 3,78см.

Ширина вверху

b_шл.в = 0,8b_шл.о

b_шл.в = 0,83,78= 3 см.

Высота шлакоуловителя

h_шл = 1.4 b_шл.о

h_шл = 1.43,78 = 5,3 см.

Расчет размеров питателя

Толщина питателя

h_пит = 0,83,7=2,96 см.

Ширина питателя

∑b_п = = = 5,99 см.

Длина питателя

l_пит = (0.5) h_пит = 0.5*5.3=2.65 см.

Расчет прибыли

Согласно справочных данных соотношение размеров прибыли принимаем исходя диаметра вписанного в массивный узел(d_ок) b_пр = 2* d_ок

b_пр = 2*6,8=13,6 см.

h_пр = 1,5* b_пр

h_пр = 1,5*13,6=20,4 см.

4.2 Расчет формы

Ф орму рассчитываем с учетом расстояния между полостью отливки и опокой это расстояние равно 80 мм. С каждой стороны. С учетом этого выбираем опоку с размерами по ГОСТ 2133–75 и представим в виде эскиза (рис. 4).

H = 700 мм

L = 1000 мм

B = 900 мм

Рисунок 4 Эскиз опок.

4.3 Расчет шихты и баланса металла

Состав шихты:

• Чугун П 1 – 10%

• Возврат собственного производства – 55,3%

• Брикетированная стружка – 10%

• Стальной лом 24,7 %

Предоставим химический состав сплава, химический состав компонентов шихты в таблицах (табл. 8, 9, 10) [9; табл. 2.3]

Таблица 8 - Химический состав сплава, %

Компоненты Сплав	C	Si	Mn	P	S
35Л	0,32-0,4	0,2-0,52	0,45-0,9	0,03-0,06	0,03-0,06

Таблица 9 - Массовая доля шихтовых компонентов, %.

Компоненты	С	Si	Fe		Mn		P	S
Чушковый чугун: П1	-	0,7	98,6		0,5		0,1	0,1
Возврат собственного производства	0,36	0,36	98,55		0,67		0,03	0,03
Лом стальной	0,2	0,3	98,6	0,8		0,05			0,05
Брикетированная стальная стружка	0,36	0,36	98,55	0,67		0,03			0,03

Таблица 10 – Расчет компонентов на 100 кг.

Компоненты	Масса		С		Si		Mn		P			S			Fe
	%	кг	%	кг	%	кг	%	кг	%	кг	%		кг	%		кг
Чугун: П1	10	10	-	-	0,7	0,07	0,5	0,05	0,1	0,01	0,1		0,01	98,6		9,86
Возврат собственного производства	55,3	55,3	0,36	0,199	0,36	0,199	0,67	0,372	0,03	0,016	0,03		0,016	98,55		54,498
Брикетированная стружка	10	10	0,36	0,036	0,36	0,036	0,67	0,067	0,03	0,003	0,03		0,003	98,55		9,855
Стальной лом	24,7	24,7	0,2	0,050	0,3	0,074	0,8	0,198	0,05	0,012	0,05		0,012	98,6		24,354
Всего	100	100		0,285		0,379		0,687		0,041			0,041			98,567

1

Определяем количество Si, которое необходимо дошихтовать:

0,414-0,285=0,129 кг.

Вводим лигатуру ФС 92 (Гост 1415-78) ( Si 92%)

Определяем количество Mn, которое необходимо дошихтовать.

0,737-0,687=0,05 кг.

Вводим лигатуру ФМн 0,5 (Гост 4755-80) (Mn 85%)

0,05*100/85=0,6 кг.

Так как Ферромарганец усваивается на 80 %, поэтому количество лигатуры увеличивается.

0,05*100/80=0,75 кг.

Определяем количество С, которое необходимо дошихтовать.

0,378-0,285=0,093 кг.

Для того, чтобы увеличить содержание С на 0,1 % необходимо на 100 кг Ме добавить 0,13 кг электродного боя.

0,1-0,13

0,093- Х кг.

Х_кг =0,13*0,093/0,1=0,12 кг.

Заносим в таблицу на 100 кг жидкого металла.

Таблица 11 – Шихтовая карта на 100 кг жидкого металла.

Компоненты	Кг.		%
Возврат	55,3		54,75
П1	10		9,9
Стружка	10		9,9
Лом	24,7		24,45
ФС	0,14		0,140
ФМн	0,75		0,740
Электродный бой	0,12		0,120
Всего	101,01	100

Таблица 12 – Шихтовая карта на плавку.

Данные:	Компоненты:	Кг
Печь ИСТ – 6 Вес плавки 6т	Возврат П1 Стружка Лом ФС ФМн Эл. Бой	3318 600 600 1482 8,4 45 7,2
	Всего	6060,6

Рассчитаем баланс металла на годовую программу в 25000 т. годного литья и предоставим в таблице (табл. 13).

Таблица 13 - Баланс металла

Показатели	т	%	Состав шихты	т	%
Годное литье	25000		Возврат	30955,1	54,75
Брак	3750,5		П1	5597,4	9,9
Металл на литниковую систему	27223,1		Стружка	5597,4	9,9
			Лом	13823,8	24,45
			ФС	79,15	0,14
Жидкий металл	55973,6	99	ФМн	418,38	0,74
Безвозвратные потери	565,39	1	Эл. бой	67,77	0,12
Металозавалка	56539	100	Итого	56539	100