軋環(huán)機下箱體頂注排水系統(tǒng)設(shè)計

軋環(huán)機下箱體頂注排水系統(tǒng)設(shè)計

ht250，鑄鐵重9.95kg，最大壁厚85mm，環(huán)壁厚50mm。如圖1所示，屬于厚壁和大型鑄鐵材料。鑄件機械加工后,不允許有縮孔、縮松、氣孔等鑄造缺陷。干砂型手工制作,沖天爐熔煉。根據(jù)均衡凝固理論,厚大鑄鐵件冷卻緩慢,石墨化膨脹抵償收縮的利用程度高,可以采用補縮式澆注系統(tǒng),在充填的同時還有補縮作用。結(jié)合工廠生產(chǎn)經(jīng)驗,采用3箱造型,設(shè)計2套獨立對稱的頂注雨淋澆注系統(tǒng),用2個澆包同時澆注。運用均衡凝固收縮模數(shù)法設(shè)計澆注系統(tǒng),將直澆道,橫澆道當(dāng)作冒口體,將雨淋孔(內(nèi)澆道)當(dāng)作冒口頸設(shè)計,再用大孔出流理論作充填校核,使?jié)沧⑾到y(tǒng)既滿足充填的要求,又能滿足補縮的需要。本文介紹澆注系統(tǒng)充填兼補縮的設(shè)計過程及定量計算方法。1灌溉系統(tǒng)的設(shè)計采用2個澆包同時澆注,2套獨立對稱的頂注雨淋澆注系統(tǒng),為便于澆注,在鑄件兩側(cè)面各作1個過橋,引出澆口,采用比較大的澆口箱,見圖1。1.1直柱法計算冒口m的直方法1.1.1收縮模數(shù)系數(shù)以箱體周緣的模數(shù)代表鑄件的模數(shù)M件=3.31cm鑄件質(zhì)量周界商Qm=GΜ3件=262kg/cm3Qm=GM3件=262kg/cm3收縮時間分?jǐn)?shù)Ρc=1e(0.5Μ件+0.01Qm)=0.014Pc=1e(0.5M件+0.01Qm)=0.014收縮模數(shù)系數(shù)f2=√Ρc=0.12f2=Pc??√=0.12收縮模數(shù)Ms=f2·M件=0.40cm1.1.2澆道流通效應(yīng)系數(shù)式中f1——冒口平衡系數(shù),取f1=1.45;f3——冒口壓力系數(shù),取f3=1.2;f直流——直澆道流通效應(yīng)系數(shù),取f直流=0.75。M直=1.45×0.12×1.2×0.75×3.31=0.52(cm)從補縮的角度,直澆道的模數(shù)0.52cm就夠了,但從充填的角度,生產(chǎn)中選用直澆道?80mm,高200mm,截面積50cm2,實際模數(shù)2cm,大于計算值,補縮是安全的。1.2橫流的測定M橫=f1·f2·f3·f橫流·M件式中f橫流——橫澆道流通效應(yīng)系數(shù),取f橫流=0.8。M橫=1.45×0.12×1.2×0.8×3.31=0.56(cm)設(shè)計橫澆道56/60mm×50mm其實際(雙向)總截面積∑A橫′=58cm2,實際模數(shù)M橫′=1.34cm,M橫′?M橫,補縮是安全的。1.3用條件限定四因素,以f式中fp——冒口頸流通效應(yīng)系數(shù),取fp=0.40;f4——冒口頸長度系數(shù),取f4=1.3。M內(nèi)=0.4×0.12×1.3×3.31=0.21(cm)設(shè)計雨淋孔?18mm,長度50mm,18只,其實際總截面積∑A內(nèi)′=46cm2,實際模數(shù)M內(nèi)′=0.45cm,M內(nèi)′?M內(nèi),補縮是安全的。1.4實際噴丸截面比∑A直′∶∑A橫′∶∑A內(nèi)′=50∶58∶46=1.1∶1.3∶1.0設(shè)計的澆注系統(tǒng)為先開放,后封閉,總體封閉式。2注射系統(tǒng)的注入2.1截面比k設(shè)μ1、μ2、μ3分別為直、橫、內(nèi)澆道的流量系數(shù),取μ1=μ2=0.65,μ3=0.55,則直澆道與橫澆道有效截面比k1′,直澆道與內(nèi)澆道有效截面比k2′為:k1′=μ1?∑A直′μ2?∑A橫′=0.65×500.65×58=0.87k121=0.76k1′=μ1?∑A直′μ2?∑A橫′=0.65×500.65×58=0.87k121=0.76k2′=μ1?∑A直′μ3?∑A內(nèi)′=0.65×500.55×46=1.3k122=1.69直澆道和澆口箱總高為H=50cm。h3=k1221+k121+k122Η=1.691+0.76+1.69×50=24.5(cm)2.2橫澆道的擋渣作用計算表明,橫澆道實際充滿高度為h3=24.5cm,說明橫澆道充滿有余,有比較好的擋渣作用。h3也是內(nèi)澆道(雨淋孔)的出流壓頭,它只是總壓頭50cm的一半,充填是平穩(wěn)的。3設(shè)計排氣噴射口沿鑄件四周設(shè)置50mm×30mm,高300mm,扁排氣冒口30個,用以排除充填時型腔的氣體。4灌溉4.1鐵液密度qq內(nèi)=μ3?∑A內(nèi)′?√2gh3=0.55×46×√2×980×24.5=5544(cm3/s)取鐵液密度p=7g/cm3內(nèi)澆道鐵液質(zhì)量流量Q內(nèi)=5544×7=38808(g/s)≈38.8kg/s4.2灌溉t=G/Q內(nèi)=9500/38.8×2=123(s)5澆注系統(tǒng)配方實測澆注時間120s,理論計算值與實測值誤差2.5%。澆注的鑄件輪廓