Kapurendszerek típusai. A kapurendszer felépítése. Kombinált kapurendszer

Kapurendszerek tervezése.

Kapurendszerek tervezése. Kapurendszernek nevezzük azt a csatornarendszert, amely biztosítja az olvadék ellátását a formaüregbe, táplálja az öntvényt a kristályosodási folyamat során, és felfogja a salakot és a homokzárványokat. A formák kiütése után a kapurendszert leválasztják az öntvényről és újraolvasztásra küldik.

Rizs. 97. Kapurendszer elemei

ábrán. A 97. ábra a kapurendszer elemeit mutatja, amelyek egy 1 kapuzó tálból, egy 2 felszállóból, egy 3 salakfogóból és 4 adagolókból állnak.

Sprue tál tölcsér alakú, az olvadék formába öntésének és a salak részleges visszatartásának megkönnyítésére szolgál. A kaputálak különféle kivitelben kaphatók. Egyedi rudakként vagy fémkeretbe öntve készülnek.

Rizs. 98. Kapurendszerek tervezése:

1 - kifejtő tál, 2 - emelő, 3 - kifúvó, 4 - kifúvó tál, 5 - válaszfal, 6 - fogantyú, 7 - fém test, 8 - adagoló, 9 - salakfogó

ábrán. 98 a leggyakoribb típusokat ábrázolja sprue tálak.

Kis formákhoz való tálak az öntőforma felső felében 1 tölcsér formájában (98. ábra, a) és edényben, porral (98. ábra, b) végezzük, amely az olvadék folyásánál hozzájárul a a salak lebegése.

Tálak közepes öntéshez külön-külön, rúd 1 formájában készülnek (98. ábra, c és d), amelyeket az összeszerelés során a formára kell felszerelni. Az ilyen tálak tágasabbak és kényelmesebbek öntéskor. A tálak alján több kis (5-8 mm átmérőjű) lyuk van kialakítva a közepes öntéshez, amelyek szűrőháló szerepét töltik be és segítik a salak visszatartását.

Tálok nagy öntvényekhez(98. ábra, d) fémkeretbe vannak öntve 7, és az összeszerelés során a formára történő felszerelés megkönnyítése érdekében a 6 fogantyúk a keretben vannak kialakítva az olvadékkal ellátott tál üregében 1 salak, amely az olvadék tetején helyezkedik el, válaszfallal megakadályozza, hogy a szifon felszállóba kerüljön 2.

Felszálló A 2. ábra (lásd a 98. ábrát) egy kör keresztmetszetű függőleges csatorna, amely összeköti a kifolyócsészét és a salakfogót. A felszállócső a forma felső felében van kialakítva felszálló modell segítségével. A felszálló modell kúp alakú, a tál felé tágul. Ez azért történik, hogy megkönnyítse a modell eltávolítását a formából. Néha a felszállót a forma felső felébe vágják egy üreges acélcső segítségével.

Függőleges öntéssel rendelkező formáknál a felszállócső a felső és az alsó formafél elválasztó síkján kerül kialakításra. Összeszerelésük és 90°-os elfordításuk után függőleges csatorna köti össze a tálat és a salakfogót.

Salakfogó A 9. ábra egy trapéz keresztmetszetű vízszintes csatorna, amelyet általában a forma felső felében készítenek. A salakfogó célja, hogy visszatartsa a salakot a kifolyó edényéből, és megkönnyítse az olvadék bejuttatását az öntvénybe. A kézi fröccsöntésnél a salakfogót gépi fröccsöntésben kézzel vágják, mintalapra rögzített minta szerint formában készítik el.

Etetők 8 - vékony és rövid csatornák, amelyek összekötik a salakfogót a forma öntőüregével. Az adagolók különböző keresztmetszeti formájúak: trapéz, téglalap, félkör, stb. A gépi fröccsöntés során az adagolómodelleket az alsó vagy felső félforma almodell lemezére rögzítik.

Építmények kapurendszerek függőlegesre és vízszintesre oszthatók az olvadék szabad esésével és szaggatott vonal mentén történő esésével.

Az olvadék szabadeséses kapurendszere egy kapuzó tálból és egy felszállóból áll (lásd 98. ábra, a).

A szaggatott vonal mentén lehulló olvadékot tartalmazó kapurendszerek három alcsoportra oszthatók: az első alcsoportban az olvadékot egy csatlakozón keresztül vezetik be felülről a formaüregbe (lásd 98. ábra, b), a második alcsoportban az olvadék formacsatlakozón keresztül főként az öntvény magasságának feléig vezetjük be (lásd 98. ábra c), a harmadik alcsoportban az olvadékot alulról egy szifon vezeti be a formaüregbe (lásd 98. ábra, a). A kis és közepes méretű öntvények gyártásában a vízszintes fojtószelepes kapurendszer széles körben elterjedt. A fojtószelep-kapurendszer fő eleme a fojtószelep - egy keskeny résszerű csatorna, amely összeköti a felszállót és a formaüreget, fékezéssel szabályozza az olvadék áramlását, és biztosítja annak zökkenőmentes áramlását a formába, jól megtisztítva az idegen szennyeződésektől.

Rizs. 99. Esőzáró rendszer

Esőzáró rendszer(99. ábra) egy 7 kifejtő tálból, egy 2 felszállóból, egy gyűrű alakú 5 salakfogóból áll, melynek alsó része nagyszámú kis függőleges csatornával - 3 adagolóval van összekötve a 4 öntőüreggel. a salakfogót megtöltve az olvadék külön áramokban folyik a formaüregbe, biztosítva a sűrű öntvények előállítását Ezt a rendszert perselyek, csövek, dobok és más kritikus hengeres öntvények száraz öntésére használják.

Többszintű kapurendszer(a felszálló magassága mentén elhelyezett adagolókkal) nagyméretű, egyenetlen falvastagságú alkatrészek öntésekor használatos. Ez a rendszer lehetővé teszi, hogy az öntvényt jól táplálják forró olvadékkal a különböző részein.

Kapurendszer

Kapurendszer- ez egy csatorna- és tartályrendszer, amely az öntőforma üregébe juttatja az olvadt fémet, tölti fel és táplálja az öntvényt a megszilárdulás során a tervezés során egy ilyen rendszernek biztosítania kell:

– az ötvözet folyamatos adagolása a formába;

– a fém legrövidebb útja a formaüregben, hogy ne veszítse el a hőmérsékletét;

– a formaüreg nyugodt és egyenletes feltöltése fémmel turbulencia nélkül, ami kiküszöböli a forma erózióját, valamint a levegő beszívását és keverését a fémbe;

– a salak és más nem fémes zárványok felfogása, hogy megakadályozzák azok fémmel történő bejutását a formaüregbe;

– irányított megszilárdulás létrehozása alulról felfelé, hogy a kristályosítás során folyékony fémmel táplálja az öntvényt a zsugorodási üregek kialakulásának megakadályozása érdekében;

– az öntvényszerkezet homogenitása a kristályosodás után;

– akadályok hiánya az öntvények zsugorodása során a feszültségek és repedések kialakulásának megelőzése érdekében;

– a kapurendszer minimális ötvözetfogyasztása (beleértve a kapukat és a nyereséget);

– könnyű leválasztás az öntvényről a formából való kiütés során.

A kapurendszer kialakításának szabványos elemekből kell állnia, amelyek elhasználódásuk esetén könnyen gyárthatók és cserélhetők. Az ábrán látható egy normál kapurendszer, amelyet a csatlakozón keresztül történő áramellátásnál használnak. 1. Sprue tál (tölcsér) 1 egy gyűjtő, amelybe folyékony fém áramlik az öntőüstből. Öntéskor törekedni kell a tál gyors feltöltésére és a benne lévő fém magas szinten tartására, ez biztosítja a salak edényben való megtartását.

Ezenkívül a salak és a nem fémes zárványok megtartása érdekében töltőtölcsér használatakor egy szűrőelem szerelhető a felszállócső közé. 2 rács formájában. Felszálló 3 egy függőleges csatorna, amely lefelé szűkül; ezen a csatornán keresztül jut a fém a salakcsapdába 4 . A salakfogó a forma felső felében található, és a salak, a nem fémes zárványok visszatartására és a fém adagolóba való ellátására szolgál. 5 , amely a forma alsó felében található, és az ötvözetet az öntőforma alakító üregébe juttatja.

Rizs. 1. Kapurendszer fémellátáshoz a formacsatlakozón keresztül:

1 – tölcsér; 2 - szűrőbetét; 3 – felszálló;

4 – salakfogó; 5 – etető

A tolóerő és a nyereség szintén a kapurendszer része. A szellőzőnyílások arra szolgálnak, hogy eltávolítsák a gázokat és a nem fémes zárványokat a formaüregből az öntési folyamat során, és lehetővé teszik a formaüreg kitöltési folyamatának befejezését a fém emelkedésének figyelésével. A kiemelkedések száma az öntvények méretétől és konfigurációjától függ. Kis és közepes méretű öntvények gyártása esetén korlátozódhat egy ütköző beépítésére, de nagy öntvényeknél kettő vagy három vagy több ütközőt kell beépíteni. Ha az öntvény formázott felülettel rendelkezik, az ütközőt a modell legmagasabb elemére kell felszerelni, amelyből a forma felső fele készül. Kerülendő az öntvény masszív részeire dudorok beépítése, mivel ez zsugorodási üreg kialakulásához vezet a dudor alatt, mivel a viszonylag vékony dudor gyorsabban hűl le, mint a masszív rész, és ez táplálja.

Kapurendszerek típusai

A kapurendszerek az öntvény alakjától, méreteitől és az öntvény ötvözet tulajdonságaitól függően eltérő kialakításúak.

1.Az olvadéknak a forma munkaüregébe való bejuttatásának módja szerint A kapurendszerek a következőkre oszthatók: felső, szifonos (alsó), lépcsőzetes, függőleges rés (34L ábra).

Rizs. 2 Kapurendszerek típusai

a - felső; b – szifon (alsó); c – oldalsó; g - lépcsőzetes; d – függőlegesen hornyolt;

1 – tányér; 2 - felszálló; 3 - salakfogó; 4 - adagoló; 5 - tolóerő; 6 - öntés

Felső kapurendszer (2. ábra, a).

A rendszer előnyei: alacsony fémfogyasztás; a kialakítás egyszerű és könnyen megvalósítható a formák készítése során; az olvadék felülről történő betáplálása kedvező hőmérséklet-eloszlást biztosít az öntött formában (a hőmérséklet alulról felfelé emelkedik), és ezáltal kedvező feltételeket biztosít az öntvény irányított kristályosodásához és betáplálásához.

Hátrányok: a felülről lehulló patak elmoshatja a homokpenészt, dugulásokat okozva; az olvadék permetezése során fennáll annak a veszélye, hogy oxidálódik, és levegő keveredik az áramlásba, és oxidzárványok képződnek; a salakgyűjtés nehézkessé válik.

A felső kapurendszer alacsony (öntéshelyzetben lévő) öntvényekhez, könnyű tömegű és egyszerű formájú, olvadt állapotban erős oxidációra nem hajlamos ötvözetek (öntöttvas, szénszerkezeti acél, sárgaréz) készült.

Szifon (alsó) kapurendszer (2. ábra, b)

Könnyen oxidálódó és gázokkal (alumínium) telített ötvözetek öntésére széles körben alkalmazzák, biztosítja az olvadék csendes bejutását a forma munkaüregébe, és annak fokozatos feltöltését alulról érkező fémmel nyitott sugár nélkül. Ugyanakkor a kapurendszer kialakítása bonyolultabbá válik, megnő a rajta lévő fémfogyasztás, és az öntött formában kedvezőtlen hőmérséklet-eloszlás jön létre az alsó részének erős felmelegedése miatt. Lehetséges zsugorodási hibák és belső feszültségek kialakulása. Egy ilyen rendszerrel korlátozott a magas vékonyfalú öntvények beszerzésének lehetősége (alumíniumötvözetek öntésekor a formát nem töltik meg fémmel, ha az öntvény magasságának és falvastagságának aránya meghaladja a 60-at, H/δ ≥60).

Oldalsó kapurendszer (2. ábra, c).

A fémellátás az öntvény középső részén (a formacsatlakozó mentén) történik.

Ezzel a rendszerrel különféle ötvözetekből, kis és közepes súlyú alkatrészekből öntvényeket állítanak elő, amelyek szimmetriasíkja egybeesik a forma szétválási síkjával. Köztes a felső és az alsó között, ezért egyesíti egyes előnyeiket és hátrányaikat.

Többszintű kapurendszer (2. ábra, d).

A lépcsőzetes kapurendszerrel az olvadékot több szinten szállítják. Az adagolók szekvenciálisan működnek, az alsóktól kezdve, ahogy a fémszint emelkedik a formaüregben. Ezeket a csendes töltést és forró fémet biztosító rendszereket széles körben alkalmazzák vas- és színesfém ötvözetekből nagy és vékonyfalú öntvények előállításához.

Függőleges réskapurendszer (2. ábra, e).

Egyfajta horogsor. Főleg színesfémekhez és ötvözetekhez tervezték.

A kapurendszer minden elemének megvan a maga célja, a nem megfelelő gyártás öntési hibákat okozhat. Ezért az öntvények tömeggyártásánál jövedelmezőbb a kapurendszer előre gyártott modelljei használata, amelyek tervezési területtel és megfelelő profillal rendelkeznek.

Sprue tál vagy tölcsér olyan tartályok, amelyek a fém kiöntő berendezésből való fogadására és a felszállócsonkon és a kapurendszer egyéb elemein keresztül a forma munkaüregébe való bejuttatására szolgálnak.

A fúróedényben az olvadékáram először az üregbe lép be M, ennek eredményeként a fémnyomás csökken, és a salakzárványok részleges elválasztásának feltételei megteremtődnek. A kivezető tölcsér általában csonka kúp alakú, felfelé tágul, ami megkönnyíti a fémáram bejutását az öntés során. Közepes méretű és nagyméretű öntvények gyártása során gyakran külön bővítményekben készítik el a fúrótálakat. A tálnak lehet válaszfala , jobb salakvisszatartás biztosítása; A tál jobb lebegést és salaktartást biztosít azáltal, hogy centrifugális forgatást biztosít az olvadéknak.

A mérőpohár különlegessége, hogy térfogata megfelel az öntőforma fémfogyasztásának. Az olvadék tálba öntése előtt a kivezető nyílást egy dugó zárja le, ami lehetővé teszi, hogy a tálban felhalmozódjon a forma kitöltéséhez szükséges mennyiségű olvadék, tartsa meg, hogy a salak felszálljon, és a dugó felemelésével biztosítsa a forma egyenletes öntését.

Felszálló Ez egy függőleges (ritkábban ferde) egyenes vagy ívelt csatorna, amely az olvadék elvezetésére szolgál a kapuzó tálból (vagy tölcsérből) a kapurendszer egyéb elemeibe: fém gyűjtőbe, kapucsonkba (elosztóba), salakfogókba, adagolókba (ábra 1.8). Ritkábban az emelkedő közvetlenül a forma munkaüregébe kerül.

A leggyakoribb felszállók kúpos alakúak, lefelé keskenyednek. A felszállókat hengeres formában, valamint ovális és téglalap keresztmetszetben használják. Az olvadt állapotban könnyen oxidálódó színesfém ötvözetek (alumínium, magnézium) öntésekor táguló felszállókat használnak az olvadék mozgási sebességének csökkentésére, csökkentve a levegővel való keveredés kockázatát, szerpentin felszállókat.

Fémdetektor, olajteknőnek is nevezik, a felszállócső végén félgömb alakban készül, és a lehulló olvadéksugár hatásának enyhítésére, fröccsenésének csökkentésére és az áramlás irányának zökkenőmentes megváltoztatására szolgál.

Sprue futás, kollektornak is nevezik, közvetlenül a felszálló aljánál vagy a fémfogadónál szomszédos, és általában vízszintes csatorna vagy csatornarendszer formájában készül, amely a fém elosztására szolgál a formaelválasztó síkjában. Általában az olvadékot közvetlenül az adagolókhoz juttatják a kapujáraton keresztül, ez gyakran salakfogóként működik.

Salakfogók arra szolgálnak, hogy visszatartsák a salakot és más nem fémes zárványokat az olvadékban, mint például az oxidfilmet, a formázóanyag részecskéit és az üst tűzálló bélését (bélését). A fémmel együtt az adagolók felett elhelyezkedő salakfogóba hulló salakszemcsék felúsznak és benne maradnak anélkül, hogy behatolnának a formaüregbe.

A salak összegyűjtése a kollektorban is megtörténhet, ha azt gyorsan megtöltik fémmel, és elegendő hosszúságú ahhoz, hogy a salakszemcséknek legyen idejük felúszni a tetejére, mielőtt az adagolóba kerülnének. Ez nagy valószínűséggel alacsony olvadékmozgási sebességnél fordul elő a kollektorban, nehéz ötvözetek (öntöttvas, acél, sárgaréz és bronz) öntése esetén, amikor a lényegesen könnyebb, nem fémes zárványok gyorsan felúsznak. Könnyű ötvözetek (alumínium, magnézium) öntésekor ez általában nem történik meg, és a kollektor csak vízszintes síkban az olvadékot az adagolókhoz szállító csatornaként szolgál. Ezért a salak és más nem fémes zárványok megbízható megtartása érdekében az öntvények bármilyen öntvényötvözetből történő gyártása során különféle speciális salakgyűjtő eszközöket használnak a kapurendszerben.

A kapu megfullad- az olvadék mozgási sebességének és a forma kitöltésének szabályozására a kapurendszerben lokális szűkítéseket alkalmaznak függőleges résszerű csatornák formájában.

Etetők- csatornák, amelyek a fém közvetlen betáplálását szolgálják a forma munkaüregébe. Az adagolók jellemzően egyenes trapéz keresztmetszetű csatornák, és a kapuzó járat vagy salakfogó és az öntvény között helyezkednek el. Az adagolók legjellemzőbb elhelyezkedése a kapujárat alatt vagy annak alsó részén található (lásd 1.15.6. ábra), ami megnehezíti a salak bejutását a formaüregbe.

Korbácsolás- a kapurendszer elemei a formaüregből a levegő és a gázok eltávolítására, valamint annak olvadt fémmel való feltöltésének szabályozására. Egyes esetekben a szellőzőnyílások az öntvény fémmel való ellátását is szolgálják annak megszilárdulása során, azaz profitként működnek. A szellőzőnyílások rendeltetésüknek megfelelően felül nyíló, általában kerek, ovális vagy téglalap keresztmetszetű függőleges vagy ferde csatornák, amelyeket a forma legmagasabb részei fölé helyeznek el, amelyek a legtávolabb vannak a fémellátás helyétől vagy szomszédosak. őket az oldalon.

Nyereség. A fém öntőformában történő zsugorodása során az öntvény falaiban zsugorodási üregek keletkezhetnek, amelyek ott keletkeznek, ahol a fém hosszú ideig folyékony állapotban marad, pl. az öntvény vastag szakaszaiban. Az öntvény vékony szakaszaiban üregek nem képződhetnek, mert a megszilárdulás során fellépő zsugorodást a szomszédos, vastagabb, még folyékony állapotban lévő öntvényszakaszokból fém kompenzálja. Ha az öntvény megszilárdulása során folyékony fémet adnak hozzá időben arra a helyre, ahol a zsugorodási üreg kialakul - az öntvény táplálására, akkor az öntvényben nem lesz zsugorodási üreg. Hasonló technikát használnak az öntvények gyártásában a zsugorodási üregek leküzdésére. Az öntvényt zsugorodása idején a kapurendszer elemének folyékony féme táplálja, amely az öntvény azon része fölött van elrendezve, ahol a héjképzés lehetséges. Ezt az üreget a formában profitnak nevezzük. A profit az öntőformában lévő nyitott vagy zárt üregek, amelyek az öntvény legmasszívabb részei mellett helyezkednek el, és az öntvények táplálására szolgálnak a megszilárdulási időszakban, hogy megakadályozzák a zsugorodási üregek kialakulását és a lazaságot.

A nyereséget az öntvényhez viszonyított elhelyezkedésük szerint osztályozzák: felső és oldalsó, vagy kimenet; kialakítás szerint - nyitott és zárt, alak szerint - kúpos, hengeres, félgömb alakú, gömb alakú, kiemelkedések formájában stb.

A helyszínnek, a szerkezetnek és a haszonkulcsoknak olyannak kell lenniük, hogy:

1. a nyereségben lévő folyékony fémnek elegendőnek kell lennie ahhoz, hogy kompenzálja az öntvény betáplált részében bekövetkező zsugorodást;

2. az olvadék megszilárdulása a profitban a betáplált egység megszilárdulása után kell, hogy véget érjen, és a zsugorodási hibák (üregek, porozitás) teljes mértékben jelen legyenek a profitban, anélkül, hogy az öntvénybe kerülnének.

Ugyanakkor törekednek arra, hogy a megadott feltételek teljesülése esetén a (számítással meghatározott) nyereséges fémfelhasználás minimális legyen.

A kapurendszer olyan csatornák és tartályok összessége, amelyeken keresztül az üstből a folyékony fém a formaüregbe jut (8. ábra).

Rizs. 8.

A kivezető edény (2) egy tartály, amely a folyékony fém befogadására és a 3 felszállóba való továbbítására szolgál.

Felszálló (3) - kerek, ovális vagy más keresztmetszetű függőleges (néha ferde) csatorna, amelyet arra terveztek, hogy fémet szállítson a tálból a kapurendszer más elemeibe.

A salakfogó (1) egy csatorna, amelyben a salakot és a nem fémes zárványokat visszatartják, és a folyékony fém a formába viszi. Annak érdekében, hogy öntés közben ne kerüljön salak a formaüregbe, a formatálat folyamatosan színültig meg kell tölteni. Ez elősegíti a salak lebegését, és megakadályozza, hogy bejusson a formaüregbe. A salak egy részét azonban a folyékony fém még magával ragadhatja. Hogy ne kerüljön a formába, salakfogót használnak. A fémnél jóval kisebb üregű salak a salakfogó felső részébe úszik, és ott is marad, a salakfogó alsó részéből a tiszta fém az adagolón keresztül jut be a formaüregbe. A salak jó megtartása érdekében az adagolók általában a salakfogó alatt helyezkednek el.

A salakfogót nehézfémekhez használják, amelyekre a salak nagy sebessége jellemző. Könnyű ötvözetek esetén gyűjtő-elosztó szükséges, mivel az öntött fém sűrűsége közel van a salak sűrűségéhez, és a salak lebegési sebessége elenyésző.

Adagolók (futók) (4) - csatornák, amelyek a fémet közvetlenül a formaüregbe szállítják.

A kapurendszereket a következő leggyakoribb típusokra osztják (a 9. ábrán szereplő jelölések a 8. ábrának felelnek meg):

Rizs. 9.

1) felső (9. ábra, A) - az adagolók fémmel látják el az öntvény felső részét;

2) fenék vagy szifon - az adagolók fémet szállítanak az öntvény alsó részére (9. ábra, b);

3) hornyolt - az adagolók az öntvény magassága mentén szállítják a fémet (9. ábra, V);

4) többszintű - az adagolók több szinten szállítják a fémet
(9. ábra, G).

A kapurendszer típusát a fém típusától, az öntvény kialakításától, az öntés során elfoglalt helyzetétől stb.

A kapurendszer típusának megválasztása mellett nagy jelentőséggel bír az adagolók öntvénybe szállításának helyének megválasztása. Az ötvözet tulajdonságaitól, az öntvény kialakításától (teljes méretek, falvastagság) függően a fém betáplálásánál törekednek arra, hogy akár irányított szilárdulást, akár az öntvény különböző részeinek egyidejű, egyenletes hűtését biztosítsák.

A kapurendszereket kiszámítják. A számítás a kapurendszer legkisebb keresztmetszetének (felszálló vagy betápláló) területének meghatározásához vezet, majd a rendszer többi elemének keresztmetszeti területeinek arányai alapján történő meghatározásához.

A legkisebb keresztmetszeti terület F ns képlet alapján keresse meg

ahol G a minimális keresztmetszeten áthaladó fém tömege;

f- a töltés időtartama, s: ;

G- folyékony fém sűrűsége, g/cm 3 ;

m- a kapurendszer fogyasztási együtthatója, figyelembe véve a sebességveszteségeket és a súrlódási fordulatokat;

N R- tervezési nyomás, cm; d- az öntvény uralkodó falvastagsága, mm;

S- együttható a falvastagságtól és az öntvénykonfigurációtól függően: titán- és magnéziumötvözetekhez és acélhoz - 0,91...1,7; alumíniumötvözetek - 1,7…3,0.

Nyomás N R függ az öntési módtól, a kapurendszer típusától, az öntvény helyzetétől a formában és egyéb tényezőktől. A fém öntőforma csatlakozón keresztül történő ellátása esetén, ami nagyon elterjedt az öntödékben, N R képlettel lehet kiszámítani

Ahol N 0 - az öntött fém kezdeti maximális nyomása;

R- távolság az öntvény legmagasabb pontjától a fémellátási szintig;

Val vel- az öntvény magassága (a fémöntési helyzettől függően).

A kapuzó csatornák területeinek kiszámításakor használja a relációkat

Az öntvények gyártása jelentősen csökkentheti az alkatrészek feldolgozásának és a felesleges anyag eltávolításának munkaerőköltségét. A kapurendszer az olvadék üstből a formába történő szállítására szolgál. Egyenletesen kitölti az üregeket, és garantálja a fém kristályosodását feszültség kialakulása nélkül. A kapurendszer olyan csatornák komplex kialakítása, amelyek szabályozzák az olvadék sebességét és nyomását. Konfigurációja elősegíti a salak lebegését a profitra.

Amikor az öntvényt eltávolítják a homokból, az LS érdesnek tűnik. Fölösleges fém benyomását kelti az alkatrész körül. Valójában az öntési folyamat során a kapuellátó rendszer részein keresztül a levegő távozik és a salak leválik, a hűtés során bekövetkező zsugorodást pedig a fém táplálja. Az LPS szabályozza a nyomást a munkadarab összes elemének kitöltéséhez. A helyes számítás eredményeként a kapott öntvény szerkezete sűrű és egyenletes a teljes keresztmetszetben.

A rendszer célja

A folyékony olvadék falroncsolás nélküli szállítása, a formaüreg egyenletes, állandó sebességű kitöltése a kapurendszer céljának tekinthető. Ugyanakkor a felszállókból, adagolókból és a nyereségből származó járatok labirintusa:

• elválasztja a salakot a fémtől;
• nem engedi át a levegőt és elválasztja;
• eltávolítja a felgyülemlett gázokat;
• szabályozza a kristályosodást;
• táplálja a penészt, miközben lehűl.

A kapurendszer részeinek formája megakadályozza a hűtőöntvény felületének levegővel való érintkezését, egyenletes hűtést biztosítva átmeneti zónák és gyors kristályosodási helyek nélkül.

Az öntödei gyártás magában foglalja a legyártott alkatrészek kontúrjainak kialakítását a szükséges technológiai lejtéssel és feldolgozási tűréssel. Ezt követően a formákban elkészítik az adagolórendszert – LPS-t. Úgy számítják ki, hogy figyelembe veszik a teljes üreg egyenletes kitöltését a jövőbeli rész alakja és falainak vastagsága alapján.

A kapurendszer helyét és típusát a munkadarab konfigurációja és méretei alapján választják ki. A fémnek egyenletesen, azonos sebességgel kell kitöltenie az egész teret, anélkül, hogy tönkretenné a forma belső falait.

Alapvető elemek

A kapurendszer több elemből álló összetett szerkezet. Minden részlet a maga szerepét tölti be, és lehetetlen eltávolítani.

A kapurendszer elemei a következők:

• külső kúp;
• függőleges kúpos felszálló;
• adagoló;
• kapu.

A folyékony fém az üstből egy tálba esik - egy kúp alakú fordított tölcsérbe. Könnyebb a folyékony fémsugarat a kúp széles külső részébe juttatni, mint egy keskeny csatornába. Ugyanakkor a patakot kísérő levegő felfelé préselődik, és nem jut be. A kiöntő edényt minden kiöntőrendszerben használják. A kúp méretét az öntvény mérete és súlya alapján választjuk ki. A külső kúp szabályozza az olvadék mozgási sebességét a kapurendszer mentén és az öntési időt.

Nehéz folyadék rohan le a keskeny felszállón, csökkentve a mozgás sebességét. A kúp irányától függetlenül a felszálló keresztmetszete lényegesen kisebb, mint a tölcséré.

A felszállócső alatt van egy kis kúpos tágulás és egy mélyedés - egy olajteknő, amely megakadályozza a fröccsenést. A folyékony fém összegyűlik benne, és kioltja a patak energiáját, hasonlóan a vízesés alatti tározóhoz. Ha a sugár a forma kemény felületére esik, eltöri azt. A kis kifröccsenések gyorsan megkeményednek, üregeket és folytonossági hiányokat képezve az anyag teljes tömegében.

Az olajteknőből a folyadék alulról felfelé áramlik, a kapujáratba áramlik, és a salakot a felszínre nyomja. Ez lehetővé teszi az ütések hosszának csökkentését és a fém ésszerű használatát.

A kapuzási löketek mindig az elválási síkban történnek. Trapéz keresztmetszetűek, és a teljes áramlást több részre osztják, egyenletesen elosztva az adagolók között a teljes hosszon.

Az LPS-ben az adagolók az utolsó elemei. A csatlakozó teljes területén eloszlanak, és egyenletesen kitöltik a jövőbeli öntvény üregét.

A rész felső részében a táplálkozási rendszeren kívül a profit és a mentesítés került beépítésre. Az első a salak felhalmozására és a zsugorodás táplálására szolgál. Lehűléskor az alkatrész mérete csökken, megereszkedik, a nyereségből a fém teszi ki a szintet. A nyereség mértéke az öntvény konfigurációjától és területétől függ. Például a lendkerék elárasztott. Tengelye függőlegesen van elhelyezve. A kerékagy fölé egy nyereség kerül beépítésre, ha az alkatrész legfeljebb 0,5 tonna. Nagyobb méreteknél a perem mentén salakkúpokat is készítenek.

A forma felső részén található szellőzőnyíláson keresztül gázok távoznak kifelé, amelyek mégis a formába kerültek és felfelé emelkedtek. Megengedett a tolóerő kombinálása a központi haszonnal.

A teljes lehűlés után az alkatrészt kiütik a formából, és levágják - minden adagolót és hasznot levágnak egy autogénnel vagy egy kalapáccsal. A fennmaradó szakasz hossza az acél minőségétől függ. Erősen ötvözött acéloknál ez 80-150 mm, és végül mechanikai megmunkálással távolítják el izzítás után. Az erősen ötvözött acélokat és az öntöttvasat a kapurendszerrel együtt, vagy csak az éleket izzítják, és csak ezt követően végzik el a vágást. A hőkezelést közvetlenül az öntvény keverékből való eltávolítása után végezzük, hogy enyhítsük a feszültséget és csökkentsük a keménységet.

A kapurendszer számítási módszerei a forma teljes kitöltésének sebességén alapulnak. Meghatározzák mindenekelőtt az adagolók keresztmetszetét és számát. A számítások a hidraulikus képleteken és a nyomást létrehozó felszállók magasságán alapulnak. A különböző minőségű öntöttvas és acél esetében az adagolók, felszállók és felszállók területének aránya az anyag folyékonyságától és a falvastagságtól függően eltérő. Ezenkívül a képletbe egy korrekciós tényező kerül be, amelynek értéke az öntvény súlyától függ.

A rendszerek típusai

Az LPS típus az optimális megoldás a forma gyors és egyenletes feltöltése és a csatornákban a minimális fémveszteség között. Különféle típusú rendszereket használnak.

A kialakítás nagymértékben függ az anyag márkájától. Színesfémekből és öntöttvasból készült kis alkatrészek 20 kg-ig fröccsöntést végeznek. Elve az, hogy a forma első részét folyékony fémmel töltjük meg, majd gyorsan, nagy nyomással nyomjuk bele az olvadékot a második felébe, ami az alkatrész közvetlen formája. Gyors kristályosítás hűtőrendszerrel, majd néhány másodperc múlva az öntvényt eltávolítják.

Az öntőforma magas, akár 100 000 dolláros költsége és a 2-3 hónapos gyártási idő hihetetlenül megdrágítja az egyes öntvényeket. Költséghatékony a nyomóformák használata, amelyek termelékenysége 10-50 öntvény/óra tömeggyártásban.

A pusztító módszer - az alumínium homokba öntése elveszett viaszmodellek segítségével - lehetővé teszi összetett konfigurációjú termékek olvasztását.

A sajátosság az, hogy viaszból vagy más alacsony olvadáspontú anyagból pontos másolatot készítenek az alkatrészről, és egy adagolócsatornával homokba helyezik. Az öntés függőlegesen történik, az LPS-ben lévő fémveszteség nélkül. Számos szellőzőnyílás különbözteti meg, amelyeken keresztül gáz távozik az égett modellből.

Az 50 kg-ot meghaladó tömegű acél- és öntöttvas termékekhez főként vízszintes kapurendszert használnak, amely kényelmesebb kialakítás a csatlakozókhoz való igazításhoz. Az adagolók függőleges kialakítása alkalmas színesfém ötvözetek és magas olvadáspontú fémek öntésére. A kapurendszerek típusait és a számításokat az alkatrész jellemzői befolyásolják:

• súly;
• hosszúság és szélesség aránya;
• Falvastagság;
• a konfiguráció összetettsége.

A kapuszerkezetek típusait az öntés iránya alapján különböztetjük meg: függőleges az alacsony, nagy területű részek esetében, és vízszintes, ha az öntvény magassága nagyobb, mint a szélesség.

Ellátási mód szerint

Az olvadékok különböző szinteken szállíthatók az LPS-hez:

• felett;
• oldal;
• lent;
• függőleges magasságban;
• több sorba egyesítve.

Az LPS típusait az adagolók elrendezésének módja szerint különböztetjük meg.

Felső

A felső rendszernél az adagolók egy síkban vannak a kapukkal. Ezt a módszert leggyakrabban vékonyfalú öntöttvas öntvények előállítására használják. A fémet felülről öntik. Összetett konfigurációban az alsó jumperek mentén folyik a forma másik oldalára a tálból és a felszállóból. Annak érdekében, hogy a töltés gyorsan elvégezhető legyen, vékony áthidalókkal a felszálló oldalán, vastagítást készítenek a formában. Gépen történő feldolgozáskor eltávolítják.

A felső kapurendszer a legegyszerűbben kivitelezhető, és a forma gyors, fémmel való közvetlen megtöltése jellemzi. Egyenletes kristályosodáshoz és minimális anyagfelhasználáshoz vezet az ellátó csatornák kitöltéséhez. Kiütéskor az öntvény könnyen megszabadul a formáló homoktól.

Jellemző hátránya a folyékony fém lépcsőzetes kisülése. Ez a levegő beszorulásához és a fém slaggal való keveredéséhez vezet. Az aktív áramlás eredményeként hab képződik. A salak a kollektorban marad anélkül, hogy elhagyná a kaput. Az olvadék nagy magasságból esik a formába, és az olajteknő nem véd a falak, a forma alja és a rudak forró sugár általi tönkretételétől. Fröccs képződik.

A felső kapurendszer hátrányait a forma szegélyezése vagy megdöntése küszöböli ki. A 100 mm-nél kisebb részeknél a felülről történő töltést használják.

A vékony falú üreges alkatrészekhez esőrendszert használnak - egy felső típust. Az adagolók a kerület mentén felülről vannak felszerelve, és egyenletesen töltik ki az öntvényt. A kristályosodás alulról felfelé történik, az anyagzsugorodást közvetlenül az adagolók kompenzálják. Masszív részek öntésekor az esőrendszert csapokkal kombinálják.

Alsó

Az olvadt fémet adagolók táplálják a forma alsó részébe. A nyomást egy magasra szerelt tál és hosszú, fordított kónuszú felszállók teremtik meg - az alja felé szűkítve. A formát alulról egyenletesen töltjük fel, oxidáció és habzás nélkül. A nem fémes zárványok megmaradnak anélkül, hogy bejutnának az alapfémbe. Az olvadék alulról, a kapuzócsatornákon keresztül belépve levegőt, gázokat és salakot kiszorít az áramlásba.

A kapuzat kialakításának hátránya a forma alsó részének túlmelegedése és a kristályosodás során bekövetkező nagymértékű zsugorodás. Ez különösen a színesfémeken, ötvözeteiken és az öntöttvason észlelhető. A zsugorodási üregek az alkatrész törzsébe süllyeszthetők. Az erősen ötvözött acéloknál átmeneti feszültségzónák jönnek létre, ha az alsó rész túlmelegszik, a felső rész pedig gyorsan lehűl.

A nagy hővezető képességű alumínium kapurendszerének számítása hűtőrendszert és kiegészítő fémet tartalmaz a zsugorodás, a kapuk és az adagolók megnövekedett magasságának kompenzálására.

Oldalsó

Könnyen használható kapurendszer. Alkatrészei többnyire a csatlakozó síkjában helyezkednek el. Az olvadék alulról tölti ki az öntvény felső részét, és felülről folyik le. A falak nem tönkremennek, nem képződik hab. A kitöltés simán, nyugodtan megy végbe az üreg teljes szélességében.

Az oldalöntvény egyik változata a függőleges réskapurendszer, amelyet nagy magasságú alkatrészek gyártására használnak. Ebben az adagolók az oldalon, függőlegesen az alkatrész tengelye mentén helyezkednek el. A rendszer változó keresztmetszetű, vékony falú és éles átmenetű öntvényekhez alkalmas. Az olvadékot nyugodtan vezetjük be, és jól kitölti a formát. A salakok és a homok keverék részecskéi a kollektorban kerülnek leválasztásra. A kristályosodási folyamat egyenletesen, alulról felfelé halad.

A függőleges réskialakítás gyenge pontja a forró folyadék habzása az öntés kezdeti pillanatában. Az adagolók közelében lévő területeken túlmelegedés és fémzsugorodás léphet fel. A függőleges nyílászáró rendszert nehéz megmunkálni, szétszerelni és eltávolítani.

Hosszú sor

Nagy részeket egyszerre töltenek fel két vagy több adagolóvezetékkel. Vízszintesen vagy függőlegesen helyezik el az elválasztó síkban, növelve a forma szakaszainak számát. A fém alulról és felülről áramlik a formába, egyenletesen kitöltve nagy térfogatot. A kristályosodási folyamat a teljes térfogaton megy végbe.

Ha a lépcsőzetes rendszer vízszintesen van elhelyezve, a számítás korrekciós tényezőkkel történik, amelyek figyelembe veszik az üreg gyorsabb feltöltését az alsó kapus adagolókon keresztül nagy nyomással. Az olvadékmozgás sebességét az alsó adagolók keresztmetszetének csökkentésével kiegyenlítjük.

A lépcsőzetes kapurendszerrel a fém egyenletesen áramlik különböző síkokban. Csökken az átmeneti zónák kialakulásának kockázata a kristályosodás során. A zsugorodás lassan megy végbe, az üregeket az olvadék tölti ki.

Magas részeknél az adagolók függőlegesen, 2 sorban vannak elhelyezve. A fémet alulról felszállóvezetékeken keresztül táplálják. A töltés egyenletes és csendes, levegő bezáródás nélkül. A gázok és a salak az alapfémmel együtt felfelé emelkednek, kitöltve a hasznot.

Kombinált

Többféle kapuszerkezet kombinálása egy kialakításban lehetővé teszi egyesek hátrányainak kompenzálását mások előnyeivel. Az ilyen rendszereket nagy tömegű és összetett konfigurációjú alkatrészek homokformába öntésével hozzák létre. Ha az alkatrésznek nagyobb a keresztmetszete a széleken, mint a közepén, akkor a legnagyobb vonalakra adagolókat szállítanak. Ennek eredményeként a legnagyobb tömegű elemek megtelnek. Ezután a közepét megtöltjük. A kristályosodás a kerület mentén az öntvény minden részében egyidejűleg kezdődik.

Az összetett konfigurációk megkövetelik az olvadék egyidejű áramlását a vékony válaszfalakkal összekapcsolt összes elembe. A kapuszerkezetek kombinálása lehetővé teszi a fém egyidejű áramlását minden helyre.

Minél kisebb a súlya, annál egyszerűbb a kapurendszer. A sok átmenettel rendelkező nagy öntvényekhez lépcsőzetes és kombinált kapurendszereket telepítenek. A dizájn egyszerűsödik elemeinek kombinálásával. Például ürítés és profit, salaktartályokon keresztül öntés.

A következő cikkek is érdekelhetik Önt:

Fémek és ötvözetek öntési típusai