Литниковой системой называется система каналов, по которым металл заполняет форму. Основными элементами литниковой системы являются (см. рис. 9): 1 – литниковая чаша, 2 – стояк, 3 – шлакоуловитель, 4 - питатель, 5 - выпор.
Рис. 9. Элементы литниковой системы (на примере фланца чугунного):
1 - литниковая чаша, 2 – стояк, 3 – шлакоуловитель, 4 - питатель, 5 – выпор; 6 - отливка
У отливок значительной массы к литниковой системе может относится также и прибыль – дополнительная полость, устраиваемая над массивными частями отливки для их питания. Прибыль позволяет избежать усадочных раковин.
Расчет литниковой системы сводится к определению площади наименьшего сечения литниковой системы (стояка или питателя) с последующим определением (по соотношениям) площадей сечения остальных элементов литниковой системы.
Площадь наименьшего сечения Fнс находят по формуле:
где Q – масса металла, прошедшего через минимальное сечение;
τ – продолжительность заливки, с;
ρ – плотность металла (см. табл. П1, приложение 2), кг/м3;
μ – коэффициент расхода литниковой системы, учитывающий потери на трение, для тонкостенного сложного литья μ = 0,35;
Hр – расчетный напор, м;
g – ускорение силы тяжести, g =9,81 м/с2.
Для расчета массы металла Q, необходимо вычислить объем полости литейной формы Vп, который, в первом приближении, можно принять равным объему модели отливки Vо. Рассчитать объем модели можно с помощью табл. П2 справочного приложения 2. Массу металла Q определяют по формуле:
Продолжительность заливки формы τ определяют по формуле:
где δ – преобладающая толщина стенок отливки, мм;
S – коэффициент, зависящий от толщины стенки и конфигурации отливки: для чугуна S =1,8; для стали – S =1,5; для медных сплавов – S =2,0; для алюминиевых сплавов - S =2,5.
Напор Hp зависит от способа заливки литниковой системы, положения отливки в форме и других факторов. В наших случаях при подводе металла по разъему Hp рассчитывают по формуле:
где H0 – первоначальный максимальный напор (см. рис. 10), м;
Р – расстояние от самой верхней точки отливки до уровня подвода, м;
С – высота отливки (по положению при заливке), м;
Рис. 10. Схема расчета литниковой системы:
H0 – первоначальный максимальный напор, м;
Р – расстояние от самой верхней точки отливки до уровня подвода, м;
С – высота отливки, м
По площади наименьшего сечения Fнс рассчитывают площади сечения остальных элементов литниковой системы по соотношениям:
1) для чугунных отливок
Fпит.: Fшл.: Fст. = 1,0: 1,1: 1,2;
2) для отливок из медных сплавов
Fпит.: Fшл.: Fст. = 4,0: 2,0: 1,0;
3) для отливок из алюминиевых сплавов
Fпит.: Fшл.: Fст. = 5,0: 2,5: 1,0.
4) для остальных отливок
Fпит.: Fшл.: Fст. = 1,0: 1,2: 1,4;