Литниковая система для отливок мелющих тел

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ЛИТНИКОВАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ОТЛИВОК МЕЛЮЩИХ ТЕЛ(71) Заявители Открытое акционерное общество Минский завод отопительного оборудования Научнопроизводственное частное унитарное предприятие Инжгеострой(72) Авторы Писаренко Леонид Зотович Бусел Иван Андреевич Метельский Николай Павлович Лешко Андрей Васильевич Дорошенко Дмитрий Иванович Ясинский Анатолий Всеволодович(73) Патентообладатели Открытое акционерное общество Минский завод отопительного оборудования Научнопроизводственное частное унитарное предприятие Инжгеострой(57) 1. Литниковая система для получения мелющих тел в разовых земляных формах с вертикальным разъемом, содержащая стояк, общий литник, систему питателей и множество расположенных вертикальными рядами рабочих полостей для отливки мелющих тел, причем каждый питатель связан с соответствующим вертикальным рядом рабочих полостей с возможностью последовательного питания этих рабочих полостей, отличающаяся тем,что для каждой пары вертикальных рядов рабочих полостей для отливки мелющих тел предусмотрен дополнительный вертикальный литник, сформированный симметрично в обеих полуформах, расположенный между рядами пары, непосредственно связанный с общим литником и посредством питателей с каждой рабочей полостью каждого из вертикальных рядов пары. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что отношение площади сечения литн. дополнительного вертикального литника к площади сечения питателя пит. составляет литн.пит.5,2-6,9. 61882010.04.30 3. Система по любому из пп. 1 или 2, отличающаяся тем, что отношение ширины а вертикального литника к среднему размеруего поперечного сечения составляет а 5,1-5,6.(56) 1. Гарбер М.Е. Отливки из белых износостойких чугунов. - М. Машиностроение,1972. - С. 82. 2. Поддубный А.Н., Романов Л.М. Износостойкие отливки из белых чугунов для металлургии и машиностроения. - Брянск Придесенье, 1999. - С. 95. 3. Технические материалы фирмы ,, -2730, 1974. Полезная модель относится к области литейного производства и может быть использована в качестве литниковой системы для получения отливок мелющих тел. Известно, что наиболее распространенным видом брака мелющих тел (шаров, цильпебсов) является наличие усадочных раковин из-за дефицита питания, связанного с несовершенством существующих литниковых систем. Наличие в тепловых узлах мелющих тел усадочных раковин приводит в процессе эксплуатации к их разрушению в наиболее слабых сечениях - в области усадки, осколки разрушенных мелющих тел засоряют решетки шаровых мельниц, что затрудняет выход годного продукта, снижает его качество. Известна литниковая система для получения шаров диаметром от 13 до 50 мм в разовые песчано-глинистые формы с горизонтальным разъемом 1, содержащая стояк и коллектор, от которого горизонтальными рядами располагаются, питающие друг друга,рабочие полости для отливок мелющих тел. Как показала практика, около 60 отливок имеют раковины и рыхлоты, что снижает их износостойкость. Известна также литниковая система для отливок мелющих тел в металлические формы с вертикальным разъемом 2, где рабочие полости для отливок мелющих тел между собой соединяются последовательно, т.е. питают друг друга. Недостатком таких литниковых систем является то, что хотя питание рабочих полостей для отливок мелющих тел осуществляется друг другом, а верхние рабочие полости являются прибылями, не удается избежать усадочных раковин в отливках. Существует проблема высокого выхода годного,а также последующего отделения отливок от литниковой системы. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является литниковая система для получения мелющих тел с использованием разовых земляных форм с вертикальным разъемом, разработанная фирмой 3. Через стояк от общего литника рабочие полости для отливок мелющих тел располагаются вертикальными рядами, и питание рабочих полостей для отливок осуществляется последовательно друг другом через питатели. Однако изготовленная по данной схеме модельная оснастка также не обеспечила приемлемое качество литья. Усадочные раковины обнаружены в 60-80 отливок. Увеличение сечения питателей привело к тому, что отливки трудно отделялись друг от друга, но и в этих случаях усадочные раковины наблюдались у 60 отливок. Задачей полезной модели является создание литниковой системы, обеспечивающей 100 получение годных отливок без усадочных раковин и пористости, с оптимальным сечением питателей, обеспечивающим удовлетворительное отделение отливок от литниковой системы. Поставленная задача решается заявляемой литниковой системой для получения мелющих тел в разовых земляных формах с вертикальным разъемом, содержащая стояк, общий литник, систему питателей и множество расположенных вертикальными рядами рабочих полостей для отливки мелющих тел, причем каждый питатель связан с соответствующим вертикальным рядом рабочих полостей с возможностью последовательного пи 2 61882010.04.30 тания этих рабочих полостей. Поставленная задача решается за счет того, что для каждой пары вертикальных рядов рабочих полостей для отливки мелющих тел предусмотрен дополнительный вертикальный литник, сформированный симметрично в обеих полуформах,расположенный между рядами пары, непосредственно связанный с общим литником и посредством питателей с каждой рабочей полостью каждого из вертикальных рядов пары. В предпочтительных формах реализации отношение площади сечения литн. дополнительного вертикального литника к площади сечения питателя пит. составляет литн.пит.5,2-6,9 (в частности, для получения отливок мелющих тел массой 130-180 г),а отношение ширины а вертикального литника к среднему размеруего поперечного сечения составляет 5,1-5,6. Упомянутые выше и другие достоинства и преимущества заявляемой полезной модели будут рассмотрены ниже со ссылками на позиции чертежей, на которых схематично представлены фиг. 1 - литниковая система в соответствии с прототипом (в вертикальном разрезе по плоскости разъема) фиг. 2 - заявляемая литниковая система (в вертикальном разрезе по плоскости разъема) фиг. 3-6 - варианты формы выполнения и размеров вертикальных литников в различных проекциях. На фиг. 1 схематично представлена литниковая система, принятая в качестве прототипа. Литниковая система содержит стояк 1, общий литник 2, систему питателей 3 и множество расположенных вертикальными рядами рабочих полостей 4 для отливки мелющих тел,причем каждый питатель 3 связан с соответствующим вертикальным рядом рабочих полостей 4 с возможностью последовательного питания этих рабочих полостей 4. На фиг. 2 схематично представлена заявляемая литниковая система в одной из возможных предпочтительных, но не ограничивающих формах реализации. Литниковая система так же, как и в описанном выше случае, содержит стояк 5, общий литник 6 и множество расположенных вертикальными рядами рабочих полостей 7 для отливки мелющих тел. Кроме того, литниковая система дополнительно содержит для каждой пары вертикальных рядов рабочих полостей 7 для отливки мелющих тел дополнительный вертикальный литник 8,сформированный симметрично в обеих полуформах, расположенный между рядами пары. Каждый дополнительный литник 8 непосредственно связан с общим литником 6 и посредством питателей 9 с каждой рабочей полостью 7 каждого из вертикальных рядов пары. На фиг. 3-6 схематично представлены в различных проекциях различные возможные,но не ограничивающие формы выполнения дополнительного вертикального литника 8, а также различные варианты выбора его размеров шириныи среднего размерапоперечного сечения вертикального литника. Полезная модель поясняется также с помощью нижеследующего примера, в котором рассмотрена работа заявляемой литниковой системы. Пример. Получение отливок с использованием литниковой системы в соответствии с прототипом и в соответствии с заявляемой полезной моделью. Отливки комбинированных мелющих тел массой 174 г каждая получали по модельной оснастке, изготовленной в соответствии с прототипом 3 и в соответствии с заявляемой полезной моделью. Для получения отливок мелющих тел использовали вертикальные литники различных форм сечения и различных размеров. Варианты форм и размеров вертикальных литников и полученные результаты приведены в таблице. Формовку отливок осуществляли на АФЛ Дизаматик, а заливку - с использованием автоматической заливочной станции (печь ). Заливку производили белым хромистым чугуном следующего химического состава, мас.С 3,00,80,61,0 остальное. Для литниковой системы в соответствии с прототипом (фиг. 1) рабочие полости 4 для отливки мелющих тел заливались через стояк 1 от общего литника 2 через соответствующие питатели 3, при этом сами рабочие полости 4 располагались вертикальными рядами. 3 61882010.04.30 Таким образом, питание рабочих полостей 4 осуществлялось последовательно друг с другом через соответствующие питатели 3. Подбирались различные сечения питателей, например,612 мм (72 мм 2), усадка наблюдалась в 80 отливок (вариант 9, таблица). При сечении питателей 616 мм (96 мм) усадка наблюдалась в 60 отливок (вариант 10, таблица),при этом отливки затруднительно отделялись в гроздьях и от литников. Для литниковой системы в соответствии с заявляемой полезной моделью между каждыми двумя вертикальными рядами рабочих полостей 7 для отливок мелющих тел был предусмотрен дополнительный вертикальный литник 8, расположенный симметрично в обеих полуформах. По обеим сторонам от каждого вертикального литника 8 расположены (в полуформах с вертикальным разъемом) вертикальные ряды полостей 7 для отливки мелющих тел, которые запитываются через питатели 9. В заявляемой литниковой системе чугун через стояк 5 и общий литник 6 поступает в каждый из дополнительных вертикальных литников 8 и далее через питатели 9 - в каждую из рабочих полостей 7 для отливок мелющих тел. При этом за счет запитывания каждой рабочей полости 7 через отдельный питатель из соответствующего дополнительного вертикального литника удалось достигнуть более равномерное заполнение рабочих полостей 7 и практически исключить брак (наличие в отливках усадочных раковин и т.п.). Было опробовано несколько вариантов с изменением размеров сечения литника и сечения питателей. Варианты форм и размеров вертикальных литников и питателей приведены на фиг. 3-6 и в таблице. Размеры вертикального Размеры питателей литника ОтноОтношеСредний ПлоПлощадь ние размер щадь шение Дли- Ширисечения Шилитн.пит. на,попе- сеченияна, с,рина питателей,речного литника мм , мм пит., мм 2 сечения литн. Заявляемая полезная модель 3,0 12 11 132 то же то же то же то же то же то же то же то же то же то же то же то же 60 усадка,отделение отливок плохое 100 усадка,отделение отливок хорошее 80 усадка,отделение отливок хорошее усадки нет,отделение отливок хорошее то же то же усадки нет,отделение отливок плохое то же 80 усадка,отделение отливок плохое 60 усадка,отделение отливок плохое 61882010.04.30 По результатам были определены оптимальные формы, размеры и соотношения размеров, обеспечивающие получение отливок без усадочных раковин и с хорошим отделением их от литниковой системы. При этом важным явился выбор такого сечения вертикального литника, который обеспечивает реализацию принципа направленного затвердевания последними затвердевают наиболее массивные части вертикального литника в районе питателей, что обеспечивает хорошую пропитку отливок при правильно выбранном сечении питателей. Как видно из таблицы, отношение ширины а вертикального литника к среднему размеруего поперечного сечения должно соответствовать соотношению 5,1-5,6 (варианты 2-8, таблица, при ширине литника 50-55 мм), а оптимальные размеры питателей должны выбираться из соотношения площади литн. дополнительного вертикального литника к площади сечения питателя пит., равного литн.пит.5,2-6,9 (варианты 4, 5, 6, таблица). При этом обеспечивается 100 выход годных отливок с удовлетворительным отделением их от литниковой системы. При соотношении площади вертикального литника к площади сечения питателя литн.пит.10,1-8,1 (варианты 2, 3, таблица) усадку получают в 100-80 отливок при нормальном отделении их от литниковой системы. При соотношении литн.пит.4,5-4,06(варианты 7, 8, таблица) усадки отливок нет, однако они неудовлетворительно отделяются от литниковой системы из-за увеличенных размеров питателей. При изготовлении отливок по варианту 1 таблица показывает, что при соотношении литн.пит.4, то есть даже при значительном, в среднем в 2 раза, увеличении площади сечения питателей и при соотношении 3, даже при увеличении площади сечения вертикального литника литн. (смотри таблицу) 60 отливок имели усадку и неудовлетворительно отделялись от литника, что связано с нарушением принципа направленного затвердевания. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6