Suojausjärjestelmä, sen tarkoitus ja laite. Porttijärjestelmien elementit Porttijärjestelmän rakenne

Suojausjärjestelmä - kanavien ja valumuottielementtien järjestelmä, joka tarjoaa sulan metallin syöttämisen muotin onteloon, sen korkealaatuisen täytön ja valun syöttämisen jähmettymisen aikana. Sen pääelementit ovat (kuva 3.45): porttikulho 7, nousuputki 2, kuonaloukku 3, syöttölaitteet 4 , suulakepuristus 5, voitto, zoomaus 6.

Suojakulho - porttijärjestelmän elementti sulan metallin vastaanottamiseksi kauhasta ja sen syöttämiseksi muottiin. Lisäksi täytetty porttikuppi kaatamisen aikana estää kuonan tunkeutumisen metallia kevyempään muottiin ja siten kellumaan ylös ja jäämään portaitakupin pinnalle. Suurista kauhoista kaataessa leveä metallisuihku voi tuhota kulhon pohjan ja seoksen huuhtoneet palaset putoavat muottiin. Porttikulhon eroosion välttämiseksi sen seinät on valmistettu kestävämästä pintaseoksesta ja pohjaan on valettu keraamiset laatat.

Kulhon tyyppi riippuu tarvittavasta metallitilavuudesta siinä. Muotin pintaan on kätevä tehdä upotettuja pieniä kuomumaljoja (kuva 3.45, A), jos kulhon pohjan ja muotin ontelon välissä 8 jäljelle jää riittävä kerros seosta. Jos kulhon pohja sijaitsee lähellä muotin onteloa, kulhoon kaadettu metalli voi työntyä pienen seoskerroksen läpi ja tuhota muotin yläosan. Tällaisissa tapauksissa valumalja ei ole muotoiltu, vaan erillisessä pienessä kehyksessä 7, joka on sijoitettu muotin pinnalle nousuputken yläpuolelle (kuva 3.45, b).

Nousulaite - porttijärjestelmän elementti pystysuoran tai kaltevan kanavan muodossa, jonka tehtävänä on syöttää sulaa metallia portin kulhosta järjestelmän muihin elementteihin tai suoraan muotin työskentelyonteloon. Mallin muotista poistamisen helpottamiseksi nousuputket on tehty kartiomaisiksi, jotka laajenevat ylöspäin. Pienissä muodoissa nousuputken yläosa päättyy pieneen suppiloon, joka toimii kulhona (kuva 3.45, V). Suuria muotteja kaadettaessa, jotta vältetään sen alla olevan nousuputken pohjan metallin aiheuttama eroosio (muotin liittimen pinnalle, alapulloon), tehdään syvennys, jota kutsutaan pohjaksi (kuva 3.45, a, b).

Riisi. 3.45. Porttijärjestelmän elementit: 1 - kulho; 2 - nousuputki; 3 - kuonaloukku; 4 - syöttölaitteet; 5 - erite; 6 - sumpf; 7 - kehys; 8 - homeen onkalo

Kuonaloukku - porttijärjestelmän elementti kuonan, muovaushiekan kappaleiden pitämiseen ja sulan metallin syöttämiseen nousuputkesta syöttölaitteisiin. Kuonanloukkuja on useita malleja: puolisuunnikkaan muotoinen, siksak, pallomainen, porrastettu. Taiteellisten valujen raakamuodoissa käytetään useimmiten puolisuunnikkaan muotoisia kuonaloukkuja. Kuonahiukkaset, jotka putoavat metallin kanssa syöttölaitteiden yläpuolella sijaitsevaan kuonaloukkuun, kelluvat ylös ja jäävät siihen tunkeutumatta muotin onteloon. Kokkareissa muodoissa kuonaloukun laite, joka syöttää sulaa metallia nousuputkesta syöttölaitteisiin, ei ole aina mahdollista. Näissä tapauksissa metallin syöttämiseksi nousuputkesta syöttölaitteisiin leikataan muotin liittimen pinnalle kanava, jota kutsutaan portiksi.

Syöttölaite - porttijärjestelmän elementti sulan metallin syöttämiseksi muotin onteloon. Syöttöt sijaitsevat useimmiten alemmassa muotin puolikkaassa kuonaloukun alla. Niitä ei saa tehdä kuonaloukun alla olevaan paikkaan, jossa nousuputki menee siihen, koska kuona voi päästä muottiin. Paksuseinäisten valukappaleiden muodossa syöttölaitteet leikataan kanavien muodossa, joissa on kolmiomainen osa, ohutseinämäisissä valukappaleissa - leveiden puolisuunnikkaan muotoisten kanavien muodossa (kuva 3.45, V). Tällaisten syöttölaitteiden paksuus ei saa ylittää valun seinämän paksuutta; Muuten valun seinämä murtuu, kun putki katkaistaan.

Ylävirta - porttijärjestelmän elementti kaasujen poistamiseksi muotista kaatamisen aikana, muotin täytön ohjaamiseksi sulalla metallilla, valun syöttämiseen sen jähmettymishetkellä, metallisuihkun iskujen pehmentämiseksi muotin yläseinään. muottipesä kaatamisen lopussa, jolloin kylmä metalli valuu pois muottipesän yläosasta.

Kaatamista, jossa osa kylmästä metallista poistetaan muotin ontelosta nousun kautta, kutsutaan ohitusvaluksi. Kun kaadetaan muottiin ohituksella, kulhossa olevan metallin tason tulee olla hieman korkeampi kuin metallin taso nousuputkessa. Valumuoteissa, joiden onkalo sijaitsee alemmassa pullossa, nousuputki tehdään nousuputkeksi muotin päähän, joka on vastapäätä porttijärjestelmää (kuva 3.46, A). Tällaista ekstruusiota kutsutaan poikkeamiseksi. Lisäksi se voi olla teho ja signaali.

Riisi. 3.46. Poisto- ja voittolaite: A- poistoaukko; b - ekstruusio muodon yläosassa; V - valu ilman voittoa; g - valu voitolla

Muoteissa, joiden ontelot sijaitsevat yläpullossa, pullistuma sijoitetaan siihen osaan muotin onkaloa, joka sijaitsee kaikkien muiden yläpuolella (kuva 3.46, b). Jos tuuletusaukko sijoitetaan muotin osaan, joka sijaitsee muiden alapuolella, muotin yläosaan aina kerääntyvät kaasut ja kuona eivät välttämättä pääse siihen, vaan jäävät muottiin muodostaen kaasua tai kuonaa. kuoret.

Voitto. Metallin kutistuessa muotissa valun seiniin voi muodostua kutistusonteloita. Useimmiten niitä esiintyy siellä, missä metalli pysyy nestemäisessä tilassa pitkään, eli valun paksuissa osissa (kuva 3.46, V). Ohuissa osissa kuoria ei voi muodostua, koska jähmettymisen aikana tapahtuvaa kutistumista kompensoi metalli vierekkäisistä, paksummista valukappaleista, jotka ovat vielä nestemäisessä tilassa.

Siten valun paksuimmissa osissa on kutistusonteloita, jotka kovettuvat viimeisenä. Jos valun jähmettymisen aikana nestemäistä metallia lisätään ajoissa paikkaan, jossa kutistusontelo muodostuu - valun syöttämiseksi, siinä ei ole kutistumisonteloa. Tätä tekniikkaa valukappaleiden valmistuksessa käytetään keinona torjua kutistuvia onteloita.

Valukappaleen syöttö sen kutistumishetkellä tapahtuu sen valun osan yläpuolelle, jossa vaipan muodostuminen on mahdollista, muottiin järjestetyn hilajärjestelmän elementin nestemäisen metallin ansiosta. Tällaista muotoa olevaa onkaloa kutsutaan voitoksi (kuva 3.46, G). Mutta tällainen voitto voi ruokkia valua vain, jos siinä oleva metalli on edelleen nestemäistä kuoren muodostumishetkellä valussa ja jähmettyy syötetyn solmun jähmettymisen jälkeen. Siksi metallin pitämiseksi nestemäisessä tilassa voitolla sen poikkileikkauksen ja mittojen on oltava suurempia kuin sen syöttämän valuosan mitat. Tässä tilanteessa kutistusonteloita ei muodostu valuon, vaan voittoon, joka myöhemmin poistetaan. Voitot voidaan sulkea ja avata. Kuvassa 3.46, d esittää osan putkivalusta, jossa on laippa ja avoin voitto.

Edellä kuvattu menetelmä päiden järjestämiseksi valujen kutistumisonteloiden torjumiseksi on epätaloudellinen suuren metallin kulutuksen ja päiden leikkaamisen monimutkaisuuden vuoksi. On kannattavampia tapoja toimittaa valukappaleita ilmakehän ja kaasun paineella olevien päiden avulla, mikä voi vähentää merkittävästi päiden kokoa. Ilmakehän paineessa toimivan voiton toimintaperiaate on, että sen onteloon työnnetään ennen kaatamista hiekkasauva, jonka läpi ilmakehän paine siirtyy sisälle, mikä myötävaikuttaa nestemäisen metallin syöttämiseen syötettyyn solmuun.

Liitupatruuna työnnetään kaasupaineen alaisena toimivaan voittoon. Hajoaa täytön aikana, se vapauttaa kaasua ja lisää painetta voittoon. Patruunan seinämän paksuus on tehty sellaiseksi, että se sulaa sen jälkeen, kun nenän pinnalle on muodostunut jähmettynyt metallikuori.

Suurten tuotteiden valussa käytettyjä voittoja lämmitetään niiden koon pienentämiseksi lisäämällä metallia, täyttämällä lämpöä vapauttavilla materiaaleilla (jauhettu kuona, puuhiili, lukeriitti). Avoimet voitot lämmitetään vuoraamalla ne eksotermisillä seoksilla, jotka sisältävät alumiinijauhetta, ferrosilikonia, rautahilsettä, fireclay-jauhetta ja tulenkestävää savea. Seoksen komponenttien välisen kemiallisen reaktion aikana vapautuu lämpöä, joka lämmittää voittoa. Voiton eksoterminen lämmitys mahdollistaa sen koon pienentämisen 8-9%.

Voitot tehdään suoraan ja hajautetusti. Ohjausvoitot käytetään paikallisten lämpöyksiköiden ja useiden pienten valukappaleiden tehonlähteenä. Toisin kuin suorat viivat, ne sijaitsevat syötetyn solmun sivulla ja liitetään siihen massiivisella kaulalla.

Jokaisella porttijärjestelmän elementillä on oma tarkoituksensa, ja siksi sen virheellinen valmistus voi aiheuttaa avioliiton valussa. Siksi valukappaleiden massatuotannossa on kannattavampaa käyttää valmiita porttijärjestelmän malleja, joilla on laskettu poikkileikkauspinta-ala ja oikea profiili.

Valukappaleiden tuotanto voi vähentää merkittävästi osien käsittelyn työkustannuksia ja poistaa ylimääräistä materiaalia. Suojausjärjestelmää käytetään sulan kuljettamiseen kauhasta muottiin. Se täyttää tasaisesti ontelot, takaa metallin kiteytymisen ilman jännitysten muodostumista. Suojausjärjestelmä on monimutkainen rakenne kanavia, jotka säätelevät sulatteen nopeutta ja painetta. Kokoonpanollaan se myötävaikuttaa kuonan kellumiseen voittoon.

Kun valu poistetaan hiekasta, LS näyttää karkealta. Se antaa vaikutelman ylimääräisestä metallista osan ympärillä. Itse asiassa ilma poistetaan portaiden syöttöjärjestelmän yksityiskohtien kautta kaatoprosessin aikana ja kuona erotetaan, ja kutistuminen jäähdytyksen aikana syötetään metallilla. LPS säätelee painetta työkappaleen kaikkien osien täyttämiseksi. Oikean laskennan tuloksena tuloksena olevan valukappaleen rakenne on tiivis ja tasainen koko leikkauksen läpi.

Järjestelmän tarkoitus

Nestesulan kuljetusta seiniä tuhoamatta, muottipesän tasaista täyttämistä vakionopeudella pidetään porttijärjestelmän tarkoituksena. Samaan aikaan labyrintti kulkuväylistä nousujohteista, syöttimistä ja voitoista:

• erottaa kuonan metallista;
• ei läpäise ja erottaa ilmaa;
• poistaa kertyneet kaasut;
• säätelee kiteytymistä;
• ravitsee muotoa jäähtyessään.

Suojausjärjestelmän osien muoto estää jäähdytysvalupinnan kosketuksesta ilman kanssa, varmistaa tasaisen jäähdytyksen ilman siirtymävyöhykkeitä ja nopean kiteytymisen paikkoja.

Valimotuotantoon kuuluu valmistettujen osien ääriviivojen luominen tarvittavilla teknologisilla poikkeuksilla ja koneistustoleransseilla. Sen jälkeen muotteihin valmistetaan voimajärjestelmä - LPS. Se lasketaan ottaen huomioon koko tyhjiön tasainen täyttö tulevan osan muodon ja sen seinien paksuuden perusteella.

Suojausjärjestelmän sijainti ja tyyppi valitaan työkappaleen kokoonpanon ja sen mittojen perusteella. Metallin tulee täyttää koko tila tasaisesti, samalla nopeudella tuhoamatta muotin sisäseiniä.

Tarvittavat elementit

Porttijärjestelmä on monimutkainen rakenne, jossa on useita elementtejä. Jokaisella yksityiskohdalla on roolinsa, eikä sitä voi poistaa.

Porttijärjestelmän elementtejä ovat:

• ulompi kartio;
• pystysuora kartiomainen nousuputki;
• syöttölaite;
• portti.

Nestemäinen metalli putoaa kauhasta kulhoon - kartion muotoinen ylösalaisin suppilo. Kartion leveään ulkoosaan on helpompi päästä nestemäisellä metallisuihkulla kuin kapeaan kanavaan. Samaan aikaan suihkun mukana tuleva ilma puristuu ylöspäin eikä pääse sisään. Suojakulhoa käytetään kaikissa täyttöjärjestelmissä. Kartion koko valitaan valukappaleen koon ja painon mukaan. Ulompi kartio säätelee sulatteen kulkunopeutta porttijärjestelmän läpi ja kaatoaikaa.

Raskas neste syöksyy alas kapeaa nousuputkea, mikä vähentää liikenopeutta. Kartion suunnasta riippumatta nousuputken osa on paljon pienempi kuin suppilo.

Nousuputken alla on pieni kartiomainen laajennus ja syvennys - pohja, joka estää roiskeet. Se kerää nestemäistä metallia ja sammuttaa suihkun energian analogisesti vesiputouksen alla olevan säiliön kanssa. Jos suihku putoaa muotin kiinteälle pinnalle, se rikkoo sen. Pienet roiskeet jähmettyvät nopeasti muodostaen kuoria ja katkelmia materiaalin kokonaismassaan.

Kaivosta neste virtaa alhaalta ylöspäin, virtaa portin käytävään ja työntää kuonaa pintaan. Tämän avulla voit lyhentää liikkeiden pituutta, käyttää metallia järkevästi.

Jousiajot tehdään aina jakotasossa. Niissä on puolisuunnikkaan muotoinen osa ja ne jakavat kokonaisvirtauksen useisiin jakaen sen tasaisesti syöttölaitteiden yli koko pituudelta.

LPS-syöttölaitteet ovat sen viimeisiä elementtejä. Ne jakautuvat koko liittimen alueelle ja täyttävät tasaisesti tulevan valun tyhjiön.

Osan yläosaan on asennettu ravitsemusjärjestelmän lisäksi: voitto ja kohotus. Ensimmäinen kerää kuonaa ja täydentää kutistumista. Jäähtyessään osa pienenee, painuu ja metalli täydentää tasoa voitosta. Voittojen määrä riippuu valun kokoonpanosta ja alueesta. Esimerkiksi vauhtipyörä kaadetaan. Sen akseli on pystysuora. Yksi voitto asennetaan navan yläpuolelle, jos osa on enintään 0,5 tonnia. Suuremmille kokoille tehdään myös kuonakartioita reunusta pitkin.

Muotin yläosassa sijaitsevan tuuletusaukon kautta ulos pääsee kaasuja, jotka kuitenkin pääsivät muotin sisään ja nousivat ylös. On sallittua yhdistää nousu keskusvoittoon.

Täydellisen jäähdytyksen jälkeen osa pudotetaan pois muotista ja pilkkominen suoritetaan - kaikki syöttölaitteet ja voitot leikataan autogeenisella tai vasaralla. Jäljellä olevan osan pituus riippuu teräslaadusta. Runsasseosteisilla teräksillä se on 80–150 mm ja se poistetaan lopuksi koneistamalla hehkutuksen jälkeen. Runsasseosteiset teräkset ja valurauta hehkutetaan yhdessä hilajärjestelmän tai vain nousuputkien kanssa, vasta sen jälkeen suoritetaan haketus. Lämpökäsittely tehdään heti valukappaleen poistamisen jälkeen seoksesta jännityksen lievittämiseksi ja kovuuden vähentämiseksi.

Porttijärjestelmän laskentamenetelmät perustuvat muotin täydellisen täyttönopeuteen. Ne määrittävät ensinnäkin syöttölaitteiden poikkileikkauksen, niiden lukumäärän. Laskelmat perustuvat hydraulisiin kaavoihin ja painetta luovien nousuputkien korkeuksiin. Erilaatuisilla valuraudalla ja teräksillä syöttö-, nousu- ja nousupintojen pinta-alojen suhde on erilainen materiaalin juoksevuuden, seinämän paksuuden perusteella. Lisäksi kaavaan lisätään korjauskerroin, jonka arvo riippuu valukappaleen painosta.

Järjestelmätyypit

LPS-tyyppi määritellään parhaaksi vaihtoehdoksi muotin nopean ja tasaisen täytön ja minimaalisen metallihäviön välillä. Käytössä on erilaisia ​​järjestelmiä.

Suunnittelu riippuu monella tapaa materiaalin merkistä. Pienille ei-rautametalleista ja valuraudasta valmistetuille osille, joiden paino on enintään 20 kg, suoritetaan ruiskupuristus. Sen periaate on täyttää muotin ensimmäinen osa nestemäisellä metallilla, sitten nopeasti, korkealla paineella, puristaa sula toiseen puoliskoon, joka on suoraan osan muotoinen. Nopea kiteytys jäähdytysjärjestelmän avulla ja muutaman sekunnin kuluttua valu poistetaan.

Muotin korkea hinta, jopa 100 000 dollaria, ja 2–3 kuukauden valmistusaika tekevät yksittäisistä valukappaleista uskomattoman kalliita. Massatuotannossa on kustannustehokasta käyttää painemuotteja, joiden kapasiteetti on 10-50 valua tunnissa.

Tuhoava menetelmä - alumiinin valu hiekkaan investointimallien mukaan - mahdollistaa monimutkaisen kokoonpanon tuotteiden sulamisen.

Erikoisuutena on luoda kappaleesta tarkka kopio vahasta tai muusta matalassa lämpötilassa sulavasta materiaalista ja sijoittaa se hiekkaan yhdellä syöttökanavalla. Kaataminen suoritetaan pystysuunnassa ilman metallin häviämistä LPS:ssä. Se erottuu suuresta määrästä tuuletusaukkoja, joiden kautta kaasu poistuu palaneesta mallista.

Teräs- ja valurautatuotteille, jotka painavat yli 50 kg, käytetään pääasiassa vaakasuuntaista porttijärjestelmää, joka on kätevämpi sovittaa liittimiin. Syöttimien pystysuora rakenne sopii ei-rautametalliseoksille ja korkean sulamispisteen metalleille, jotka on valettu. Avainnusjärjestelmän tyyppeihin ja laskelmiin vaikuttavat osien ominaisuudet:

• paino;
• pituuden ja leveyden suhde;
• Seinämän paksuus;
• kokoonpanon monimutkaisuus.

Suojarakenteiden tyypit erottuvat valusuunnasta: pystysuora matalille osille, joilla on suuri pinta-ala, ja vaakasuora, jos valun korkeus on suurempi kuin leveys.

Toimituksen kautta

Sulatteita voidaan toimittaa LPS:lle eri tasoilla:

• edellä;
• puoli;
• pohja;
• pystysuorassa korkeudessa;
• yhdistetty useisiin riveihin.

LPS-tyypit erotetaan syöttölaitteiden sijainnin mukaan.

Yläosa

Yläjärjestelmässä syöttölaitteet ovat samalla tasolla syöttöputkien kanssa. Tätä menetelmää käytetään useimmiten ohutseinäisten valurautavalujen valmistukseen. Metalli kaadetaan ylhäältä. Monimutkaisen kokoonpanon ansiosta se virtaa alempia jumpperia pitkin muodon toiselle puolelle kulhosta ja nousuputkesta. Nopeaa täyttämistä varten, ohuilla puseroilla nousuputken sivulla, tehdään paksuus muotoon. Koneessa käsiteltynä se poistetaan.

Yläputkijärjestelmä on toteutuksessaan yksinkertaisin, jolle on ominaista nopea suora muotin täyttö metallilla. Se johtaa tasaiseen kiteytymiseen ja minimaaliseen materiaalinkulutukseen syöttökanavien täyttämiseen. Pokattaessa valu irtoaa helposti muovaushiekasta.

Tyypillinen haitta on nestemäisen metallin kaskadipurkaus. Tämä johtaa ilman sulkeutumiseen ja metallin sekoittumiseen kuonan kanssa. Aktiivisen virtauksen seurauksena muodostuu vaahtoa. Kuona viipyy keräimessä poistumatta kaivosta. Sula putoaa muottiin suurelta korkeudelta, eikä allas estä seinien, muotin pohjan ja ytimien tuhoamista kuuman suihkun vaikutuksesta. Roiskeet muodostuvat.

Ylemmän porttijärjestelmän haitat poistetaan kallistamalla tai kallistamalla muottia. Pintavalua käytetään alle 100 mm korkeille osille.

Ohutseinämäisiin ontoihin osiin käytetään sadejärjestelmää - eräänlaista ylempää. Syöttölaitteet asennetaan kehää pitkin ylhäältä ja ne täyttävät valun tasaisesti. Kiteytys tapahtuu alhaalta ylöspäin, materiaalin kutistuminen kompensoidaan suoraan syöttölaitteista. Massiivisia osia kaadettaessa sadejärjestelmä yhdistetään putkiin.

Alempi

Sula metalli syötetään syöttölaitteiden kautta muotin pohjalle. Paineen luovat korkealle sijoitetut kulhot ja pitkät nousuputket, joissa on käänteinen kartio - kapenevat pohjaa kohti. Lomakkeen täyttö alhaalta tapahtuu tasaisesti, ilman hapettumista ja vaahtoamista. Ei-metalliset sulkeumat säilyvät joutumatta perusmetalliin. Alhaalta, portikanavia pitkin, sula syrjäyttää ilman, kaasut ja kuonan voittoon.

Porttirakenteen haittana on muotin alaosan ylikuumeneminen ja suuri kutistuminen kiteytymisen aikana. Tämä on erityisen havaittavissa ei-rautametallien, niiden metalliseosten ja valuraudan kohdalla. Kutistumisontelot voivat laskeutua osan päärunkoon. runsasseosteisissa teräksissä siirtymäjännitysvyöhykkeitä muodostuu, kun alaosa ylikuumenee ja yläosa jäähtyy nopeasti.

Korkean lämmönjohtavuuden omaavan alumiinin porttijärjestelmän laskelma sisältää jäähdytysjärjestelmän ja lisämetallin kutistumisen kompensoimiseksi, putkien ja syöttölaitteiden korkeuden kasvun.

Lateraalinen

Helppokäyttöinen porttijärjestelmä. Sen osat sijaitsevat pääosin liittimen tasossa. Sula täyttää valun yläosan alhaalta ja virtaa alas ylhäältä. Seinät eivät tuhoudu, vaahtoa ei muodostu. Täyttö tapahtuu tasaisesti, rauhallisesti koko tyhjiön leveydeltä.

Sivuvalon muunnelma on pystysuora uritettu porttijärjestelmä, jota käytetään suurien osien valmistukseen. Siinä syöttölaitteet sijaitsevat sivulla pystysuunnassa osan akselia pitkin. Järjestelmä sopii valuihin, joissa on vaihteleva poikkileikkaus, ohuet seinät ja terävät siirtymät. Sula syötetään rauhallisesti, täyttää muotin hyvin. Hiekaseoksen kuonat ja hiukkaset erotetaan keräimessä. Kiteytysprosessi etenee tasaisesti alhaalta ylös.

Pystyurarakenteen heikko kohta on kuuman nesteen vaahtoutuminen kaatamisen alkuhetkellä. Paikoissa lähellä syöttölaitteita voi tapahtua metallin ylikuumenemista ja kutistumista. Pystysuora uritettu porttijärjestelmä on vaikea tehdä, lyödä muotista ja poistaa.

Pitkä jono

Suuret osat täytetään samanaikaisesti kahdella tai useammalla syöttölinjalla. Ne sijoitetaan vaakasuoraan tai pystysuoraan liittimen tasoon, mikä lisää muottiosien määrää. Metalli virtaa muottiin ylhäältä ja alhaalta ja täyttää tasaisesti suuren tilavuuden. Kiteytysprosessi tapahtuu koko tilavuuden läpi.

Jos porrastettu järjestelmä on sijoitettu vaakasuoraan, laskenta tehdään korjauskertoimilla, jotka ottavat huomioon tyhjiön nopeamman täyttymisen korkealla paineella alempien syöttölaitteiden kautta. Sulan liikenopeuden kohdistaminen suoritetaan vähentämällä alempien syöttölaitteiden poikkileikkausta.

Porrastetussa valujärjestelmässä metallin tasainen virtaus tapahtuu eri tasoissa. Riski siirtymävyöhykkeiden muodostumisesta kiteytymisen aikana vähenee. Kutistuminen tapahtuu hitaasti, kun tyhjiöt täyttyvät sulalla.

Korkeiden osien syöttölaitteet on sijoitettu pystysuoraan 2 riviin. Metalli syötetään nousuputkien kautta alhaalta. Täyte on tasainen ja hiljainen, ilman ilmasulkua. Kaasut ja kuona nousevat perusmetallin mukana ylöspäin täyttäen voiton.

Yhdistetty

Useiden tyyppisten porttirakenteiden yhdistäminen yhdeksi malliksi mahdollistaa joidenkin puutteiden kompensoinnin toisten eduilla. Tällaisia ​​järjestelmiä luodaan, kun osia, joilla on suuri massa ja monimutkainen rakenne, valetaan hiekkamuotteihin. Jos kappaleen reunojen poikkileikkaus on suurempi kuin keskellä, syöttölaitteet viedään mitoiltaan suurimpien linjojen kohdalle. Tämän seurauksena massaltaan suurimmat elementit täytetään. Sitten kaadetaan keskiosa. Kiteytyminen alkaa kehää pitkin samanaikaisesti valun kaikissa osissa.

Monimutkaiset kokoonpanot vaativat sulatteen samanaikaisen virtauksen kaikkiin ohuilla väliseinillä yhdistettyihin elementteihin. Putkirakenteiden yhdistelmä mahdollistaa metallin virtaamisen samanaikaisesti kaikkiin paikkoihin.

Mitä pienempi paino-osa, sitä yksinkertaisempi porttijärjestelmä. Suurille valukappaleille, joissa on suuri määrä siirtymiä, asennetaan porrastetut ja yhdistetyt juoksujärjestelmät. Suunnittelua yksinkertaistetaan yhdistämällä sen elementtejä. Esimerkiksi vypor ja voitto, kaatamalla läpi kuonankeräilijät.

Saatat myös olla kiinnostunut artikkeleista:

Metallien ja metalliseosten valutyypit

Yksi tärkeimmistä edellytyksistä korkealaatuisen valun saamiseksi on porttijärjestelmän oikea järjestely. Porttijärjestelmä toimii nestemäisen metalliseoksen sujuvaan syöttämiseen muotin onteloon ja valukappaleiden syöttämiseen kiteytymisen aikana. Valuaineksen syöttöpaikan sijainti määrää suurelta osin sen tiheyden, ulkonäön ja erilaisten valuvirheiden muodostumisen. Hyvälaatuisia valukappaleita tuottavan portijärjestelmän valinta on vaikein osa valimoteknologiaa. Siksi muovaajan, työnjohtajan ja teknikon on porttijärjestelmää valitessaan otettava huomioon valimotekniikan ominaisuudet.

Oikein rakennetun porttijärjestelmän tulee täyttää seuraavat vaatimukset: 1) varmistaa muotin hyvä täyttö metallilla ja syöttää valu sen jähmettymisen aikana; 2) edistää valun tuotantoa, jolla on tarkat mitat, ilman pintavikoja (tukoksia, uzhimin, kuonasulkeumat jne.); 3) edistää valukappaleen suunnattua jähmettymistä; 4) porttijärjestelmän metallin kulutuksen tulee olla minimaalinen.

Porttisuppilo pienille valukappaleille ja porttikulho-säiliö suuria valukappaleita varten ne on suunniteltu vastaanottamaan kauhasta ulos virtaava metallisuihku ja pidättämään kuonaa, joka tulee kulhoon metallin mukana. Kun kulho on ääriään myöten täynnä, puhdasta metallia tulee nousuputkeen ja kevyt kuona on yläosassa. Lisäksi varmistetaan jatkuva metallin syöttö muottiin samalla paineella. Kuonan säilyttämiseksi nousuputkien aukot suljetaan joskus valurautatulpilla, ohuilla tinalevyillä. Korkit avataan, kun koko kulho on täytetty metallilla, kun taas lautaset sulatetaan kuumalla metallilla. Muotti tulee täyttää metallilla mahdollisimman nopeasti ja metallin tulee olla riittävän lämpöistä.

Metallin kaatamisen aikana porttikupin on oltava täynnä. Jos metallin syvyys ei ole riittävän syvä, kulhoon muodostuu suppilo, jonka kautta metallin pinnalla kelluva ilma ja kuona pääsevät nousuputkeen ja sitten valuun. Pienissä valukappaleissa, erityisesti massatuotannon olosuhteissa, kuonaa kulhossa pidätetään suodatinritilillä, jotka on valmistettu ydinseoksesta.

Nousulaite- pystysuora kanava, joka siirtää niiden suppilon metallin muihin porttijärjestelmän osiin. Se suoritetaan hieman alaspäin suippenevana muovauksen helpottamiseksi ja hydraulisen paineen aikaansaamiseksi portijärjestelmään. Nousuputken kartio on 2-4 %. Suurten valukappaleiden valmistuksessa nousuputki ja muut porttijärjestelmän elementit valmistetaan usein tavallisista šamottiputkista-tiilistä.

Kuonan ansa auttaa pidättämään kuonaa ja siirtämään kuonatonta metallia nousuputkesta syöttölaitteisiin; sijaitsee vaakatasossa. Yleensä kuonaloukku tehdään muotin yläpuolelle ja syöttölaitteet - alempaan. Kuonanloukkujen poikkileikkaus on tehty puolisuunnikkaan muotoiseksi. Kun muotia täytetään metallilla, kuonaloukku on täytettävä metallilla, jotta kuona pysyy paremmin. Tämä varmistetaan nousuputken, kuonaloukun ja syöttölaitteen osuuksien sopivalla suhteella. Jos metallin virtaus nousuputken läpi on suurempi kuin virtaus syöttölaitteiden läpi, kuonaloukku täytetään metallilla ja kuona, joka kelluu ylös, viipyy siinä. Jos virtaus nousuputken läpi on pienempi kuin virtaus syöttölaitteiden läpi, kuonaloukku on tyhjä ja kuona tulee valuun. Siten kuonan pidättämiseksi nousuputken poikkileikkauksen tulee olla suurempi kuin kuonaloukun poikkileikkauksen ja kuonaloukun poikkileikkauksen on oltava suurempi kuin syöttölaitteiden kokonaispoikkileikkaus. Tällaista porttijärjestelmää kutsutaan lukituksi.

Syöttölaitteet(portit) ovat kanavia nestemäisen metallin syöttämiseksi suoraan muotin onteloon. Syöttimien poikkileikkauksen tulee olla sellainen, että metalli tulee sujuvasti muottipesään, jäähtyy hieman matkalla kuonaloukkua valuun ja kovettumisen jälkeen sen syöttölaitteet irtoavat helposti valusta. Käytännössä on todettu, että syöttölaitteiden paras poikkileikkauskonfiguraatio on puolisuunnikkaan muotoinen, jossa on siirtymä leveäksi suorakulmioksi valun konjugaatiokohdassa. Jos sen rungon paksuus on alle puolitoista syöttölaitteen korkeutta valuon syöttökohdassa, syöttölaitteiden erottamiseksi valukappaleista tehdään puristus 2-2,5 mm:n etäisyydeltä. castingista.

vypory poistaa kaasut muotin ontelosta ja syöttää valukappaletta. Ne myös vähentävät metallin dynaamista painetta muottiin ja ilmoittavat kaatamisen päättymisestä. Muodin koosta riippuen asetetaan yksi tai useampi pullistuma. Pohjassa olevan pullistuman osuus on yleensä 1/2 - 1/4 valun seinämän poikkileikkauksesta. Pohjan yläpuolella pullistuman osuus kasvaa.

Suojausjärjestelmän elementtejä, jotka syöttävät valuun nestemäistä metallia sen jähmettymisprosessissa, ovat syöttövirtaukset ja nousuputket.

Voitot ja ravitsevia purkauksia käytetään valkoisesta vähähiilisestä, lujasta valuraudasta tehtyihin valuihin sekä paksuseinäisiin harmaavaluraudan valuihin. Ne ruokkivat valun paksuuntuneita kohtia, jotka jähmettyvät viimeisenä. Voitot järjestetään siten, että niissä oleva metalli jäätyy viimeiseksi. Voiton paksuuden on oltava suurempi kuin sen valupaikan paksuus, jonka päälle se asetetaan. Suurikokoiset voitot ovat taloudellisesti kannattamattomia, koska metallin kulutus voittoihin ja valujen kustannukset kasvavat.

Voittoa laskettaessa on noudatettava seuraavia sääntöjä:

Voiton tulisi jähmettyä myöhemmin kuin syöttövaluyksikkö.

Voiton mittojen tulee olla riittävät kompensoimaan valukappaleiden kutistumista.

Voiton korkeuden on oltava sellainen, että koko kutistumisontelo sijaitsee voiton kaulan - valun liitoskohdan - yläpuolella. Kaulan tulee olla mahdollisimman lyhyt ja, kuten voitto, kovettua heiton jälkeen. Jos valussa on useita paksunnettuja kohtia, jotka on erotettu ohuilla seinillä, jokaisesta paksunnuksesta on sijoitettava erillinen voitto.

Useimmiten voittoja käytetään valukappaleiden valmistukseen teräksestä ja ei-rautametalliseoksista.

valumuotin holkin ydin

Porttijärjestelmien tyypit

TO kategoria:

Valimo

Porttijärjestelmien tyypit

Suojausjärjestelmä on joukko kanavia ja säiliöitä, joiden kautta kauhan nestemäinen metalli tulee muotin onteloon. Porttijärjestelmällä on merkittävä vaikutus valujen laatuun; väärin suunniteltu tai väärin laskettu, se voi olla syynä valukappaleiden hylkäämiseen.

Porttijärjestelmän pääelementit ovat seuraavat.

Suojasuppilo tai kulho - säiliö, joka on suunniteltu vastaanottamaan nestemäistä metallia kauhasta, pitämään osittain kuonaa (kulhossa) ja siirtämään metallia nousuputkeen.

Nousuputki - pyöreän, soikean tai muun osan pystysuora (joskus kalteva) kanava, joka on suunniteltu siirtämään metallia kulhosta (suppilosta) muihin porttijärjestelmän osiin (kuonaloukku, syöttölaitteet).

Riisi. 1. Avainnusjärjestelmän osat

Juoksuputki, jota kutsutaan "kuonaloukuksi" rautavaluille ja kerääjäksi ei-rautametallivaluille, on vaakasuora kanava, joka on suunniteltu pitämään kuonaa ja siirtämään nousuputkien metallia syöttölaitteisiin.

Syöttölaitteet (sprues) - kanavat, jotka on suunniteltu siirtämään metallia suoraan muottipesään.

Riisi. 2. Porttijärjestelmien tyypit: 1 - kulho (suppilo); 2 - nousuputki; 3 - putki; 4 - syöttölaite; 5 - suulakepuristus; 6 - valu

Porttijärjestelmät on jaettu viiteen päätyyppiin:
1. Ylempi porttijärjestelmä (kuva 2, a). Syöttöt tuodaan joko valun yläosaan tai päähän tai pään alle.
2. Alempi tai sifoniporttijärjestelmä (kuva 2, b). Syöttöt syötetään valun alaosaan.
3. Sivuttaisporttijärjestelmä (kuva 2, c). Syöttöt tuodaan lomakeliitintä pitkin.
4. Porrastettu (kerroksinen) porttijärjestelmä (kuva 2, d). Syöttöt johtavat valuun useilla tasoilla. Eräs muunnelma porrastetusta porttijärjestelmästä on pystysuora uritettu järjestelmä (kuva 2, e).
5. Sateen suojajärjestelmä.

Suojausjärjestelmä valitaan riippuen metallityypistä, valun suunnittelusta, sen sijainnista kaatamisen aikana jne.

Pyrimme aina varmistamaan, että samalla kun varmistetaan valun vaadittu laatu, porttijärjestelmän metallin kulutus on alhaisin. Jos tämä ehto täyttyy, sopivan valukappaleen tuotto kasvaa (valumetallin kulutuksen suhde metallin kokonaiskulutukseen, kun otetaan huomioon porttijärjestelmä ja voitot).

Yläporttijärjestelmä on rakenteeltaan yksinkertaisin, helppo toteuttaa ja vaatii vähän metallinkulutusta. Se luo suotuisimmat olosuhteet valun syöttämiselle, ts. luo suuntakiteytymiseen tarvittavan lämpötilajakauman - lämpötilan nousun valun pohjasta yläosaan.

Ylemmällä porttijärjestelmällä on kuitenkin merkittävä haittapuoli, nimittäin kun metallisuihku putoaa suurelta korkeudelta, muotti huuhtoutuu pois ja muodostuu tukoksia; metalli hapettuu, roiskuu ja ei-metallisten sulkeumien määrä lisääntyy siinä. Lisäksi yläporttijärjestelmä ei pidätä kuonaa. Siksi sitä käytetään pienissä valukappaleissa, joissa on pieni massa, yksinkertainen kokoonpano, pieni ja keskisuuri seinämäpaksuus.

Alempi (sifoni) porttijärjestelmä varmistaa muotin tasaisen täytön, eliminoi seinän eroosion ja tukkeutumisen riskin. Alempi metallin syöttö luo kuitenkin epäsuotuisan lämpötilajakauman valumetallin tilavuuteen (koska kuuma metalli tulee sisään alhaalta), edistää paikallisen kuumenemisen ja sisäisten jännitysten kehittymistä.

Sifoniporttijärjestelmä on vaikea valmistaa ja vaatii lisääntynyttä metallinkulutusta; sitä käytetään yleensä valuihin, joissa on keskikokoinen ja suuri massa, huomattavan korkeus ja suuri seinämäpaksuus.

Metallin syöttö halkaisua pitkin on yksi yleisimmistä tavoista valua eri valukappaleiden muotteja, erityisesti valukappaleita, joiden symmetriataso osuu yhteen muotin erotustason kanssa.

Sivuporttijärjestelmä pienentää (yläosaan verrattuna) metallin putoamiskorkeutta ja muotin tuhoutumisen mahdollisuutta samalla huonontaa kiteytysolosuhteita ja lisää metallin kulutusta. Sitä käytetään pienikorkeisiin, keskipainoisiin ja suuriin valuihin; käytetään laajasti konemuottien valmistuksessa.

Porrastettua porttijärjestelmää käytetään suuriin, raskaisiin valukappaleisiin. Se tarjoaa paremman valusyötön kuin sifoniporttijärjestelmä. Järjestelmän kerrosten on syötettävä metalli muottipesään peräkkäin alhaalta ylös. Porrastettu porttijärjestelmä on vaikein toteuttaa ja vaatii eniten metallinkulutusta. Ei-rautametalliseosten valussa käytetään pystysuoraa rakoporttijärjestelmää, joka varmistaa muotin tasaisen täytön jähmettymissuunnan säilyttäen.

Sadeporttijärjestelmää käytetään pääasiassa lieriömäisiin valuihin. Nousuputkesta tuleva metalli tulee rengasmaiseen keräilijään, josta se täyttää kehällä yhtä etäisyydellä toisistaan ​​olevien syöttölaitteiden kautta tasaisesti ohuina virroina alla olevan muottipesän. Tässä tapauksessa metallia ei saa roiskua, koska metallipisarat kovettuvat nopeasti, hapettuvat eivätkä hitsaa perusmetallin kanssa muodostaen valuihin vikoja, joita kutsutaan kuningattareiksi,

Porttijärjestelmän tyypin valinnan lisäksi syöttölaitteiden syöttöpaikan valinta valuun on erittäin tärkeä. Riippuen seoksen ominaisuuksista, valun suunnittelusta (kokonaismitat, seinämän paksuus), metallia toimitettaessa pyritään varmistamaan joko suunnattu jähmettyminen tai samanaikainen tasainen valun eri osien jäähdytys.

Valukappaleille, joissa on paksut seinät, massiiviset oksat, jotka ovat alttiita kutistumisonteloiden muodostumiselle, on luotava olosuhteet suunnatulle kiteytymiselle. Tämä saavutetaan paitsi sopivalla valun sijainnilla muotissa, kun massiiviset osat sijaitsevat ohuiden yläpuolella, vaan myös sopivalla metallin syötöllä valun massiivimpiin osiin. Tällainen metallin syöttö tehostaa suunnatun jähmettymisen vaikutusta. Siksi terästä, jolla on suuri kutistuvuus ja matala juoksevuus, tuodaan paksuun osaan pään alla, jotta se lämmittää pään lähellä olevaa muotia ja parantaa kovettuvan valun ravintoa. Niitä käytetään myös erikoispronssien, messingin ja joidenkin alumiiniseosten valukappaleiden valmistukseen. Joskus teräs kaadetaan suoraan voittojen kautta.

Jos kuitenkin valun yksittäisten osien jäähtymisnopeuksien liian suuren eron vuoksi on olemassa jännitysten ja halkeamien vaara, niin jäähtymisnopeuksien eron pienentämiseksi metalli viedään vähemmän massiivisiin osiin. valu.

Samanaikainen ja tasainen valun jähmettyminen ja jäähdytys saavutetaan syöttämällä metallia valun ohuisiin osiin ja sopivalla syöttölaitteiden järjestelyllä, mikä varmistaa muotin symmetrisen ja tasaisen täytön. Tämä vähentää sisäisten jännitysten, vääntymisen ja halkeamien riskiä. Samanlaista metallia käytetään valmistettaessa pitkiä valukappaleita, joiden seinät ovat eripaksuisia.

Suippenevat aitausjärjestelmät vangitsevat paremmin kuonaa, vähentävät ilman ruiskutusta ja lisäävät metallin lineaarista nopeutta portaitajärjestelmän kanavien läpi. Niitä käytetään sellaisten metalliseosten valussa, jotka eivät ole alttiita hapettumiselle ja muodostavat hauraita oksidikalvoja.

Laajentuvat porttijärjestelmät vähentävät metallin liikkeen nopeutta, varmistavat muottipesän tasaisen täytön ilman metallin hapettumista. Niitä käytetään hapettumisalttiiden metalliseosten valussa muodostaen vahvoja oksidikalvoja.

Suojausjärjestelmä on kanavien järjestelmä, jonka kautta sulaa metallia syötetään muotin onteloon. Suojausjärjestelmän on varmistettava, että valumuotti täyttyy vaaditulla nopeudella, pidättäen kuonat ja muut ei-metalliset sulkeumat, karkaavat höyryt ja kaasut muotin ontelosta ja syöttävät jatkuvasti sulaa metallia jähmettyvään valukappaleeseen.

Hydrodynaamisen ominaisuuden mukaan erotetaan kapenevat ja laajenevat porttijärjestelmät.

Suippeneville porttijärjestelmille on tunnusomaista nousuputken, kuonaloukun ja syöttölaitteiden F st >F sl >F kuopan poikkipintojen jatkuva pieneneminen. Tämä porttijärjestelmä varmistaa koko järjestelmän nopean täyttämisen sulalla ja paremmalla kuonanpoistolla. Sula tulee kuitenkin muottionteloon suurella lineaarisella nopeudella, mikä voi johtaa sulatteen roiskeisiin ja hapettumista, ilman juuttumiseen ja homeeroosioon. Tällaisia ​​porttijärjestelmiä käytetään valurautavalujen valmistuksessa.

Laajentuvissa porttijärjestelmissä pullonkaula on nousuputken alaosa: F st

Valukappaleiden 5 kokoonpanosta ja seinämän paksuudesta, kaadetun seoksen koostumuksesta ja sen virtaussuunnasta muottipesään riippuen se jaetaan sivuun (kuva 4, a), alempaan (kuva 4, b) ja ylempi (kuva 4, c).

Riisi. 4. Menetelmät sulan metallin syöttämiseksi muotin onteloon

Sivuporttijärjestelmälle (kuva 4, a) on ominaista, että syöttölaitteet ja kuonaloukut sijaitsevat muotin halkeaman vaakatasossa, mikä on kätevää muovauksen kannalta.

Alemmissa porttijärjestelmissä (kuva 4b) sula tulee alhaalta tulvivan tason alta ilman roiskeita, hapettumista ja vaahtoamista, mikä on erittäin tärkeää valmistettaessa valukappaleita helposti hapettuvista kalvon muodostavista seoksista (alumiini, magnesium ja muut) .

Ylemmissä porttijärjestelmissä (kuva 4c) sulatepeili on järjestetty koko kaatamisen ajan, mikä edistää ylöspäin suuntautuvaa jähmettymistä. Tällaisia ​​porttijärjestelmiä käytetään rauta- ja teräsvalujen valmistuksessa.

Porttijärjestelmien pääelementit ovat seuraavat (kuva 4).

Suojakulho (suppilo) 4 on suunniteltu vastaanottamaan kaatokauhasta virtaava sulasuihku ja pidättämään sulan mukana kulhoon tuleva kuona.

Nousuputki 3 - pystysuora kanava, joka siirtää sulatteen porttikulhosta muihin porttijärjestelmän osiin.

Kuonanloukku 2, joka sijaitsee vaakasuorassa ja pääsääntöisesti muotin yläosassa, toimii pidättelemään kuonaa ja siirtämään sulan nousuputkesta syöttölaitteisiin.

Syöttölaitteet 1 - kanavat, jotka on suunniteltu syöttämään sulatetta suoraan muottipesään. Syöttölaitteiden on varmistettava sulan tasainen virtaus muottipesään. Yleensä syöttölaitteet sijaitsevat muotin alemmassa puoliskossa.

Ylävirran 6 tehtävänä on poistaa kaasut muotin ontelosta, ilmoittaa kaatamisen päättymisestä, vähentää sulan dynaamista painetta muottiin ja myötävaikuttaa valun syöttämiseen sulalla jähmettymisen aikana.

Kerääjä 7 on jakelukanava sulan ohjaamiseksi valun eri osiin. Se asetetaan vaakasuoraan muotin liitintä pitkin. Se on aina täytettävä sulalla metallilla.

Porttijärjestelmän elementtien osat valitaan likimääräisen laskelman perusteella, jonka avulla voit määrittää niiden välisen suhteen (yleensä nousuputken, kuonaloukun ja syöttölaitteiden välillä).