Väravasüsteemi eesmärk ja põhielemendid. Väravate süsteemid: tüübid, disain. Valamiseks vajutage vorm. Hea väravasüsteem

Sõltuvalt valatava toote suurusest, konfiguratsioonist ja materjalist võib vormis olev väravasüsteem olla horisontaalne, ülemine, vihma-, sifooni- ja astmeline. Vaatleme mitut tüüpi väravasüsteeme, mida kasutatakse kunsti- ja arhitektuuritoodete valamisel.

Horisontaalne väravasüsteem (joonis 3.47, A) horisontaaltasapinnas asuvate sööturitega tagab metalli voolu vormiõõnde selle pistiku kaudu. Sellel väravasüsteemil on kõik põhielemendid ja seda kasutatakse vormides, mis valatakse töötlemata kujul, mille õõnsuse sügavus alumises kolvis on kuni 200 mm. Väikese seinapaksusega õhukeseseinalised ažuursed valandid (vaasid, nõud, taldrikud, sulgud) on keeruka pinnaga. Selliste toodete valuvorme ei ole võimalik kvalitatiivselt täita läbi väravasüsteemi, mille ühel küljel on horisontaalselt asetsev söötur, kuna vormiõõne õhukeses osas olev sulam jahtub kiiresti ega täida seda täielikult. Sellistel juhtudel kasutatakse täitmiseks horisontaalset väravasüsteemi, millel on palju piki õõnsusühendust asuvaid sööte (joonis 3.47, b). Selleks lõigatakse selle ümber ülemisse poolvormi kolmnurkse ristlõikega šlakipüüdja ​​ja selle alla, alumisse poolvormi ümber vormiõõnsuse, lõigatakse välja vajalik arv etteandeid. Sellise väravasüsteemiga vormi valatud metall siseneb sellesse korraga mitmest kohast. Samal ajal ei ole sellel aega jahtuda ja see täidab hästi õõnsuse keeruka pinna väikseimad süvendid ja eendid.

Sifoonväravasüsteem (joonis 3.47, V) - horisontaalne või vertikaalne – tagab sulametalli suunamise vormiõõnde altpoolt. Selline süsteem välistab vormiõõnsuse alumiste pindade hävimise ja metalli pritsimise võimaluse, kui selle joa langeb vormi põhja. Üksikud metallipiisad ei sulandu hästi kogumassiga ja moodustavad valandis lisandeid (kingletid). Märkimisväärse kõrgusega väikeste põikimõõtmetega kujukeste valuvormid valatakse tavaliselt vertikaalses asendis. Metall siseneb selliste vormide õõnsustesse altpoolt (mööda tõusutoru vormi põhjani) ja seejärel läbib horisontaalse sööturi vormiõõnde ja täidab tõusutorus oleva surve all selle järk-järgult ülespoole.

Riis. 3.47.

Ülemine väravasüsteem (joonis 3.47, G) tagab metalli juurdevoolu vormiõõnde ülevalt. Väikestes ažuursetes valuvormides on ülemise tõkestussüsteemi püstik tehtud pilu kujul ülalt vormiõõnsusse, mistõttu seda sageli nimetatakse piluvärava süsteemiks. See väravasüsteem on mugav selle poolest, et selle saab asetada vormiõõnsuse keskele, kust metall levib ühtlaselt kõikidesse selle osadesse. Lisaks on vertikaalse väravasüsteemi kasutamine õhukeseseinalistes valuvormides mugav, kuna pilulise püstiku ristlõige ei ületa valandi paksust, mistõttu tõusutoru puruneb kergesti ilma valu seinu lõhkumata või jättes selle pinnale suure jälje.

Mitmetasandiline väravasüsteem - vertikaalne tõkestussüsteem - tagab metalli sissevoolu vormiõõnde selle kõrguse mitmel tasandil. Sifoonvärava süsteem tagab vormi vaikse ja ühtlase täitmise, kuid samal ajal on sellel oluline puudus õhukeseseinaliste kunstivalandite valamisel. Sellisel kujul alt üles tõusev metall, mis puutub kokku vormi külmade seintega, jahtub kiiresti, täidab halvasti vormiõõnsuse ülemist osa ega anna valu pinnale teravat leevendust. Selle puuduse saab kõrvaldada, kui muudate veidi sifooni piiramissüsteemi konstruktsiooni, pakkudes sellele vormi kõrgusel täiendavaid sööte. Astmelise väravasüsteemi korral soojendatakse esimene osa metallist, mis siseneb vormi valamise alguses, olles jõudnud veidi jahtuda, kuuma metalli osaga, mis saabub esimese lisasööturi tasemele.

Sama juhtub ka siis, kui vorm täidetakse teise sööturini. Seega kuumutatakse vormi ülemist külma metallikihti kuuma metalli osadega, mis tulevad mitmetasandilistest sööturitest. Sel juhul toimub metalli temperatuuri mõningane ühtlustumine vormiõõnes, tagades valu pinnareljeefi sama teravuse kõigis selle osades.

Sifooni ja astmelise väravasüsteemiga kujukeste ja rinnakujude valuvormides ei ole räbupüüdurit võimalik paigaldada. Sellistes vormides hoitakse räbu valamisel anumas, mis peab olema piisavate mõõtmetega ja sobiva konstruktsiooniga, et tagada räbuosakeste hõljumine valamise ajal.

Väikeste kausside (lehtrite) kasutamisel aitab seda teha spetsiaalselt südamiku segust valmistatud ja lehtri põhja sisestatud kuivatatud filtrivõrk. Kui lehtril on filtervõrk, on metall selles inhibeeritud ja täidab lehtri. Räbu ja mustus hõljuvad metalli pinnale ja jäävad sinna kuni valamise lõpuni.

Väravate süsteemide tüübid

TO kategooria:

Valukoda

Väravate süsteemide tüübid

Piiramissüsteem on kanalite ja reservuaaride kogum, mille kaudu voolab kulbist vedel metall valuvormi õõnsusse. Väravate süsteemil on oluline mõju valandite kvaliteedile; Kui see on valesti projekteeritud või valesti arvutatud, võib see põhjustada defektseid valandeid.

Väravasüsteemi põhielemendid on järgmised.

Lehter või kauss on reservuaar, mis on ette nähtud vahukulbist vedela metalli vastuvõtmiseks, räbu osaliseks säilitamiseks (kausis) ja metalli ülekandmiseks tõusutorusse.

Tõusutoru on ümmarguse, ovaalse või muu ristlõikega vertikaalne (mõnikord kaldus) kanal, mis on ette nähtud metalli ülekandmiseks kausist (lehtrist) väravasüsteemi teistele elementidele (räbupüüdur, söötjad).

Riis. 1. Väravasüsteemi elemendid

Värava läbipääs, mida nimetatakse "räbupüüdjaks" rauavalandite jaoks ja kollektoriks värviliste metallide valandite jaoks, on horisontaalne kanal, mis on ette nähtud räbu hoidmiseks ja tõusutoru metalli ülekandmiseks sööturitesse.

Sööturid (jooksjad) on kanalid, mis on ette nähtud metalli viimiseks otse vormiõõnde.

Riis. 2. Väravate süsteemide tüübid: 1 - kauss (lehter); 2 - tõusutoru; 3 - värava löök; 4 - söötja; 5 - tõukejõud; 6 - valamine

Väravate süsteemid jagunevad viide põhitüüpi:
1. Ülemine väravasüsteem (joon. 2, a). Sööturid tarnitakse kas valandi ülemisse ossa või kasumile või kasumi alla.
2. Alumine või sifoonvärava süsteem (joonis 2, b). Söötjad tuuakse valandi alumisse ossa.
3. Külgvärava süsteem (joon. 2, c). Sööturid tarnitakse vormipistiku kaudu.
4. Mitmetasandiline (lugude) väravasüsteem (joonis 2, d). Söötjad on valandiga ühendatud mitmel tasandil. Astmelise väravasüsteemi üks variant on vertikaalne pilusüsteem (joonis 2, e).
5. Vihmatõkkesüsteem.

Valamissüsteem valitakse sõltuvalt metalli tüübist, valandi konstruktsioonist, selle asendist valamisel jne.

Püüdleme alati selle poole, et valu nõutava kvaliteedi tagamisel oleks väravasüsteemi metallikulu minimaalne. Kui see tingimus on täidetud, suureneb sobiva valu saagis (valu metallikulu ja metalli kogukulu suhe, võttes arvesse väravasüsteemi ja kasumit).

Ülemine väravasüsteem on disainilt kõige lihtsam, seda on lihtne rakendada ja see nõuab vähe metalli. See loob kõige soodsamad tingimused valandi söötmiseks, s.o. loob suundkristallumiseks vajaliku temperatuurijaotuse – temperatuuri tõus valandi alt ülespoole.

Ülemisel väravasüsteemil on aga märkimisväärne puudus, nimelt metallijoa suurelt kõrguselt kukkumisel pestakse kuju välja ja tekivad ummistused; metall oksüdeerub, pritsib ja mittemetalliliste lisandite arv selles suureneb. Lisaks ei taga ülemine väravasüsteem räbu kinnipidamist. Seetõttu kasutatakse seda väikese massiga, lihtsa konfiguratsiooniga, väikese ja keskmise seinapaksusega madalate valandite jaoks.

Alumine (sifoon) väravasüsteem tagab vormi sujuva täitmise, välistades seinte väljapesemise ja ummistuste tekkimise. Väiksem metallivaru tekitab aga ebasoodsa temperatuurijaotuse kogu valumetalli mahu ulatuses (kuna kuum metall tuleb altpoolt) ning aitab kaasa lokaalse kuumenemise ja sisepingete tekkele.

Sifoonväravasüsteemi on raske valmistada ja see nõuab suuremat metallikulu; seda kasutatakse tavaliselt märkimisväärse kõrguse ja suure seinapaksusega keskmiste ja raskete valandite jaoks.

Metalli tarnimine läbi vuugi on üks levinumaid vormide täitmise meetodeid erinevate valandite jaoks, eriti valandite puhul, mille sümmeetriatasand langeb kokku vormi jaotustasandiga.

Külgmine tõkestussüsteem vähendab (võrreldes ülaosaga) metalli kukkumise kõrgust ja hallituse hävimise võimalust, kuid samal ajal halvendab kristalliseerumistingimusi ja suurendab metalli tarbimist. Seda kasutatakse väikese kõrguse, keskmise kaalu ja suurte mõõtmetega valandite jaoks; kasutatakse laialdaselt masinvormide valmistamisel.

Mitmetasandilist väravasüsteemi kasutatakse suurte ja raskete valandite jaoks. See tagab valandile parema etteande kui sifoonväravasüsteem. Süsteemi astmed peavad söötma metalli vormiõõnsusse järjestikku, alt üles. Mitmetasandilist väravasüsteemi on kõige raskem rakendada ja see nõuab kõige suuremat metallikulu. Värviliste sulamite valamisel kasutatakse vertikaalse piluga väravasüsteemi, mis tagab vormi sujuva täitmise, säilitades samal ajal tahkestumise suuna.

Vihmatõkkesüsteemi kasutatakse peamiselt silindriliste valandite jaoks. Püstikust pärinev metall siseneb rõngaskollektorisse, kust see läbi ümbermõõdu üksteisest võrdsel kaugusel paiknevate sööturite kaudu täidab ühtlaselt õhukeste vooludena allpool asuva vormiõõnsuse. Metall ei tohiks pritsida, kuna metallipiisad kõvastuvad kiiresti, oksüdeeruvad ja ei keevita mitteväärismetalliga, moodustades valandites defekte, mida nimetatakse kuningannadeks,

Lisaks väravasüsteemi tüübi valikule on suur tähtsus sööturite valamisele varustamise koha valikul. Olenevalt sulami omadustest, valandi konstruktsioonist (üldmõõtmed, seina paksus), püütakse metalli tarnimisel tagada kas suunata tahkumine või valandi erinevate osade samaaegne ühtlane jahutamine.

Paksude seintega valandite, massiivsete üksuste puhul, mis on altid kokkutõmbumisõõnsuste tekkeks, on vaja luua tingimused suunatud kristalliseerumiseks. See saavutatakse mitte ainult valandi sobiva asukohaga vormis, kui massiivsemad osad asuvad õhukeste kohal, vaid ka valandi kõige massiivsemate osade sobiva metalliga varustamisega. See metallivaru suurendab suunatud tahkumise mõju. Seetõttu tuuakse suure kokkutõmbumisvõimega ja vähenenud voolavusega teras kasumi all olevasse paksusse sektsiooni, et kuumutada vormi kasumi lähedal ja parandada tahkuva valandi toitumist. Kasutatakse ka spetsiaalsetest pronksist, messingist ja mõningatest alumiiniumisulamitest valandite valmistamisel. Mõnikord valatakse teras otse kasumi kaudu.

Kui aga üksikute valandiosade jahutuskiiruste liiga suure erinevuse tõttu tekib pingete ja pragude tekkimise oht, siis jahutuskiiruste erinevuse vähendamiseks viiakse metall valu vähemmassiivsetesse osadesse. .

Valu üheaegne ja ühtlane tahkumine ja jahutamine saavutatakse valu õhukeste osade metalliga varustamisega ja etteande sobiva paigutusega, tagades vormi sümmeetrilise ja ühtlase täitmise. See vähendab sisepingete, kõverdumise ja pragude ohtu. Sarnast metallivaru kasutatakse erineva paksusega seintega pikkade valandite valmistamisel.

Koonused väravasüsteemid püüavad paremini räbu, vähendavad õhu sissepritse ja suurendavad metalli lineaarset kiirust läbi tõkestussüsteemi kanalite. Neid kasutatakse sulamite valamisel, mis ei ole oksüdatsioonile kalduvad ja moodustavad nõrku oksiidkilesid.

Laienevad väravasüsteemid vähendavad metalli liikumise kiirust ja tagavad vormiõõne sujuva täitmise ilma metalli oksüdeerumiseta. Neid kasutatakse oksüdatsioonile kalduvate sulamite valamisel, moodustades tugevaid oksiidkilesid.

Väravate süsteem

kanalite (elementide) komplekt, mille kaudu voolab kulbist või muust valuseadmest tulenev sulatis valuvormi tööõõnde (vt Valuvorm). Eesmärk L. s. - vormivalamise optimaalsete tingimuste ja kestuse tagamine selgete servade ja kontuuridega valandi saamiseks, mittemetalliliste lisandite sisenemise vältimine (pöördkulbist valamisel) ja sulami tahkumisel - valandi etteandmine, et vältida kokkutõmbumisõõnsused. HP elemendid vastavalt otstarbele jaotatakse need tarnimiseks ja tarnimiseks (mõnel erijuhul sellist jaotust ei eksisteeri).

HP toiteelementidele. sisaldab: kaussi, tõusutoru, õhuklappi, räbupüüdurit (kollektor, väravaava) ja sööturit ( riis. , A). Sulamismahuti kauss peab sisaldama piisavas koguses metalli, et hõlbustada valamist, hoida räbu kinni ja vältida õhu sissevoolu. Tõusutoru on vertikaalne (harva kaldega) kanal, mis on ühendatud kausiga. Drossel - kitsas kanal (või mitu kanalit), mis asub tavaliselt tõusutoru põhjas, mis on kohalik hüdrauliline takistus, reguleerib täitmise kiirust ja kõrvaldab vaakumi (vaakumi) tõusutorus. Räbupüüdur on tavaliselt pikliku trapetsikujulise ristlõikega kanal, mis asub drosselklapi taga ja mida kasutatakse sulamiga varustamiseks sööturitesse ja mittemetalliliste lisandite säilitamiseks. Räbu täielikumaks säilitamiseks HP-s. korraldage räbupüüduris kohalikud paisutused, kasutage tsentrifugaalseid räbupüüdjaid, filtrivõrke (malmist valandite jaoks - tulekindlast vardast või šamoti segust, värviliste metallide sulamitest valandite jaoks - õhukesest lehtterasest, kõigi valamisetemperatuuriga sulamite jaoks kuni 1350 ° C - ränidioksiidkangast). Räbupüüdureid ei ole vaja, kui valatakse vahukulbist vorme (räbu jääb kulpi) ja kui mittemetalliliste lisandite tihedus on lähedane sulami tihedusele (mõnede värviliste metallide sulamite puhul). Sellistel juhtudel jaotab kanal, mida nimetatakse kollektoriks või jooksjaks, ainult sulamit. Söötur on räbupüüduriga ühendatud, tavaliselt ristkülikukujulise ristlõikega kanal, mille kaudu sulam siseneb otse või kasumi kaudu vormi tööõõnde.

Toiteelementide mõõtmed määravad peamiselt hüdrodünaamilised tegurid (HP konstruktsioon, rõhk, voolukiirus ja sulamiskiirus).

HP toiteallika elementide juurde. sisaldab külgmist kasumit ja kaela ( riis. , A). Külgkasum on valandi külgpinnal asuv kompaktne tõusulaine, mis on ette nähtud selle toitmiseks sulami jahutamisel ja tahkumisel. Kael on kasumi kitsendatud osa, mis ühendab selle valamisega. Etteandeelemendid peavad kõvenema aeglasemalt kui valamine. Nende mõõtmed määravad peamiselt termilised tegurid (sulami ja vormi termofüüsikalised omadused), sulami valuomadused, mass, seina paksus, valamise konfiguratsioon ja sellele esitatavad nõuded (mehaanilised omadused, tihedus jne).

Eutektilistest sulamitest (näiteks hallmalmist) õhukeseseinaliste valandite valmistamisel piisab tavaliselt valandite söötmiseks lühikesest sööturite jahtumisajast. Nendel juhtudel eriline toiteallika elemente pole vaja ja HP. koosneb ainult tarnekanalitest ( riis. , b, c, d, e). Kui tarnimiseks on vaja väikest kogust sulamit, on süsteemil koos toiteelementidega toite- ja toiteelemendid, näiteks võib räbupüüdja ​​samaaegselt teenida kasumit ja söötja kaelana ( riis. , e).

Olenevalt HP tarneviisist ja -kohast. jagatud külg-, üla- ja vihma-, sifooni-, astmeliseks (korruseline) ja piludega. Vastavalt vormimismeetodile eristatakse horisontaalseid labasid. pistiku horisontaaltasapinnal asuva ja vertikaalse sööturiga, mille puhul söötur asub pistiku vertikaaltasapinnal või väljaspool vormipistiku põhitasapinda.

Lit.: Dubitsky G.M., Gating systems, M. - Sverdlovsk, 1962; Rabinovich B.V., Sissejuhatus valukoja hüdraulikasse, M., 1966; Väramise põhiprintsiibid, L. - , 1967; Leremplissage des ernpreintes de moules en sable, P., 1966; Hoizmüller A., ​​​​Kucharcik L., Atlas zur Anschnitt- und Speisertechnik für Guβeisen, Düsseldorf, 1969.

B. V. Rabinovitš.

Väravate süsteemid: a, b - külg; c - vihm; g - sifoon; d - astmeline (korruseline); e - piludega; 1 - kauss (lehter); 2 - tõusutoru; 3 - gaasihoob; 4 - räbu püüdja; 5 - söötja; 6 - külgkasum; 7 - kael.

Suur Nõukogude entsüklopeedia. - M.: Nõukogude entsüklopeedia. 1969-1978 .

Vaadake, mis on "väravasüsteem" teistes sõnaraamatutes:

Gating system, Gating toitesüsteem on kanalite ja õõnsuste süsteem vormis, mille kaudu juhitakse vedela sulamaterjali sulam (metall või plast) survevaluvormi või survevaluvormi õõnsusse. Elemendid ... Wikipedia

VÄÄNNE SÜSTEEM- valuvormi kanalite ja elementide süsteem sulametalli varustamiseks vormiõõnde, tagades selle täitmise ja valandi etteandmise tahkumise ajal. Sõltuvalt asukohast vormis ja metalli tarnimise viisist eristatakse tõkkeid... ... Metallurgia sõnastik

Väravate süsteem- valuvormi kanalite ja elementide süsteem sulametalli varustamiseks vormiõõnsusse, selle täitmise tagamiseks ja valu etteandmiseks tahkumisel.Sõltuvalt asukohast vormis ja metalli etteandmise viisist eristatakse väravasüsteemi. .. ...

väravasüsteem- Kanalite ja seadmete süsteem vedela metalli (sulami) teatud režiimis vormiõõnsusse tarnimiseks, mittemetalliliste lisandite eraldamiseks ja valu tarnimiseks tahkestumise ajal. Märkus Vastavalt väravasüsteemide konstruktsioonile ... ... Tehniline tõlkija juhend

VÄÄNNE SÜSTEEM- reservuaaride komplekt, vertikaalsed ja horisontaalsed kanalid, mis on ette nähtud valukoja tööõõnsuse (vt) vastuvõtmiseks ja täitmiseks sulametalliga, söötmiseks (vt) selle tahkumise ajal, samuti metalli esimeste portsjonite püüdmiseks, filter . .. Suur polütehniline entsüklopeedia

väravasüsteem- kanalite ja seadmete süsteem vedela metalli varustamiseks valuvormi õõnsusse, mittemetalliliste lisandite eraldamiseks ja valandi tarnimiseks tahkestumise ajal. Väravasüsteem koosneb rennikausist või valamislehtrist,... ... Metallurgia entsüklopeediline sõnaraamat

Kanalite ja õõnsuste (elementide) komplekt, mis täidavad sulatusvormi tööõõnsust. metall, valandi toitmine tahkumise ajal, metalli, räbu ja saasteainete esimeste portsjonite püüdmine. Põhiline HP elemendid (kauss, tõusutoru, ... ... Suur entsüklopeediline polütehniline sõnaraamat

ROHELISTE SÜSTEEM ÜHENDUSE JÄRGI- metallivarustusega väravasüsteem piki eraldustasandit. GOST 18169 86 ... Metallurgia sõnastik

HORISONTAALNE RENNIDE SÜSTEEM- vormipistiku horisontaaltasapinnas paiknevate sööturitega väravasüsteem (joonis D 14). GOST 18169 86. lihtsa konstruktsiooniga väravasüsteem LAIUS=391 KÕRGUS=281 PIIR=0> sisselaske- ja toitesüsteemidega väravasüsteem... ... Metallurgia sõnastik

Vertikaalne väravasüsteem- väravasüsteem sööturitega, mis paiknevad vormi vaheseina vertikaaltasapinnal mitmel tasandil või vertikaalselt. Vertikaalne väravasüsteem on jagatud ülemiseks, vihma-, sifooni-, astmeliseks... Metallurgia entsüklopeediline sõnaraamat

Väravsüsteem on kanalite ja vormielementide süsteem sulametalli varustamiseks vormiõõnde, tagades selle täitmise ja valandi etteandmise tahkumise ajal. Terasevalu puhul kasutatakse väravasüsteemi, mis koosneb järgmistest elementidest (joonis 7.7) kõige lihtsamast versioonist: väravalehter 1, tõusutoru 2, süvend 3, tõmbekanal 4, söötur 5 ja kasum 7. Keerulisemates versioonides see võib sisaldada ka tagasivoolu tõusutoru 8, pilusööturit 9 ja väljavoolu 10.

Sprue lehter mõeldud sulametalli vastuvõtmiseks valukulpist ja selle tõusutorusse suunamiseks. Sellel on kärbitud koonuse kuju, mille ülaosas on suur "alus".

Tõusutoru on vertikaalne või kaldkanal sulametalli varustamiseks väravalehtrist teistele tõkestussüsteemi elementidele või otse vormiõõnsusse.

Värava löök- see on horisontaalne jaotuskanal, mis on ette nähtud sulametalli varustamiseks tõusutorust sööturitesse. Pöörlevatest kulbidest sulatite vormidesse valamisel peab väravakäik lisaks jaotusfunktsioonile toimima ka räbupüüdjana.

Sump- see on tõusutoru all olev süvend, mille eesmärk on nõrgendada erosiooniefekti langeva vedela metalli joa kujule püstiku täitmise alguses.

Söötja on kanal sulametalli varustamiseks värava läbipääsust valuvormi õõnsusse.

Vypor- see on kanal gaaside eemaldamiseks vormist ja selle täitmise kontrollimiseks sulametalliga. Seda tehakse valuõõnsuse ülemise punkti kohal, kui sellest kõrgemal kasumit pole, samuti suletud kasumi korral.

Kasum kui väravasüsteemi elementi käsitletakse punktis 7.1.

Väravasüsteem võib lisaks sisaldada filtrit sulami puhastamiseks räbu ja liivaosakestest, samuti mittemetallilistest lisanditest. Filter on tulekindlast materjalist sisetükk võrgu, graanulikihi, õhukeste kanalitega varda või läbivate makropooridega keraamika kujul. See tagab sulatise jämeda või peene puhastamise, olenevalt filtrikanalite suurusest. Lisaks pakuvad filtrid täiendavat hüdraulilist takistust ja võimaldavad vähendada sulametalli voolukiirust väravasüsteemi kanalite kaudu.

Nõuded väravasüsteemidele

Väravasüsteemile esitatakse mitmeid nõudeid, mis tulenevad vajadusest saada kvaliteetseid valandeid madalaima energia-, materjali- ja tööjõukuluga.

Väravasüsteem peab:

1) tagada vormi kiire, kuid rahulik täitmine. Kiire täitmine on vajalik, et tagada vormi täielik täitmine. Aeglane täitmine võib põhjustada valandites selliste defektide teket nagu alatäitmine, mittenakkumine ja keevitamine (sulatuse tahkumise alguse tõttu enne vormi täielikku täitumist), aga ka muljumist (pikaajalise termilise kokkupuute tagajärjel). vedela terase kiirgus vormi ülemistele seintele). Samuti ei ole soovitav valuvormi täitmine, kuna see põhjustab kilede ja gaasiavade (õhu kinnijäämise tõttu vedela terase vooluga) ja ummistuste tõttu (vormi seinte ja südamiku poolt põhjustatud erosiooni tõttu) valandite suurenenud defekte. vedela metalli juga);

2) olema metallitarbimise osas ökonoomne. Terasevalu puhul kulutab väravasüsteem kuni 40-60% vormi valatud vedelast metallist. Seetõttu on väravasüsteemi metallitarbimise vähendamine oluline tegur valandite valmistamise kulude vähendamisel;

3) olema tehnoloogiliselt arenenud, s.t lihtsa disainiga, vormimiseks mugav, kompaktne (võtab vormis vähe ruumi) ja kergesti valandist eraldatav;

4) tagama vedela metalli puhastamise räbu- ja liivaosakestest, samuti mittemetallilistest lisanditest. Kui on vaja vältida liiva ja räbuosakeste sattumist valusse, kasutatakse räbupüüdjana väravakäiku. Ja kui on vaja tagada vedela terase kõrgem puhastusaste, kasutatakse filtreid, mis paigaldatakse tõusutoru ja värava läbipääsu ristumiskohta või värava läbipääsu ühenduskohtadesse sööturitega;

5) soodustada valu erinevate osade järjepidevat tahkumist kasumi suunas. Selleks viiakse valu metalli juurdevool selle massiivsesse ossa ja külmikute asukohast eemal;

6) soodustama termiliste pingete hajumist ega takista valandi lineaarset kokkutõmbumist. Vastasel juhul võib sisepingete kontsentratsioon põhjustada valandites pragude teket;

7) tagama gaaside eemaldamise varrastelt. Selleks ei tohiks see esiteks blokeerida varda märgiosas olevat ventilatsioonikanalit. Vastasel juhul mõjutavad valandeid gaasiavade kujul esinevad defektid.

Nõuete kogum, mida tuleb täita, määratakse valandite konstruktsiooniga, samuti neile esitatavate nõuete taseme ja loeteluga. Valundeid, millele ei esitata kõrgeid nõudeid, saadakse minimaalse kogusega. Vastavalt sellele toodetakse valandeid, millele kehtivad kõrgendatud nõuded, maksimaalse arvuga. Seega on iga terasvalu valmistamisel oluline kolme esimese nõude täitmine. Kui valandile kehtivad kõrgendatud nõuded saastumise kohta mittemetalliliste lisanditega, tuleb kolmele esimesele nõudele lisada neljas nõue. Viies nõue peab olema täidetud kõikidel valmistamisvalandite puhul, kui neis on võimalik kokkutõmbumisõõnsuste teke ning kahanemispoorsus ja lõtvus ei ole lubatud. Kui valandil on kalduvus praguneda, muutub aktuaalseks kuuenda nõude täitmine.

Kui metall, näiteks valatud alumiiniumisulam, on sulanud ja valamistemperatuurini kuumutatud, on see vormi sisestamiseks valmis. Kvaliteetsete metallvalandite tootmisel on võtmeküsimuseks hea väravasüsteemi projekteerimine. See on veelgi olulisem, kui valamisel kasutatakse gravitatsiooni, mitte survevalu, olgu see madal või kõrge.

Sulametalli valamine vormi tuleb teha hoolikalt ja täpselt. Vastasel juhul on pärast tahkumist saadud valandil mitmesuguseid valudefekte, mille põhjuseks oli just sulametalli vale valamine:

• liiga kiire vedela metalli vool võib valuvormi kahjustada,
• väga turbulentne vool võib kinni haarata õhku ja mitmesuguseid võõrkehasid ning
• Vormi liiga aeglane täitmine võib põhjustada külmakorkide teket.

Hea väravasüsteem

Õigesti kavandatud väravasüsteem tagab vedela metalli voolu nõuetekohase kontrolli vormi täitmisel.

Optimaalne väravasüsteemi disain võib:

• vähendada sulametalli voolu turbulentsi;
• minimeerida gaaside ja lisandite sisaldust valus;
• vähendada räbu kogust.

Vale väravasüsteem põhjustab paratamatult probleeme metallivoolu sujuvuse ja pidevusega. Selle tulemuseks on halb valamine kvaliteet. See kehtib eriti alumiiniumi ja selle valusulamite kohta, mis on räbu ja oksiidide suurenenud moodustumise tõttu väga tundlikud sula alumiiniumisulami sujuva voolamise häirete suhtes.

Alumiiniumisulamid reageerivad väga aktiivselt hapnikuga, moodustades alumiiniumoksiidi. Kui alumiiniumsulam voolab sujuvalt, tekivad need oksiidid sulatise pinnale ja jäävad sinna. Kui aga sulavool on turbulentne, sisenevad need oksiidid sulatisse ja toovad sinna gaase ja inklusioone. Seetõttu on sula alumiiniumi voolu katkemise vältimiseks tõkkesüsteem konstrueeritud nii, et oleks välistatud õhu kinnijäämisega seotud probleemid. See saavutatakse, vältides madala rõhuga alade teket, mis võivad põhjustada õhu tõmbamist vormi.

Väravasüsteemi elemendid

Alloleval joonisel on kujutatud tüüpilise väravasüsteemi ristlõiget . See valuvorm illustreerib sulametalli, sealhulgas valatud alumiiniumisulamite valamise protsessi põhiprintsiipe.

Kolb on puidust kast, milles asub vormimisliiva segu.

Alumine pool on valuvormi alumine osa.

Vormi ülemine pool on valuvormi ülemine osa.

Väravsüsteem on kanalite võrk, mis on ette nähtud sulametalli varustamiseks valuvormi sissepääsust selle õõnsusse.

Südamik on liivatükk, mis sisestatakse valuvormi sisemiste osade loomiseks.

Toss on varda kinnitamise seade.

Väravakauss on väravasüsteemi osa, mis võtab kulbist sulametalli. Torukauss juhib metalli voolu vormi. Väravakaussist voolab metall alla tõuketorust – tõmbesüsteemi vertikaalsest osast – ja seejärel läbi horisontaalsete kanalite – tõmbetorude – ja lõpuks läbi kontrollitud sissepääsude – sööturite või tõuketorude – vormiõõnde.

Profit on sulametalli reservuaar, mis varustab metalliga vormielemente, et vältida kokkutõmbumist tahkumise ajal.

Väravasüsteemi füüsikalised põhimõtted

Hea väravasüsteemi disaini saavutamiseks on vaja järgida mõningaid põhiprintsiipe. Sulametall käitub vastavalt hüdraulika põhiprintsiipidele. Nende põhimõtete tagajärjed võivad olla väga kasulikud mis tahes väravasüsteemi toimimise mõistmisel.

Sulametalli voolamise protsessi läbi väravasüsteemi vormi reguleerivad kontiinummehaanika põhimõtted ja kontseptsioonid, näiteks:

• Bernoulli teoreem;
• järjepidevuse põhimõte;
• Reynoldsi number.

Bernoulli teoreem sulamisvoolu kohta

Bernoulli teoreem on kokkusurumatu vedeliku statsionaarse voolu energia jäävuse seaduse tagajärg. Bernoulli teoreem sulametalli voolu kohta on see, et potentsiaalse ja kineetilise energia summa sellise voolu mis tahes punktis on konstantne. Potentsiaalse energia määrab voolu kõrgus teatud võrdlustasapinna suhtes. Kineetiline energia sõltub voolukiirusest.

Kui jätta tähelepanuta hõõrdekaod ja eeldada, et kogu väravasüsteem on atmosfäärirõhu mõju all, siis Bernoulli teoreemist järeldub, et kiirus v sulaalumiiniumi vool vormisööturi madalaimas punktis sõltub kõrgusest h, millel asetseb kauss vastavalt valemile:

v = (2gh)1/2

Sellest valemist järeldub näiteks, et mida kõrgemal asetseb tõmbekauss, seda suurem on selle kiirus vormi sissepääsu juures.

Sulavoolu pidevuse põhimõte

Järjepidevuse põhimõte seisneb selles, et tõkestussüsteemi läbimatute seinte tingimustes kokkusurumatu vedeliku - sulametalli - puhul jääb mahuline voolukiirus Q konstantseks. See tähendab, et väravasüsteemi 1 ja 2 mis tahes kahe punkti puhul:

Q = A 1 v 1 = A 2 v 2

Kus
A- väravasüsteemi ristlõikepindala;
v– sulamisvoolu kiirus läbi tõkestussüsteemi.

Sellest järeldub, et vedela metalli voolu kiirendamiseks peab väravasüsteemi kanalite ristlõikepindala piki voolu vähenema.

Sulavoolu omadused

Väravasüsteemi projekteerimisel on väga oluline arvestada sulametalli voolu iseärasusi, mis määravad, kas vool on laminaarne, turbulentne või segatud.

Laminaarne sulamisvool

Laminaarses voolus liigub vedelik kihtidena, mis ei ristu. Sel juhul ei pruugi laminaarne vool olla lineaarne. Laminaarses voolus järgib vool kõveraid pindu ja voolab sujuvalt kihtidena. Veelgi enam, vedeliku kihid võivad üksteise suhtes libiseda, ilma et kihtide vahel vedelikku vahetataks.

Turbulentne sulavool

Turbulentses voolus asetsevad sekundaarsed juhuslikud liikumised põhivoolule. Seda tüüpi voolu korral toimub vedelikuvahetus juba külgnevate vedelikukihtide vahel. Lisaks toimub sellises voolus energiavahetus vedeliku aeglaste ja kiirete osakeste vahel: aeglased osakesed kiirendavad, kiired osakesed aeglustuvad.

Reynoldsi arv metallisulami jaoks

Voolu tüüp - laminaarne või turbulentne - määratakse vedeliku sisemiste inertsiaalsete jõudude ja selle sisemiste viskoossete jõudude suhtega. Seda suhet väljendatakse mõõtmeteta Reynoldsi arvuna (Re), mille saab lihtsustatult kirjutada järgmiselt:

Re= (inertsiaaljõud)/(viskoossed jõud)

Viskoossed jõud tekivad vedeliku sisemisest hõõrdumisest. Sõltub vedeliku dünaamilisest viskoossusest. Temperatuuri tõusuga väheneb.

Inertsiaaljõud tähistavad vedeliku vastupanuvõimet kiirendusele. Need suurenevad vedeliku tiheduse ja voolukiiruse suurenedes.

Madala Reynoldsi arvuga voolu korral on inertsiaalsed jõud viskoossete jõududega võrreldes tühised, samas kui kõrge Reynoldsi arvu korral on viskoossed jõud inertsiaalsete jõududega võrreldes väikesed. Madalaid Reynoldsi numbreid iseloomustab laminaarne vool, suuri Reynoldsi numbreid aga turbulentne vool.