Страницы статьи: 1 2 3 4 5 6 7 |
На основании приведенных соображений можно сделать ряд выводов, касающихся конструирования отливок.
I. Толщина стенок должна быть так подобрана, чтобы остывание проходило равномерно во всех частях отливки; следует избегать больших утолщений и резких изменений сечения.
Чем больше разница в толщине стенок отливки, тем больше термические напряжения и, следовательно, опасность образования трещин. Пользуясь формулами (9), (10), (11) на стр., можно высчитать величину этих напряжений в отливках, составленных из элементов с различной приведенной толщиной стенок Rx и R2. Так, например, для стальной балки, изображенной на Рис. 3, а, стр. 3 статьи расчет производится следующим образом:
Для обеспечения равномерного остывания стенки отливки, из которых отвод тепла затруднен (прежде всего внутренние стенки), должны быть тоньше стенок, из которых отвод тепла не представляет затруднений (наружные стенки). На Рис. 1 показаны две конструкции стола карусельного станка и корпуса задвижки. Конструкции, изображенные на Рис. 1, б, г, являются правильными, так как в них толщина внутренних стенок примерно на 20% меньше толщины наружных.
Толщина стенок отливки не должна быть слишком малой из-за опасности образования трещин, вызванных торможением усадки.
II. Конструкция отливки должна быть как можно более компактной; следует избегать чрезмерного увеличения размеров отливки в каком бы то ни было направлении и применения выступающих частей, находящихся на большом расстоянии одна от другой.
Следует помнить, что длинные отливки с небольшой толщиной стенок (например, рычаги, длинные корпуса и т. п.) вследствие сопротивления, оказываемого формой, получают меньшую усадку, чем толстостенные отливки компактного строения.
На Рис. 2 показан длинный стальной корпус, имеющий на обоих концах отливки выступающие фланцы. Чтобы избежать образования трещин, отливку изготовили гладкой, а фланцы приварили. Корпус вентиля (Рис. 3) из кислотостойкой стали с большой линейной усадкой изготовлен из трех частей (7, 2, 3), сваренных в одно целое.
|
Рис. 1. Конструкция отливок стола карусельного станка (а, б) и корпуса задвижки (в, г): а, в- неправильные; б, г - правильные
(1 - внутренние стенки; 2 - наружные стенки).
|
Рис. 2. Длинная стальная отливка с приваренными фланцами.
|
|
Рис. 3. Корпус вентиля из кислотостойкой стали, сваренный из трех отливок (1, 2, 3).
|
III. Конфигурация отливки не должна препятствовать усадке. Схемы конструкций отливок со свободной и затрудненной усадкой (механическое и термическое торможение ) были показаны на Рис. 1 стр. 1 этой статьи.
Отливки открытого сечения (J, Т, и т. п.) имеют более свободную усадку, чем отливки замкнутого сечения. Поэтому в целях устранения напряжений и трещин следует рекомендовать отливки открытого сечения. Однако это правильно только для тех случаев, когда в местах стыка стенок и ребер не образуется больших утолщений, вызывающих увеличение литейных напряжений.
Особенно большая опасность образования трещин существует в отливках, имеющих длинные отверстия с поперечными перегородками и глубокие впадины с небольшими закруглениями и выходами малого сечения (Рис. 4, а, Рис. 5, а). Причиной образования трещин в отливке, изображенной на Рис. 4, а, может быть наличие тепловых узлов в стыках стенки с перегородками. Придавая отверстиям обтекаемую форму и большие закругления, устраняя перегородки и увеличивая выходы, можно уменьшить опасность возникновения напряжений и трещин (Рис. 4, б, Рис. 5, б). На Рис. 6 приведено применение этого положения к конструкции головки цилиндра двигателя внутреннего сгорания.
На Рис. 7, а показана конструкция цилиндра двухтактного двигателя внутреннего сгорания двойного действия. В отношении литейных напряжений такая конструкция является нецелесообразной; в ней создается большой перепад температур между медленно остывающей гильзой цилиндра и быстро остывающей рубашкой, причем жесткое сочленение этих частей вызывает большие напряжения. Отделение гильзы, изготовленной в виде самостоятельной отливки, дает возможность уменьшить напряжения в отливке корпуса.
|
Рис. 4. Конструкция отливки кожуха: а - неправильная (сильное торможение усадки стержнем); б - правильная.
|
|
Рис. 5. Конструкция тройника: а - неправильная (стержень сильно тормозит усадку); б - правильная.
|
Рис. 6. Конструкция головки цилиндра двигателя внутреннего сгорания: а - неправильная (стержень сильно тормозит усадку, при очистке трудно удаляется); б - правильная.
|
|
Рис. 7. Конструкция цилиндра двухтактного двигателя внутреннего сгорания: а - неправильная (большие литейные напряжения); б- правильная.
|
Страницы статьи: 1 2 3 4 5 6 7 |
Опубликовано: 2014.09.02 Обновлено: 2014.10.10 |
