Изложница для центробежного литья
Изобретение позволяет повысить долговечность и работоспособность изложниц за счет выполнения кокиля и бандажа из разных.материалов, у которых отношение коэффициентов теплового расширения ot, и с. соответственно находится в следующем соотношении с толщинами бандажа и кокиля h и h. (h ( - наименьшая из этих величин , а h - наибольшая):(3,26- 2,13) h,/h2(.i,(6,46-1,08)h,/h2, причем жесткая связь бандажа с кокилем выполнена таким образом, что обеспечивает при комнатной температуре в зоне их соединения наличие растягивающих напряжений в стенки кокиля, равных 0,0-0,3 от предела текучести материала кокиля. Этим дости- Q гается уменьшение термических напряжений в процессе эксплуатации изложницы . 1 ил. 1 S (Л
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3991984/22-02 (22) 31. 10. 85 (46) 15.05.87. Бюл. и 18 (71) Завод тяжелых бумагоделательных машин и Научно-производственное объединение по технологии машиностроения "ЦНИИТМАЫ" (72) Г.С.Мирзоян, Н.Н.Куршев, Е.К.Иванько, Г.С.Акубов, Е.В.Герливанов и В.М.Львов (53) 621.747.399 (088.8) (56) Иванов В.Г. и др. Стальные формы для центробежного литья. М., 1964, с ° 56. (54) ИЗЛОЖНИЦА ДЛЯ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ЛИТЬЯ (57) Изобретение позволяет повысить долговечность и работоспособность изложниц за счет выполнения кокиля и бандажа из разных, материалов, у которых отношение коэффициентов теплового расширения К, и К соответственно находится в следующем соотношении с толщинами бандажа и кокиля h < и Ь (h, — наименьшая иэ этих величин, а h — наибольшая):(3,262,13) h(/h ts/са с(6,46-1,08)Ь
С:: 1310103 Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при центробежном литье. Цел - изобретения — повышени долговечности и работоспособности иэ- 5 ложницы. Поставленная цель достигается тем, что в изложнице, состоящей из металлической формы (кокиля) и жестко закрепленных на ней бандажах, кокиль и бандажи выполнены из материалов с раэ«ыми величинами коэффициентов теплового расширения, причем величина коэффициента теплового расширения материала бандажа с<, находится в следующем соотношении с величиной коэффициента теплового расширения материал» кокиля ь . h ь . h< 3 26-2 13 -- а -- 6 46+1 08 -- (1р } > У 1 2 Z г где h, tt hz — толщина бандажа и кокиля, причем h, — наименьн<ая из этих величин, h< — наибольшая. Жесткая с вяз ь кокиля и бандажа между собой выполнена таким образом, что обеспсчивает при комнатной температуре в месте связи наличие растягивающих. яапряжешш в стенке фор- ЗО мы, равных 0,0-0,3 от предела текучести материала кокиля. На чертеже показана предлагаемая изложница. Изложница имеет металлический ко35 киль 1 и закрепленные на нем бандажи 2 (количество бандажей может быть различным). Материал кокиля и бандажей выбирается так, чтобы выполнялось соотношение (1). В случае, если н<,,/оГ, отличается от предлагаемого, то напряжения в стенке кокиля или в стенке бандажа, возникающие за счет теплового расширения в процессе литья, превышают предел текучести материала 45 формы, что приводит к ее короблению и быстрому выходу из строя. В соот— ношении (1,< h E всегда меньше h no2 тому, что необходимо учитывать толь— ко максимальные напряжения, которые возникают в более тонком иэ двух сечений. Так, например, если толщина стенки кок«ля меньше высоты бандажа, то в кокиле возникают более высокие напряжсния и расчеты по выбору материалов необходимо проводить, используя их. Определение в формуле (1) величин Ь< и Н не к определенным частям иэ,<ожницы (форме или бандажу), а наложение условия h< h придает формуле (1) универсальность. Формула (1) позволяет учитывать напряжения, возникающие в стенках кокиля и бандажей при наиболее неблагоприятном их нагреве, т.е. максимально высоком нагреве кокиля и минимальном нагреве бандажей. Бандажи жестко связаны с кокилем таким образом, что в стенке кокиля при комнатной температуре испытывают растягивающие напряжения, равные 0,0-0,3 от величины предела текучести материала кокиля. Эти напряжения создаются путем установки и закрепления бандажа на предварительно нагретом кокиле. Наличие растягивающих напряжений необходимо для частичной компенсации сжимающих напряжений,воэникающих в стенке кокиля при нагревании ее в процессе литья. Увели«ение растягивающих напряжений больше 0,3 от предела текучести материала кокиля нежелательно, так как при этом они превышают усталостную прочность материала, что приводит к быстрому выходу ее из строя. Пример. Для производства толстостенных трубных заготовок диаметром 350 мм необходимо изготовить изложницу. Исходя иэ требований проччости и надежности, кокиль выполня"тся из стали 25 с толщиной стенки 50 мм. В соответствии с конструкцией центробежной машины толщина бандажа не должна превышать 50 мм. Величина нагрева бандажа на основании опыта спрейерного охлаждения изложницы в процессе литья принимается 343 К,т.е. на 50 К выше комнатной температуры. Коэффициент линейного расширения стали 25 с равен 12 ° 10 град . Таким образом, h =- 50 мм, h< = 50 мм.СогЛаСНО фОрМуЛЕ (1) ОТНОШЕНИЕ <<с< /EEET должно находиться в пределах 1,137,54. Сталь 25, из которой выполнен кокиль, имеет коэффициент линейного расширения 12 10 град, поэтому — 6 коэффициент линейного расширения бандажа должен быть в пределах (16-90)К -б < х10 град . Этому условию удовлетворяет выпускаемая промышленностью сталь 08Х18Н10T, имеющая коэффициент линейного расширения, равный -б 18 10 град . Расчет напряжений, возникающих в стенке такой изложницы в процессе литья, показывает, что даже при самь<х неблагоприятных усло3 1310103 Ф о р м ул а и э о б р е т е н и я 3,26-2,13 — с -- c 6,46+1,08 h(oui h i 1 М Ь толщины бандажа и кокиля, при этом h< — меньшая из этих величин, а h — большая. а гдето, иЬ Составитель А.Изъюров Техред А.Кравчук Редактор Н.Киштулинец Корректор Л.Патай Заказ 1824/9 Тираж 741 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 виях нагрева кокиля и бандажа они не превышают 260 МПа, а это, в свою очередь, меньше предела текучести выбранных материалов. Создание растягивающих напряжений в стенке ко- 5 киля позволяет еще более снизить напряжения во время эксплуатации. Для этого на нагретый кокиль устанавливают и жестко закрепляют ненагретый бандаж, Температура нагрева кокиля определяется по известным из теории прочности формулам. В рассматриваемом случае температура нагрева кокиля должна находиться в пределах 298350 К. Если кокиль не бып предварительно нагрет, то в нем не возникнут растягивающие.напряжения, а в том случае, если нагрев составил 70 К, то напряжения после закрепления бандажа и остывания кокиля будут поряд- 20 ка 90 МПа. Бандаж закрепляется на кокиле любым известным способом. При изготовлении бандажа необходимо учитывать, что его внутренний диаметр должен соответствовать наружному диаметру нагретого кокиля. При изготовлении изложницы предлагаемым способом срок ее службы увеличивается в 1,2 раза. Изложница для центробежного литья, состоящая из металлического кокиля и закрепленных на нем бандажей, отличающаяся тем, что, с целью повышения ее долговечности, металлический кокиль и бандажи выполнены из материалов с разными величинами коэффициентов теплового расширения, причем величина коэффициента теплового расширения материала бандажа о, находится в следующем соотношении с величиной коэффициента теплового расширения материала кокиля К
