Литейная форма для изготовления диафрагмы турбины

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (») 5999ll

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительно к авт. свид-ву (22) Заявлено 14.04.75 (21) 2120151/22-02 с присоединением заявки № (51) М. Кл е В 22С 9/22

В 220 19/02

Совета Министров СССР по делам изобретении и открытий (43) Опубликовано 30.03.78. Бюллетень ¹ 12 (53) УДК 621.746.4:621..74.046 (088.8) (45) Дата опубликования описания 17.04.78 (72) Авторы изобретения

М. В. Зотов, В. В. Меркулов и А. Ф. Павлов

Ленинградский дважды ордена Ленина и ордена Октябрьской

Революции металлический завод им. XXI(съезда КПСС (71) Заявитель (54) ЛИТЕЙНАЯ ФОРМА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ДИАФРАГМЫ ТУРБИНЫ

Гасударственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к производству отливок чугунных диафрагм, армированных стальными лопатками, и может найти широкое применение в энергомашиностроении.

Известна литейная форма для изготовления диафрагмы турбины, армированной лопатками, содержащая рабочую полость и литниковую систему.

Известна также литейная форма чугунной диафрагмы, содержащая полуформы с выполненными в них полукольцевыми полостями для формирования наружного и внутреннего ободьев диафрагмы, связанными перепускными каналами. Полости образованы с помощью стержня с лопатками. тРорма снабжена литниковой системой, обеспечивающей подвод металла в нижнюю часть наружного обода. Суммарная площадь поперечного сечения питателей всей формы выполнена с учетом веса отливки диафрагмы.

Однако такая литейная форма не обеспечивает рационального распределения металла в ней при заливке, в результате чего неравномерно прогреваются заливаемые в полостях ободьев концы лопаток.

Из-за того, что удельная поверхность охлаждения полости наружного обода в 1,5 — 2 раза больше, чем внутреннего, захолаживающее действие на заливаемый в форму металл стенок, ограничивающих полость наружного обода, больше, чем стенок, ограничивающих полость внутреннего.

Кроме того, за счет большей толщины сечения концов лопаток в полости наружного обода заливаемые концы лопаток в этой полости оказывают дополнительное захолаживающее действие на металл.

Цель изобретения — улучшение прочности связи между заливаемыми концами лопаток и металлом за счет обеспечения управляемого перепуска металла между полостями при заливке его в форму.

JJ,ëÿ этого в предлагаемой литейной форме суммарные площади попсрсч»ых сечешш питателей полостей для наружного и внутреннего ободьев находятся в следутощем соотношении:

1,5 — 9,0, 20

- Вв где I.„— суммарная площадь поперечных сечешгй п»тателей, подведенны.. к полости для наружного обода;

I=„„— суммарная плон;адь попсрсч»ых се25 Iåíèè пптателей, подведенных к полости для внутреннего обода.

На фиг. 1 представлена предлагаемая литейная форма, поперечный разрез; на фиг. 2 —графики зависимости скорости V подъема металла в форме и продолжительности -, запол599911 в (1,5 - Гв

" =- 1,5 — 9,0. г вв

3 пения формы от высоты полости наружного обода.

Литейная форма содержит нижнюю 1 и верхнюю 2 полуформы, в которых выполнены полукольцевые полости 3 и 4 для формирования наружного и внутреннего ободьев. 11олости образованы с помощью стержня 5, в котором заформованы лопатки 6 с переменной толщиной в поперечном сечении. Полости 3 и 4 сообщаются между собой посредством перепускпых каналов 7, расположенных на торцовых участках полостей на уровне входных кромок лопаток 6.

Литниковая система формы выполнена дождевой, обеспечивающей раздельный подвод металла посредством питателей 8 и 9 соответственно в полости наружного и внутреннего ободов.

Г1ри этом суммарная площадь поперечных сечений питателей, подведенных к полостям для наружного и внутреннего ободьев, связана соотношением

= 1,5 — 9,0.

- вн

Пропускная способность питателей 8 несколько больше, чем питателей 9.

Заливка формы осуществляется следующим образом.

i орячий металл из ковша через питатель 8 поступает в полость 3 и одновременно через питатели 9 в полость 4. 11ри этом за счет большей пропускной способности питателей 8 в полость 3 по сравнению с полостью 4 поступает некоторый избыток горячего металла.

1(огда уровень металла в полости 3 достигает утолщенных входных кромок лопаток (наиоолее толстое сечение JIOIIdTKH), начинается перепуск этого избытка через каналы 7 из полости 3 в полость 4 до момента, пока металл в полости 3 не достигнет уровня концов лопаток, заливаемых в полости 4 (выходных кромок лопаток 6). 11осле этого происходит ооратный перепуск более холодного металла из полости 4 в полость 3 до момента полного заполнения формы, т. е. заполнение формы происходит по зонам (см. фиг. 2):

Зона Л вЂ” до уровня входных кромок лопаток;

Зона Б — включающая лопатки;

Зона  — пад уровнем выходных кромок лопаток.

Экспериментально установлено, что при указанном соотношении суммарных площадей сечений питателей обеспечивается равномерный прогрев заливаемых в полостях концов лопаток по толщине сечения каждан лопатки.

В зоне А при раздельном заполнении полостей 3 и 4 скорость V в полости 3 больше, чем в полости 4.

В зоне Б в процессе перепуска скорость падает до критической, при которой не образуются спаи и завороты у заливаемых концов лопаток.

Зо

В зоне B скорость V возрастает.

При этом средняя скорость подъема металла в форме составляет 4 — 6 мм/с (9 — 11 мм/с).

При этом для отливок весом от 300 до

5000 кг величина перепускаемого металла из полости наружного обода в полость внутреннего постоянна и составляет примерно 50—

60 кг.

При использовании пустотелых лопаток в зоне В средняя скорость подъема металла в форме составляет 9 — 11 мм/с и для отливок весом от 1000 до 3000 кг величина перепускасмого металла из полости наружного обода в полость внутреннего постоянна и составляет

-300 — 350. За счет указанного изменения скоростей по зонам и обеспечения указанной величины перепускаемого металла лопатки в толстых сечениях прогреваются интенсивнее, чем в тонких, что исключает образование зазоров между остальными лопатками и чугунным телом обода.

В тонких сечениях лопаток уменьшается прогрев и тем самым исключается разгар тонких выходных кромок с явлениями их охрупчивания, т. е. происходит равномерный прогрев каждой лопатки по сечению. в

При отношении, " ) 9,0 проис вв ходит разгар тонких выходных кромок концов лопаток, заливаемых в полости наружного обода, и недостаточный прогрев утолщенных входпых кромок концов лопаток, заливаемых в полости внутреннего обода.

И наоборот, при отношении происходит недостаточный прогрев концов лопаток, заливаемых в полости наружного обода, и перегрев концов лопаток, заливаемых в полости внутреннего обода.

Формула изобретения

Литейная форма для изготовления диафрагмы турбины, армированной лопатками, содерж: дая полости для наружного и внутреннего бодьев диафрагмы, стержень с лопатками и литниковую систему, включающую питатели полостей для наружного и внутреннего ободьев и перепускные каналы, соединяющие упомянутые полости, отличающаяся тем, что, с целью управления перепуском металла между полостями для повышения прочности связи концов лопаток с заливаемым металлом, суммарные площади поперечных сечений питателей полостей для наружного и внутреннего ободьев находятся в следующем соотношении;

599911 фиг.1 1 с, 6, „о

0 О сь о о ф

0 2 Ф о 8 о /2 /+

0нороеть пааъема мегпалли бгрорме,n / о га zo +о ьо so 7o

Пройлжительноать заполнения рормы, о фиг. 2

Составитель Т. Королева

Техред Н. Рыбкина

Редактор О. Юркова

Корректоры: Л. Брахнина и И. Позняковская

Подписное

Заказ 408/16 Изд. М 357 Тираж 964

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр, Сапунова, 2