Определение необходимости использования прибылей, места их установки и конструкции

Прибыли необходимо применять при изготовлении отливок из сплавов с большой склонностью к усадке (белые, ковкие, высокопрочные, серые низкоуглеродистые чугуны; стали), а также при изготовлении отливок, имеющих массивные тепловые узлы (толщина стенок свыше 40 мм). В данной работе рассматривается проектирование закрытых гравитационных прибылей независимого действия с обычными тепловыми условиями.

При проектировании прибылей необходимо руководствоваться следующими правилами:

· прибыль необходимо присоединять к тепловому узлу отливки;

· боковая прибыль должна быть выше верхней точки отливки не менее чем на 25 мм;

· если в отливке имеется несколько тепловых узлов, разделенных тонкими стенками, то у каждого необходимо устанавливать отдельную прибыль;

· прибыль должна застывать позже отливки и содержать достаточное количество расплава для питания отливки;

· для экономии металла прибыль должна иметь минимально возможную поверхность охлаждения;

· конструкция прибыли должна обеспечивать удобство формовки;

· шейка, как и прибыль, должна застывать позже отливки;

· шейка должна быть по возможности короткой;

· для эффективного действия прибыли необходимо обеспечить принцип направленного затвердевания.

На основании вышеперечисленных правил рекомендуется конструкция верхних и боковых прибылей, показанная на рис. 5.

Порядок определения размеров прибыли:

· Задают отношение высоты прибыли к ее диаметру . Увеличение создает больший гидростатический напор расплава – улучшаются условия питания теплового узла, однако затрудняется изготовление литейной формы. На практике принимают от 0,7 до 1,5.

а) верхняя прибыль	б) боковая прибыль

Рис. 5. Конструкция прибылей

· Определяют диаметр прибыли из выражения:

,

(3)

где – площадь поверхностей, ограничивающая тепловой узел, мм²; – объем теплового узла, мм³; – усадка металла, % (табл. 4).

Выражение (3) приводится к виду

,

(4)

где ; ; .

Определяются вспомогательные величины

, .

Диаметр определяется как

.

Радиус действия прибыли ориентировочно оценивается как .

· Определяют высоту прибыли как .

· Определяют длину шейки по технологическим соображениям, при этом следует учитывать, что длина шейки не должна превышать .

Таблица 4

Величины усадки литейных сплавов

Материал отливки	Величина усадки , %
Чугун серый	0,8
Чугун высокопрочный	1,4
Чугун ковкий перлитный	1,75
Чугун ковкий ферритный	1,25
Чугун хромистоникелевый	1,2
Сталь углеродистая	1,8
Медные сплавы	1,0-1,75
Алюминиевые сплавы	0,75-1,25
Магниевые сплавы	0,85-1,1

· Определяют диаметр шейки :

– для боковых прибылей;	(5)
– для верхних прибылей.	(6)

· Определяют другие размеры прибылей:

;

для верхних прибылей , ;

для боковых прибылей .