Rãnh dẫn kiểu này dẫn kim loại lỏng vào lòng khuôn bằng cách dâng từ d−ới lên trên. Loại rãnh dẫn này đảm bảo kim loại chảy êm, từ từ không phá hỏng khuôn. Th−ờng dùng khi đúc những vật đúc cỡ lớn.
5.3. Chọn chỗ dẫn kim loại vào khuôn
Chọn chỗ dẫn kim loại vào khuôn hợp lý bảo đảm đ−ợc sự điền đầy lòng khuôn đều đặn, tránh đ−ợc những ứng suất bên trong và rỗ co tạo ra trong vật đúc. Muốn vậy, cần theo quy tắc sau:
- Đối với vật đúc có khối l−ợng m < 1,5 tấn và chiều dài l ≤ 3m thì nên dẫn kim loại theo 1 phía. Đối với loại lớn hơn nên dẫn vào bộ phận giữa của vật đúc. Đối với các vật đúc phức tạp có chiều dài l > 2m nên dẫn kim loại theo 2 phía bằng các hệ thống rót riêng biệt.
- Khi đúc gang nhiều gratit, chiều dày không khác nhau lắm nên dẫn kim loại vào chỗ mỏng nhất nhằm bảo đảm tốc độ nguội ở các chỗ của vật đúc đồng đều.
a b
c
d
Tr−ờng đại học bách khoa - 2006 28
- Đúc gang ít các bon có nhiều chỗ dày nên dẫn kim loại vào chỗ dày làm vật đúc nguội lạnh từ tiết diện bé nhất đến lớn nhất, do đó khử đ−ợc ứng suất bên trong vật đúc.
- Vật đúc tròn xoay, cần bố trí rãnh dẫn tiếp tuyến với thành khuôn, đồng thời cần bảo đảm dòng kim loại xoay tròn theo 1 h−ớng.
- Có thể dẫn kim loại vào khuôn từ trên xuống (khi vật đúc thấp, đúc trong 1 hòm khuôn...); từ giữa vào (khi đúc vật trung bình, đúc trong 2 hoặc nhiều hòm khuôn); từ d−ới lên (đúc vật quan trọng, cao, kim loại màu...).
5.4. Tính hệ thống rót
5.4.1.Tính tổng tiết diện rãnh dẫn
Khối l−ợng kim loại chảy qua các rãnh dẫn bằng khối l−ợng vật đúc (kể cả hệ thống rót, đậu ngót):
ΣFBrdB.v.t.γ = G Với: ΣFBrdB : tổng thiết diện rãnh dẫn (cmP
2
P
).
v : vận tốc kim loại chảy qua hệ thống rót (cm/ s). t : thời gian kim loại chảy qua hệ thống rót (s). γ : khối l−ợng riêng của kim loại (g/ cmP
2P P ). G : khối l−ợng vật đúc (kể cả đậu ngót, hệ thống rót). Ta có : F G v t rd = ∑ . .γ ( cmP 2 P )
Theo ph−ơng trình Bécnuli trong thuỷ động học thì: v = β 2g H p
Trong đó: β - hệ số cản thuỷ lực phụ thuộc vào kim loại vật đúc, độ phức tạp của vật đúc, hệ thống rót th−ờng lấy bằng 0,3 ữ 0,8.
g - gia tốc trọng tr−ờng;
Hp : chiều cao trung bình tính toán của áp suất (cm). Từ đó: F G gH t rd p ∑ = β 2 . .γ
Đối với gang (γ = 6,8 g / cmP 2 P ) ⇒ 2g.γ =310 vì vậy F G t H rd p ∑ = 310. . .β . Nh− vậy, cần thiết tính Hp và t.
a/ Tính Hp: Chiều cao tính toán của cột áp suất đ−ợc tính theo công thức:
H H PC C
p = − 2 2
h - chiều cao của ống rót từ chỗ dẫn kim loại đến mặt thoáng (cm) C - chiều cao của vật đúc (cm)
P - chiều cao vật đúc tính từ chỗ dẫn kim loại vào khuôn trở lên (cm).
Tuỳ theo sự bố trí hệ thống rót trong khuôn mà ta có công thức tính Hp cụ thể sau: - Khi rãnh dẫn ở mặt phân khuôn (H.5.6a) thì P= C
2 , ta có : Hp = H− C
8 . - Khi rót từ trên xuống (H.5.6b) thì P = 0, ta có : HBpB = H.
- Khi rót từ d−ới lên (H.5.6c) thì P = C, ta có : Hp = H− P = H−C
2 2 .
b/ Tính thời gian kim loại lỏng chảy qua rãnh dẫn t
Thời gian kim loại chảy qua rãnh dẫn đ−ợc tính theo công thức kinh nghiệm sau: - Đối với vật đúc bằng gang và thép có thành mỏng, khối l−ợng m < 450kg.
t =K G(s)
K : hệ số phụ thuộc chiều dày của thành vật đúc:
Chiều dày thành (mm) 2,5 ữ 3,5 3,5 ữ 8 8 ữ 15
K 1,63 1,85 2,2
- Đối với vật đúc lớn chế tạo bằng gang t =K 2PG
P : hằng số có giá trị không đổi = 0,62; K : hệ số điều chỉnh
Chiều dày thành (mm) 10 11 ữ 20 21 ữ 40 > 40
K 1,0 1,3 1,5 1,7
5.4.2. Tính tiết diện của các bộ phận còn lại của hệ thống rót
Diện tích tiết diện các bộ phận còn lại đ−ợc xác định theo tỷ lệ: - Đối với vật đúc bằng thép: ∑FBrdB: FBrLXB: FBôrB = 1: 1,1: 1,2.
- Vật đúc bằng gang xám và hợp kim đồng: ∑FBrdB: FBrLXB: FBôrB = 1: 1,2: 1,4. H C P H C H P C a b c
Tr−ờng đại học bách khoa - 2006 30
- Vật đúc bằng hợp kim nhôm: ∑ FBrdB: FBrLXB: FBôrB = 1: 1,6: 0,9. Sau khi tính toán tiết diện các bộ phận cần chọn các kích th−ớc theo tiêu chuẩn: - Đ−ờng kính của ống rót phần d−ới dBDB đ−ợc tính: dD = 4F
π .
- Đ−ờng kính của ống rót ở gần cốc rót dBrB đ−ợc lấy lớn hơn dBDB: 10ữ15%.
5.5. Đậu ngót, đậu hơi
5.5.1. Đậu hơi
Đậu hơi dùng để thoát khí trong lòng khuôn ra ngoài, đôi khi dùng để bổ sung kim loại cho vật đúc.
Có 2 loại đậu hơi: đậu hơi báo hiệu và đậu hơi bổ sung chúng th−ờng đ−ợc đặt ở vị trí cao nhất của vật đúc.
Đậu hơi th−ờng có dạng hình trụ côn 3-5P 0
P
trên to d−ới nhỏ, hoặc có tiết diện hình chữ nhật.
5.5.2. Đậu ngót
Dùng để bổ sung kim loại cho vật đúc khi đông đặc. Th−ờng dùng khi đúc gang trắng, gang bền cao, thép, hợp kim màu, gang xám thành dày. Đậu ngót phải đ−ợc đặt vào chỗ thành vật đúc tập trung nhiều kim loại vì ở đó kim loại đông đặc chậm nhất và co rút nhiều nhất. Có các loại:
a/ Đậu ngót hở
Đậu ngót hở là đậu ngót thông với khí trời, áp lực do trọng l−ợng của gang và áp suất không khí. Loại này bổ sung kim loại tốt, dễ quan sát khi rót. dễ chế tạo; song chiều cao đậu ngót phụ thuộc vào chiều cao hòm khuôn, hao phí kim loại, chất bẩn dễ rơi vào khuôn.
b/ Đậu ngót ngầm
Đây là loại đậu ngót không thông với khí trời mà nằm trong khuôn đúc để bổ sung kim loại cho vật đúc. Loại này dùng khi không dùng loại hở đ−ợc. Loại này có −u điểm là không phụ thuộc vào chiều cao hòm khuôn, ít tốn kim loại, sạch, song khó quan sát, bổ sung kim loại kém. Th−ờng có các loại đậu ngót ngầm sau: