Розрізняють три типи ЛПС:
ЛПС I типу застосовують при виготовленні виливків масою до 1,5 кг. Блок моделей можна збирати з окремих ланок, що вмонтовуються на стояку. В цьому випадку стояк служить центральним елементом при складанні моделей і при-бувальщиною для харчування виливків. При виготовленні тонкостінних виливків, моделі яких можуть деформуватися, стояк є опорним елементом. Збірку такого блоку моделей здійснюють за допомогою пайки. Розплав підводиться в масивні вузли виливків. Литниковая система не має живлять елементів - прибутків, так як виливок харчується від стояка; відсутні також елементи, які регламентують швидкість заливки і затримують шлак і оксиди.
ЛПС II типу застосовують для виготовлення виливків складної конфігурації і відповідального призначення, тонкостінних, а також середньої та великої маси для відливок з легованих сталей. Литниковая система являє собою стояк в поєднанні з місцевими (розосередженими) прибутками. Така литниковая система дозволяє регулювати швидкість заповнення форми за допомогою звуженого перетину.
ЛПС III типу застосовують для виготовлення виливків типу крильчаток, гребних гвинтів, що мають тонкстенние елементи і масивну центральну частину, що живиться прибутком. Заливаються такі виливки через прибуток.
Розрахунок розмірів елементів ЛПС для виливків, що виготовляються в оболонкових формах по виплавлюваних моделях, засновані на дотриманні принципу послідовного затвердіння.
На практиці найбільше застосування отримали два способи розрахунку: по модулю охолодження (наведеним толщинам) і діаметрам вписаних сфер. Перший спосіб використовують для ЛПС I типу, а другий для систем II і III типів. Обидва способи засновані на узагальненні та використанні експериментальних і виробничих даних.
Перший спосіб розроблений М. Л. Хенкин для ЛПС I типу.
Вихідними даними для розрахунку є модуль охолодження масивного вузла виливка (відношення його обсягу і площі поверхні) і її маса.
Модуль охолодження живильника (відношення площі поперечного перерізу живильника до його периметру) визначають за емпіричною формулою
де d0 - модуль охолодження виливки або її масивного вузла, мм; G - маса відливки, г; lп - довжина живильника, мм; dст = 0,5rст - модуль охолодження циліндричного стояка, виражений через його радіус.
Якщо відомі розміри живильника, то визначають модуль охолодження стояка
У формулах (1.1) і (1.2) відображена залежність між розмірами елементів ЛПС і виливки.
Якісні виливки можна отримати за умови
так як при цьому забезпечується спрямоване затвердіння розплаву від виливки до стояка і, отже, її харчування.
За формулою (1.1) розраховані розміри ЛПС для великого числа сталевихвиливків. Дані розрахунку після виробничої перевірки зведені в таблиці, подібні табл. 1.6.
За заданій масі виливка (відома з креслення) необ-обхідно визначити d0 і вибрати значення lп з умов складання блоків моделей і відрізки виливків. В середньому при G <0,5 кгlп =4…10 мм, при 0,5 Якщо розраховане значення Dст> 60 мм, застосовують литниковую систему з колекторами, які виконують функцію живлять елементів ЛПС. Приклад. Розрахувати розміри елементів ЛПС для відливання «петля», ма-теріал сталь 35Л, маса відливки G = 185 г (рис. 1.38). Визначаємо модуль 6о (наведену товщину) теплового вузла, який являє собою брус квадратного перетину зі стороною a = 18 мм і довжиною b == 40 мм. Площа се-чення перпендикулярна до напрямку підведення розплаву ab, периметр січі-ня 2 (а + 2b), тоді Приймаємо довжину живильника lп = 8 мм. По таблиці 1.6 для G = 185 г і δ0 = 3,7 знаходимо діаметр стояка Dст = 35 мм і наведену товщину живильника? П = 4,75. Остаточно приймаємо lп = 8 мм, Dст = 35 мм,? П = 4,75 і живильник, який має прямокутний перетин зі сторонами, які можна знайти за формулою (1.3), задаючись товщиною живильника ап = 15 мм, тоді bп = 28 мм. Другий спосіб, розроблений Н. Н. Лященко, примі-няют для розрахунку розмірів елементів ЛПС II і III типів. Розміри прибутків визначають за методом вписаних сфер (окруж-ностей). При розрахунку розмірів прибутку враховують дистанцію її дії R. Як правило, тонкі стінки виливків распола-гают вертикально, а метал в порожнину форми підводять знизу. Перевірку правильності призначають-чення розмірів каналів ЛПС ведуть гідравлічним методом. Площа звуженого перетину (див 2) визначають за формулою де G-маса виливка, г; r-щільність рідкого металу, г / см 3; μ- коефіцієнт витрати, μ = 0,8 ... 0,9 без урахування енергії струменя, μ = 1,4 ... 1,5 з урахуванням енергії струменя розплаву з ковша (значення μ більше, ніж, наприклад, при заливці піщаних форм, так як стінки оболонкової форми мають низьку шерохова тости); tзап-час заповнення форми; Hр-розрахунковий напір стовпа металу у вузькому перетині, см; g - прискорення вільного падіння, см / с 2. J- масова швидкість заливки, г / с, J = klmах / dст; k - коефіцієнт, що залежить від способу підведення розплаву в порожнину форми: для верхнього підведення 0,05, для бокового підведення 0,06, для нижнього підведення 0,08; lmах - найбільша протя-женность тонкої стінки виливки, мм; dcт- товщина тонкої стінки виливки, мм. Діаметр стояків Dст і модулі охолодження? П (наведені товщини) в залежності від наведеної товщини вузла δ0 і маси G виливків З метою полегшення і прискорення проектування ЛПС для виливків по виплавлюваних моделях основні конструкції ЛПС і їх елементи - літніковие чаші, зумпфи, живильники, стояки і т. Д повинні виконуватися за відповідними ГОСТами. Температури форми перед заливанням, зали ваемого сплаву, вибивання виливка призначають в за-лежно від хімічного складу сплаву, товщини стінки і конфігурації виливки, керуючись відомими положеннями (див. Розділ 1.5). Тривалість охолодження виливки до заданої температури визначають, користуючись методами, відомі-ми з теорії формування виливки [1]. Відповідно до розробленого технологічним кресленням виливки і розрахунками розмірів ЛПС з урахуванням заданої програми випуску вибирають обладнання для виготовлення моделей і про-ектують прес-форму, тип оболонкової форми, склад і спосіб приготування суспензії, виготовлення форми, спосіб сушіння, прожарювання оболонки, призначають режими виконання основних операцій технологічного процесу, вибирають обладнання і проектують необхідну технологічну оснастку.