7.8.2 Utveckling av linskiva i gråjärn

Detta ”case” behandlar framtagningen av optimal geometri för en linskiva, som var tänkt att sandgjutas i gråjärn. Linskivan används på fartyg, i en hiss för containrar. Kraven var att linskivan skulle ha två spår, klara en given belastning och ha så låg vikt som möjligt. Utbytet vid gjutning önskades också vara så bra som möjligt.

En linskiva har en grundgeometri enligt följande:

Grundgeometri för linskiva.

 

Flera hållfasthetsanalyser genomfördes för att kontrollera att linskivan håller för uppsatta laster.

Hållfasthetsberäkningar på linskiva (deformation vid belastning).

Hållfashetsberäkningar på linskiva (von Mises spänningar).

Samtidigt utfördes gjutsimuleringar, framförallt stelningssimulering, för att kontrollera gjutbarheten. Målet var att utforma linskivan så att eventuella sugningar (stelningskrympning) hamnade i mitten av linskivan så att matningen blev så enkel som möjligt.

Figuren nedan visar hur linskivan börjar stelna längst ut och sedan mot mitteni ett så kallat riktat stelnande. I det gråa området har allt stelnat, där nyansen är röd är tvåfasområdet mellan solidus och likvidus och det gula området innebär flytande metall.

Sådant stelnande är önskvärt eftersom sugningar hamnar där gjutgodset stelnar sist eller där isolerade områden med smälta bildas. Man får då endast ett värmecentrum. I detta fall var linskivan konstruerad så att de tunnaste partierna fungerade som kylflänsar, vilket var gynnsamt med hänsyn till att riktat stelnande skulle erhållas.

Stelningssimulering som visar riktat stelnande mot mataren.

Genom att styra stelnandet kan risken för defekter minskas. Vidare kan man, om eventuella defekter uppstår, se till att dessa kommer att hamna i områden som inte är känsliga för höga spänningar.

3197