CN106583646A - 一种铁路机车大型电动机外壳浇注系统及其铸造工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种铁路机车大型电动机外壳浇注系统及其铸造工艺方法，其浇注系统为底注十字浇注带防变形结构结合的一体式浇注系统，包括竖向浇道和设置于竖向浇道下端并与竖向浇道相连通的横向浇道，横向浇道为四组成十字形分布设置的浇道，竖向浇道设置于四组浇道所组成十字形的中部。以解决现有铁路机车电机外壳制造过程中，出现铸件夹砂裂纹的问题始终无法解决，造成生产成本高，工期长，质量不可靠，隐患大，无法与国际上大型电机高质量要求的高端产品竞争的问题。本发明属于机车电机外壳制造技术领域。

Description

一种铁路机车大型电动机外壳浇注系统及其铸造工艺方法
技术领域
本发明涉及一种铁路机车动力系统中大型电动机套件的外壳的铸造工艺方法，属于电机外壳制造技术领域。
背景技术
铁路货车机车的动力系统所使用的电机属于大型电机系列，其外壳一般均为普通材质的铸钢件，国内大多采用传统的酯硬化水波璃砂或呋喃树脂砂加冷芯工艺进行生产，铸件夹砂裂纹是个永远无法解决的问题，大量靠多次反复焊修和多次热处理来解决，成本高，工期长，质量不可靠，隐患大，要进入国际市场很难，无法与国际上大型电机高质量要求的高端产品竞争。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种铁路机车大型电动机外壳浇注系统及其铸造工艺方法，以解决现有铁路机车电机外壳制造过程中，出现铸件夹砂裂纹的问题始终无法解决，造成生产成本高，工期长，质量不可靠，隐患大，无法与国际上大型电机高质量要求的高端产品竞争的问题。
为解决上述问题，拟采用这样一种铁路机车大型电动机外壳的铸造工艺方法，包括：
根据电机外壳的结构设计浇筑内部砂芯和外部砂芯，并设计浇注系统，浇筑系统具有竖向浇道和设置于竖向浇道下端并与竖向浇道相连通的横向浇道；
将内部砂芯和外部砂芯组装，将浇注系统预埋于砂型中，浇注系统中竖向浇道设置于砂型的中部，横向浇道设置于砂型底部并与内部砂芯和外部砂芯之间的浇筑区底部相连通，并进行浇筑准备工作；
浇筑准备工作完成后，将浇注系统中竖向浇道的上端口作为浇筑口进行浇筑，钢水由竖向浇道再经横向浇道后进入内部砂芯和外部砂芯之间的浇筑区，并在浇筑区内由下向上平稳上升，直至顶部冒口溢出，停止浇筑，待冷却后即可。
前述工艺方法中，浇注系统为底注十字浇注带防变形结构结合的一体式浇注系统，其横向浇道为四组成十字形分布设置的浇道，竖向浇道设置于四组浇道所组成十字形的中部，横向浇道的上侧还设置有依次与所述四组浇道相连通的环形浇道槽，使得浇筑时形成防变形圈；
前述工艺方法中，竖向浇道的上端设置有漏斗形的浇口杯，竖向浇道和浇口杯均为全陶瓷管组合结构，横向浇道是由多组分段按硬化工艺制作而成的预埋芯，浇筑系统由竖向浇道和横向浇道组装而成，并在模具整体造型前预埋于模具上；
前述工艺方法中，浇注系统以外的砂型砂芯均采用碱性酚醛树脂砂工艺制作而成；
前述工艺方法中，铸造系统采用进口发热补缩保温冒口；
前述工艺方法中，铸造系统中定子装配圆1号砂芯的外圆工作面采用铬铁矿砂碱性酚醛树脂砂工艺预制预埋的方法制作成冷却强度和温度梯度不同的双层结构；
本发明同时提供了一种铁路机车大型电动机外壳浇注系统，以实现上述铸造工艺方法，该浇注系统为底注十字浇注带防变形结构结合的一体式浇注系统，包括竖向浇道和设置于竖向浇道下端并与竖向浇道相连通的横向浇道，横向浇道为四组成十字形分布设置的浇道，竖向浇道设置于四组浇道所组成十字形的中部。
前述浇注系统中，横向浇道的上侧还设置有依次与所述四组浇道相连通的环形浇道槽；
前述浇注系统中，横向浇道为扁平式浇道，且横向浇道是由连通至竖向浇道的一端向另一端渐宽式的浇道结构，扁平型内浇口截面的长宽比例为3-8，内浇道扇形夹角为0-30度；
前述浇注系统中，竖向浇道的上端设置有漏斗形的浇口杯，竖向浇道和浇口杯均为全陶瓷管组合结构，横向浇道是由多组分段按硬化工艺制作而成的预埋芯，浇筑系统由竖向浇道和横向浇道组装而成。
与现有技术相比，本发明能够使得铸件形成顺序凝固，通过选择不同的砂种组合以及铸造工艺浇注系统的设计解决了传统工艺方法无法完全解决的大型电机壳体铸件频繁出现的夹砂、裂纹以及定子装配圆严重变形等铸造质量问题，将铸件的反复焊修率控制在2%-5%以内。使其铸件的一次加工合格率在95%-98%，提高并稳定铸件的质量。
附图说明
图1是本发明中浇注系统的立体结构示意图；
图2是浇注系统的主视图；
图3是浇筑后浇注系统内部形成的浇筑实体的俯视立体结构示意图；
图4是浇筑后浇注系统内部形成的浇筑实体的仰视立体结构示意图
图5是浇筑完成后浇筑实体的主视结构示意图；
图6是图5的仰视图；
其中，附图标记1为竖向浇道，11为浇筑后竖向浇道内形成的实体结构，2为横向浇道，21为浇筑后横向浇道内形成的实体结构，31为浇筑后浇口杯内形成的实体结构，41为浇筑后环形浇道槽内形成的实体结构。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将通过附图对发明作进一步地详细描述。
实施例：
参照图1至图6，本实施例提供一种铁路机车大型电动机外壳浇注系统，该浇注系统为底注十字浇注带防变形结构结合的一体式浇注系统，包括竖向浇道1和设置于竖向浇道1下端并与竖向浇道1相连通的横向浇道2，横向浇道2为四组成十字形分布设置的浇道，竖向浇道1设置于四组浇道所组成十字形的中部，横向浇道2为扁平式浇道，且横向浇道2是由连通至竖向浇道1的一端向另一端渐宽式的浇道结构，扁平型内浇口截面的长宽比例为5，内浇道扇形夹角为20度，横向浇道的上侧还设置有依次与所述四组浇道相连通的环形浇道槽。
竖向浇道1的上端设置有漏斗形的浇口杯，竖向浇道2和浇口杯均为全陶瓷管组合结构，横向浇道2是由多组分段按硬化工艺制作而成的预埋芯，浇筑系统由竖向浇道和横向浇道组装而成。
其铸造工艺方法为：
根据电机外壳的结构设计浇筑内部砂芯、外部砂芯和上述浇注系统，浇注系统以外的砂型砂芯均采用碱性酚醛树脂砂工艺制作而成，铸造系统中定子装配圆1号砂芯的外圆工作面采用铬铁矿砂碱性酚醛树脂砂工艺预制预埋的方法制作成冷却强度和温度梯度不同的双层结构；
将内部砂芯和外部砂芯组装，将浇注系统预埋于砂型中，浇注系统中竖向浇道设置于砂型的中部，横向浇道设置于砂型底部并与内部砂芯和外部砂芯之间的浇筑区底部相连通，并进行浇筑准备工作，铸造系统采用进口发热补缩保温冒口；
浇筑准备工作完成后，将浇注系统中竖向浇道的上端口作为浇筑口进行浇筑，钢水由竖向浇道再经横向浇道后进入内部砂芯和外部砂芯之间的浇筑区，并在浇筑区内由下向上平稳上升，直至顶部冒口溢出，停止浇筑，待冷却后即可。

Claims (10)

1.一种铁路机车大型电动机外壳的铸造工艺方法，特征在于包括如下步骤：
根据电机外壳的结构设计浇筑内部砂芯和外部砂芯，并设计浇注系统，浇筑系统具有竖向浇道和设置于竖向浇道下端并与竖向浇道相连通的横向浇道；
将内部砂芯和外部砂芯组装，将浇注系统预埋于砂型中，浇注系统中竖向浇道设置于砂型的中部，横向浇道设置于砂型底部并与内部砂芯和外部砂芯之间的浇筑区底部相连通，并进行浇筑准备工作；
浇筑准备工作完成后，将浇注系统中竖向浇道的上端口作为浇筑口进行浇筑，钢水由竖向浇道再经横向浇道后进入内部砂芯和外部砂芯之间的浇筑区，并在浇筑区内由下向上平稳上升，直至顶部冒口溢出，停止浇筑，待冷却后即可。
2.根据权利要求1所述一种铁路机车大型电动机外壳的铸造工艺方法，其特征在于：浇注系统为底注十字浇注带防变形结构结合的一体式浇注系统，其横向浇道为四组成十字形分布设置的浇道，竖向浇道设置于四组浇道所组成十字形的中部，横向浇道的上侧还设置有依次与所述四组浇道相连通的环形浇道槽。
3.根据权利要求1所述一种铁路机车大型电动机外壳的铸造工艺方法，其特征在于：竖向浇道的上端设置有漏斗形的浇口杯，竖向浇道和浇口杯均为全陶瓷管组合结构，横向浇道是由多组分段按硬化工艺制作而成的预埋芯，浇筑系统由竖向浇道和横向浇道组装而成，并在模具整体造型前预埋于模具上。
4.根据权利要求1所述一种铁路机车大型电动机外壳的铸造工艺方法，其特征在于：浇注系统以外的砂型砂芯均采用碱性酚醛树脂砂工艺制作而成。
5.根据权利要求1所述一种铁路机车大型电动机外壳的铸造工艺方法，其特征在于：铸造系统采用进口发热补缩保温冒口。
6.根据权利要求1所述一种铁路机车大型电动机外壳的铸造工艺方法，其特征在于：铸造系统中定子装配圆1号砂芯的外圆工作面采用铬铁矿砂碱性酚醛树脂砂工艺预制预埋的方法制作成冷却强度和温度梯度不同的双层结构。
7.一种铁路机车大型电动机外壳浇注系统，其特征在于：包括竖向浇道（1）和设置于竖向浇道（1）下端并与竖向浇道（1）相连通的横向浇道（2）。
8.根据权利要求7所述一种铁路机车大型电动机外壳浇注系统，其特征在于：该浇注系统为底注十字浇注带防变形结构结合的一体式浇注系统，横向浇道（2）为四组成十字形分布设置的浇道，横向浇道（2）的上侧还设置有依次与所述四组浇道相连通的环形浇道槽，竖向浇道（1）设置于四组浇道所组成十字形的中部。
9.根据权利要求7所述一种铁路机车大型电动机外壳浇注系统，其特征在于：横向浇道（2）为扁平式浇道，且横向浇道（2）是由连通至竖向浇道（1）的一端向另一端渐宽式的浇道结构，扁平型内浇口截面的长宽比例为3-8，内浇道扇形夹角为0-30度。
10.根据权利要求7所述一种铁路机车大型电动机外壳浇注系统，其特征在于：竖向浇道（1）的上端设置有漏斗形的浇口杯，竖向浇道（2）和浇口杯均为全陶瓷管组合结构，横向浇道（2）是由多组分段按硬化工艺制作而成的预埋芯，浇筑系统由竖向浇道和横向浇道组装而成。
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