CN107225222A - 大型柴油机的主油道铸造芯撑 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型柴油机的主油道铸造芯撑。该主油道铸造芯撑包括：外支撑面，其为圆弧面；内支撑面，其为与待支撑的主油道砂芯面适配的圆弧面，并与所述外支撑面同心；所述外支撑面的内侧及内支撑面的内外侧均倒角；以及支撑轴，其为圆环结构，并通过内外圆弧边分别连接所述外支撑面和内支撑面，使得主油道铸造芯撑形成“工”字扇形结构，该支撑轴的中部沿周向均匀开设有多个通孔。该大型柴油机的主油道铸造芯撑采用“工”字扇形结构，既保证芯撑的强度又便于在砂芯上布置，从而解决了芯撑的放置问题，该主油道铸造芯的支撑面和支撑轴的形状设计既保证了芯撑的强度要求又便于铁水与芯撑熔合，从而解决了芯撑的强度和熔合问题。

Description

大型柴油机的主油道铸造芯撑

技术领域

本发明涉及发动机铸造领域，特别涉及一种大型柴油机的主油道铸造芯撑。

背景技术

在铸造过程中，部分砂芯装配时存在悬空的情况，这部分砂芯在浇注过程中受热后软化引起强度降低及受铁水的浮力作用而发生变形(有些砂芯只受其中一个作用力，具体要结合砂芯的具体结构来进行分析)，从而引起铸件壁厚不均匀，严重的会造成铸件薄穿而报废。为了预防砂芯在浇注过程中因支撑问题而变形的不利影响，在砂芯装配时需要在砂芯11的上、下面各增加一个金属芯撑12(见附图1)，芯撑的有效厚度为该部位铸件的壁厚，这样在浇注过程中芯撑受热后支撑面和支撑轴能保持一定的强度，从而能预防砂芯变形。另外在浇注后期芯撑在铁水余热作用下能熔化，这样在铸件冷却后芯撑能与铸件本体熔为一体，否则芯撑熔合不好会与铸件本体存在缝隙，对于要求密封性较高的发动机铸件来说，在使用过程中会造成漏水漏油的风险。

目前铸造用芯撑主要在规则大平面上的应用较多，芯撑结构为两头圆形，中间为实心圆棒的类似“干”字结构的设计(见附图2)，使用时固定端插入其它砂芯内部，两个支撑面头部紧贴在在砂芯表面，支撑面13、支撑轴14与铸件本体熔为一体，与芯撑接触的两处砂芯面至少有一处是平面才能使用，对于大平面或类似平面的砂芯面使用非常有效。本公司近年来生产的大型柴油机的主油道砂芯为圆形，长度达3米多长，主油道壁厚为20mm，直径为90mm，芯撑接触的两面均为圆弧面，主油道砂芯的上下左右四个方向需要有芯撑支撑才能保证主油道砂芯的变形方向受控，现有芯撑无法固定在主油道砂芯的左右两侧面上，后来在现有芯撑的基础上加以改造(结构见下图3)后解决了芯撑的放置问题，但测量铸件实物主油道油管的壁厚变形量普遍达8～15mm，甚至有铸件薄穿而报废，废品率高达25％，主油道壁厚尺寸变形量大，产品质量难以控制。主要原因是芯撑的支撑轴太小，侧面芯撑的支撑轴受力方向与支撑轴成一定的角度，造成支撑轴受力大，浇注过程中受热后快速软化而失效，且芯撑间各自单独受力，没有形成互补。

现有芯撑的设计方法在使用过程中有一定的局限性，不能满足大型柴油机主油道砂芯的铸造工艺性要求，主要表现在：

1、现有芯撑的设计方法只能满足用在两个砂芯面为规则的平面或至少有一个面为平面的情况，且芯撑支撑轴的受力方向必须与支撑轴同轴平行。对于两个砂芯面均为圆弧面的情况由于侧面支撑轴的受力方向发生了变化，从而导致现有芯撑无法满足使用要求。

2、现有芯撑的固定方式决定了芯撑固定后在浇注前只能受重力，且重力方向也必须要与支撑轴同轴平行，否则实际的砂芯组装过程在浇注前芯撑会受到砂芯间的相互挤压作用力而使芯撑的另一支撑面受力，固定端因受杠杆作用力，只要较小的力就会把砂芯撬烂或芯撑掉落。

3、现有的芯撑支撑轴大小只能用在铸件壁厚在15mm以下的铸件，铸件壁厚部位超过15mm以后支撑轴因太小受热后强度快速下降而失效，如加大支撑轴则存在熔合不好的隐患。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单合理的大型柴油机的主油道铸造芯撑，该大型柴油机的主油道铸造芯撑采用“工”字扇形结构，既保证芯撑的强度又便于在砂芯上布置，从而解决了芯撑的放置问题，该主油道铸造芯的支撑面和支撑轴的形状设计既保证了芯撑的强度要求又便于铁水与芯撑熔合，从而解决了芯撑的强度和熔合问题。其固定端与支撑面设计为一体，保证在砂芯装配过程中芯撑不因受力而损坏砂芯，从而解决了芯撑的受力问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种大型柴油机的主油道铸造芯撑，包括：外支撑面，其为圆弧面；内支撑面，其为与待支撑的主油道砂芯面适配的圆弧面，并与所述外支撑面同心；所述外支撑面的内侧及内支撑面的内外侧均倒角；以及支撑轴，其为圆环结构，并通过内外圆弧边分别连接所述外支撑面和内支撑面，使得主油道铸造芯撑形成“工”字扇形结构，该支撑轴的中部沿周向均匀开设有多个通孔。

优选地，上述技术方案中，外支撑面和内支撑面的长度为四分之一圆弧结构，所述支撑轴为四分之一圆环结构。

优选地，上述技术方案中，外支撑面的直径为Φ132.4mm，所述内支撑面的直径为Φ91.6mm，二者的宽度均为20mm，所述支撑轴的厚度为6mm，所述通孔的直径为Φ8。

优选地，上述技术方案中，外支撑面和内支撑面的宽度与主油道的壁厚同宽。

优选地，上述技术方案中，多个通孔通过减重槽贯通。

优选地，上述技术方案中，减重槽的宽度为3mm、深度为1mm。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：该大型柴油机的主油道铸造芯撑采用“工”字扇形结构，既保证芯撑的强度又便于在砂芯上布置，从而解决了芯撑的放置问题，该主油道铸造芯的支撑面和支撑轴的形状设计既保证了芯撑的强度要求又便于铁水与芯撑熔合，从而解决了芯撑的强度和熔合问题。其固定端与支撑面设计为一体，保证在砂芯装配过程中芯撑不因受力而损坏砂芯，从而解决了芯撑的受力问题。另外，此芯撑特别适用于超长轴杆类的砂芯支撑，能够保证超长砂芯直线度，能够保证铸出的产品关键的气、油、水道壁厚均匀，无漏气、油、水的隐患，从而提高柴油机产品的可靠性。

附图说明

图1是现有大型柴油机的主油道铸造芯撑的使用结构示意图。

图2是现有大型柴油机的主油道铸造芯撑的结构示意图。

图3是现有大型柴油机的主油道铸造芯撑的改进结构示意图。

图4是本发明大型柴油机的主油道铸造芯撑的改进结构示意图。

图5是本发明大型柴油机的主油道铸造芯撑的结构示意图。

图6是本发明大型柴油机的主油道铸造芯撑的剖视结构示意图。

图7是本发明大型柴油机的主油道铸造芯撑的使用结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

如图4至图6所示，根据本发明具体实施方式的大型柴油机的主油道铸造芯撑特别适用于超长轴杆类的砂芯支撑，能够保证超长砂芯直线度，能够保证铸出的产品关键的气、油、水道壁厚均匀，无漏气、油、水的隐患，从而提高柴油机产品的可靠性。该大型柴油机的主油道铸造芯撑采用“工”字扇形结构，其具体结构包括：外支撑面21、内支撑面22和连接该外支撑面21、内支撑面22的支撑轴23，其中，外支撑面21和内支撑面22为圆弧面，根据砂芯面随形设计，并将固定端与支撑面设计为一体，利用大支撑面作为固定端，从而保证不损伤砂芯。支撑轴23为圆环结构，通过其内外圆弧边分别连接外支撑面21和内支撑面22，在保证支撑轴有足够强度的情况下又能与本体熔合紧密。

具体来讲，外支撑面21为圆弧面，内支撑面22为与待支撑的主油道砂芯面适配的圆弧面，两个圆弧面同心，外支撑面21的直径为Φ132.4mm，内支撑面22的直径为Φ91.6mm。外支撑面21和内支撑面22内侧的厚度均由1.5mm倒角过渡到5.0mm，内支撑面22靠圆心侧的倒角3X1。外支撑面21和内支撑面22的长度为四分之一圆弧结构(整圆的1/4)，宽度均为20mm。支撑面靠圆心侧开倒角，两支撑面内侧开大倒角，使支撑面厚度由1.5mm过渡到5mm，这样设计即保证强度又便于铁水与芯撑熔合。该大型柴油机的主油道铸造芯撑将固定端与支撑面设计为一体，利用大支撑面作为固定端，从而保证不损伤砂芯。

该大型柴油机的外支撑面21和内支撑面22的宽度与主油道的壁厚同宽，即保证有足够的支撑面积，又能保证铁水与芯撑的熔合。

支撑轴23为四分之一圆环结构，厚度为6mm，通过其内外圆弧边分别连接外支撑面21和内支撑面22使得主油道铸造芯撑形成“工”字扇形结构，在保证支撑轴有足够强度的情况下又能与本体熔合紧密。支撑轴23的中部沿周向均匀开设有多个通孔24，该通孔24的直径为Φ8，且两端倒1X1倒角。优选的，相邻通孔24的间隔为15°。优选的，多个通孔24通过减重槽25贯通，优选的，减重槽25的宽度为3mm、深度为1mm，进一步减薄支撑轴厚度，在保证支撑轴有足够强度的情况下又能与本体熔合紧密。

如图7所示，芯撑的使用：使用时在主油道芯3的上下两面各放置一个主油道铸造芯撑2，下部主油道铸造芯撑起到浇注前防止砂芯变形的作用，上部的主油道铸造芯撑在浇注过程中防止砂芯受热和受浮力作用变形的影响。

优选的，外支撑面21、内支撑面22和支撑轴23的材料选用要与铸件本体相近，以便能与本体更好熔合。

综上，该大型柴油机的主油道铸造芯撑采用“工”字扇形结构，既保证芯撑的强度又便于在砂芯上布置，从而解决了芯撑的放置问题，该主油道铸造芯的支撑面和支撑轴的形状设计既保证了芯撑的强度要求又便于铁水与芯撑熔合，从而解决了芯撑的强度和熔合问题。其固定端与支撑面设计为一体，保证在砂芯装配过程中芯撑不因受力而损坏砂芯，从而解决了芯撑的受力问题。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (6)

1.一种大型柴油机的主油道铸造芯撑，其特征在于，包括：

外支撑面，其为圆弧面；

内支撑面，其为与待支撑的主油道砂芯面适配的圆弧面，并与所述外支撑面同心；所述外支撑面的内侧及内支撑面的内外侧均倒角；以及

支撑轴，其为圆环结构，并通过内外圆弧边分别连接所述外支撑面和内支撑面，使得主油道铸造芯撑形成“工”字扇形结构，该支撑轴的中部沿周向均匀开设有多个通孔。

2.根据权利要求1所述的大型柴油机的主油道铸造芯撑，其特征在于，所述外支撑面和内支撑面的长度为四分之一圆弧结构，所述支撑轴为四分之一圆环结构。

3.根据权利要求1所述的大型柴油机的主油道铸造芯撑，其特征在于，所述外支撑面的直径为Φ132.4mm，所述内支撑面的直径为Φ91.6mm，二者的宽度均为20mm，所述支撑轴的厚度为6mm，所述通孔的直径为Φ8。

4.根据权利要求1所述的大型柴油机的主油道铸造芯撑，其特征在于，所述外支撑面和内支撑面的宽度与主油道的壁厚同宽。

5.根据权利要求3所述的大型柴油机的主油道铸造芯撑，其特征在于，所述多个通孔通过减重槽贯通。

6.根据权利要求5所述的大型柴油机的主油道铸造芯撑，其特征在于，所述减重槽的宽度为3mm、深度为1mm。