CN107962172B - 配有内置式模壳传动系统的真空精密铸造炉 - Google Patents
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Abstract
本发明属真空精密铸造设备领域，尤其涉及一种配有内置式模壳传动系统的真空精密铸造炉，在熔炼室（101）内设有熔炼坩埚（4）；铸锭室（102）内设有模壳（17）、模壳托架（8）、模壳托盘（7）、滚珠丝杠（10）、丝杠座（18）及斜齿轮箱（14）；模壳托盘（7）设于模壳托架（8）之上；滚珠丝杠（10）上部与丝杠座（18）相连；滚珠丝杠（10）上的丝母与模壳托架（8）相接；模壳托架（8）的两侧固定设有滑块（13）；滑块（13）与固定在铸锭室（102）内壁上导轨（11）滑动相接；滚珠丝杠（10）下部接斜齿轮箱（14）的动力传输端。本发明设备场地小，使用维护方便，安全性好，通用性及可扩展性强。
Description
技术领域
本发明属真空精密铸造设备领域，尤其涉及一种配有内置式模壳传动系统的真空精密铸造炉。
背景技术
真空精密铸造炉是一种用于在真空或保护气氛下进行精密铸造的特种冶金设备。该类设备以及该类设备的扩展设备可用于进行真空（或保护气氛）下生产等轴晶、柱状晶和单晶的精密铸造产品。真空精密铸造炉多采用立式双室结构，铸锭室在下方，熔炼室在上方。熔炼室供感应器对母材合金进行二次重熔。当用于柱状晶或单晶铸造时，熔炼室内还需一套模壳保温系统，加热模具并使其温度超过其合金熔点。当二次重熔完成后将坩埚内的金属液体浇入模壳中，模壳根据不同工艺按恒速或变速向下运动。直至完全移出熔炼室，隔离阀将两腔室封闭隔开。铸锭室破空并载入新的模壳。熔炼室也通过加料机构加入新的合金供下一个工作周期。
传统的真空精密铸造炉的模壳传动系统采用立式结构，布置于铸锭室下部，需挖2m到5m不等的深坑用于容纳模壳传动系统。场地施工复杂、成本高。同时由于深坑易富集氩气导致坑内缺氧，在维护时易出现危险情况。
发明内容
本发明旨在克服现有技术不足之处而提供一种设备场地小，安装成本低，使用维护方便，安全性好，通用性及可扩展性强的配有内置式模壳传动系统的真空精密铸造炉。
为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：
一种配有内置式模壳传动系统的真空精密铸造炉，包括炉体；所述炉体采用包括熔炼室及铸锭室的立式双室结构；所述熔炼室经翻板阀与铸锭室相通；在所述熔炼室内设有熔炼坩埚；所述铸锭室内设有模壳、模壳托架、模壳托盘、滚珠丝杠、丝杠座及斜齿轮箱；所述模壳托盘设于模壳托架之上；所述模壳置于模壳托盘之上；所述丝杠座一端与铸锭室内壁固定相接；所述滚珠丝杠上部与丝杠座相连；所述滚珠丝杠上的丝母与模壳托架相接；所述模壳托架的两侧分别固定设有滑块；所述滑块与纵向固定在铸锭室内壁上导轨滑动相接；所述炉体外固定设有伺服减速电机；所述滚珠丝杠下部接斜齿轮箱的纵向动力传输端；所述斜齿轮箱的横向动力传输端经真空动密封组件与伺服减速电机的横向动力传输端相接。
作为一种优选方案，本发明在所述熔炼室设有模壳保温系统。
进一步地，本发明所述真空动密封组件包括座体、法兰及骨架油封；所述伺服减速电机动力传输端口通过座体上的法兰与真空动密封组件的骨架油封相接。
进一步地，本发明所述模壳托盘可采用水冷式单晶激冷盘。
进一步地，本发明所述翻板阀可采用真空水冷翻板阀。
进一步地，本发明所述模壳、模壳托架及模壳托盘的纵向运行速度为0.1～20mm/min。
进一步地，本发明所述模壳托架设有水冷管；所述水冷管一端与模壳托盘相接；所述水冷管另一端经金属软管与铸锭室侧壁相接；所述金属软管包裹耐火纤维带。
本发明主要针对用于生产等轴晶、柱状晶以及单晶铸件的立式真空精密铸造炉，规格在5～100kg范围。此类设备主要应于生产铁基、镍基、高温合金等精密铸件，主要生产等轴晶、柱状晶以有单晶铸件。
1、由于整体上采用无坑式设备，所有传动系统的部件全部在地面之上，所以对于设备场地的要求大大降低，节约了设备安装的成本。
2、本发明模壳传动系统的所用部件均位于地面以上，伺服减速电机、真空动密封组件布置在炉外，滚珠丝杠、导轨滑块、托架等部件置于铸锭室。安装与维护方面比地坑式的立式传动系统要容易得多。
3、本发明模壳传动系统采用模块化的设备，可根据不同工艺要求选择性的安装普通模壳托盘或水冷激冷盘组件，提高了设备的通用性与可扩展性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。本发明的保护范围不仅局限于下列内容的表述。
图1为本发明整体结构示意图。
图2为本发明图1中A-A向剖视图。
图3为本发明真空动密封示意图。
图4为本发明立体示意图。
其中：1、炉体；2、铸锭室炉门；3、熔炼室炉门；4、熔炼坩埚；5、模壳保温系统；6、翻板阀；7、模壳托盘；8、模壳托架；9、水冷管；10、滚珠丝杠；11、导轨；12、导轨支架；13、滑块；14、斜齿轮箱；15、真空动密封组件；16、伺服减速电机；17、模壳；18、丝杠座。
具体实施方式
如图所示，配有内置式模壳传动系统的真空精密铸造炉，包括炉体1；所述炉体1采用包括熔炼室101及铸锭室102的立式双室结构；其特征在于，所述熔炼室101经翻板阀6与铸锭室102相通；在所述熔炼室101内设有熔炼坩埚4；所述铸锭室102内设有模壳17、模壳托架8、模壳托盘7、滚珠丝杠10、丝杠座18及斜齿轮箱14；所述模壳托盘7设于模壳托架8之上；所述模壳17置于模壳托盘7之上；所述丝杠座18一端与铸锭室102内壁固定相接；所述滚珠丝杠10上部与丝杠座18相连；所述滚珠丝杠10上的丝母与模壳托架8相接；所述模壳托架8的两侧分别固定设有滑块13；所述滑块13与纵向固定在铸锭室102内壁上导轨11滑动相接；所述炉体1外固定设有伺服减速电机16；所述滚珠丝杠10下部接斜齿轮箱14的纵向动力传输端；所述斜齿轮箱14的横向动力传输端经真空动密封组件15与伺服减速电机16的横向动力传输端相接。
本发明在所述熔炼室101设有模壳保温系统5。本发明所述真空动密封组件15包括座体151、法兰155及骨架油封152；所述伺服减速电机16动力传输端口通过座体151上的法兰155与真空动密封组件15的骨架油封152相接。本发明所述模壳托盘7采用水冷式单晶激冷盘。本发明所述翻板阀6采用真空水冷翻板阀。本发明所述模壳17、模壳托架8及模壳托盘7的纵向运行速度为0.1～20mm/min。本发明所述模壳托架8设有水冷管9；所述水冷管9一端与模壳托盘7相接；所述水冷管9另一端经金属软管与铸锭室102侧壁相接；所述金属软管包裹耐火纤维带。
本发明主要针对用于生产等轴晶、柱状晶以及单晶铸件的立式真空精密铸造炉，规格在5～100kg范围。此类设备主要应于生产铁基、镍基、高温合金等精密铸件，主要生产等轴晶、柱状晶以有单晶铸件。本发明中的模壳传动系统采用高精度伺服减速电机为动力源，主要传动部件置于铸锭室内，后方或侧方而非地坑中。本发明中的传动系统采用滚珠丝杠为主要运动副，通过斜齿轮箱将竖直的螺旋传动转化为水平转动，并通过真空动密封结构引出铸锭室与伺服减速电机相连。本发明中的传动系统的模壳托架上配有模壳托盘，根据不同工艺可采用水冷式单晶激冷盘或非水冷普通模具托盘。对于生产等轴晶铸件的真空炉可采用普通模具托盘，对于生产单晶铸件的真空炉可采用高压冷却的激冷盘组件。本发明中的传动系统需配合真空水冷翻板阀进行工作，以达到使设备在不破坏真空的情况连续生产的目的。
参见图1所示，铸锭室炉门2、熔炼室炉门3、熔炼坩埚4、模壳保温系统5、翻板阀6、模壳托盘7、模壳托架8、水冷管9、滚珠丝杠10、导轨11、导轨支架12、滑块13、斜齿轮箱14、真空动密封组件15、伺服减速电机16、模壳17；丝杠座18均布置于炉体1之上。
炉体1的上腔室称为熔炼室101，下腔室称为铸锭室102，熔炼室101中主要有熔炼坩埚4和模壳保温系统5，当进行等轴晶精密铸造作业时，可去掉模壳保温系统5。模壳传动系统的大部分组件均置于铸锭室102内。其中翻板阀6主要用于隔离熔炼室101与铸锭室102，具有密封真空的功能，同时翻板阀中的阀板还具有水冷套，防止热辐射对阀板的损害。滚珠丝杠10上部与丝杠座18相连，丝杠座18与铸锭室102内壁焊接固定；滚珠丝杠10下部与斜齿轮箱14相连接，并通过真空动密封组件15将传动引出到铸锭室102外并与伺服减速电机16相联连，完成动力的传动。
参见图2所示，模壳托架8两侧分别与两组滑块13相连接，每组滑块13在各自的导轨11上，导轨11通过导轨支架12与铸锭室102内壁焊接固定。这样可有效防止模壳托盘7、模壳托架8与模壳17在升降过程中的摆动，同时也消解掉了滚珠丝杠10所承受的弯矩载荷，增加了运动过程中的稳定性。
模壳传动系统工作时，翻板阀6先行动作，使阀板处于打开状态。由伺服减速电机16提供动力，传动轴将动力传至斜齿轮箱14，斜齿轮箱14将动力传至滚珠丝杠10。滚珠丝杠10上的丝母与模具托架8相连接，带动模具托盘7与模壳17整体上下运动。运动的速度由伺服减速电机16控制，一般情况下低速段的速度为工作的核心指标，可以达到0.1～20mm/min，定位精度0.1mm。高速段仅作为上下换装模壳17的目的，对位置精度与运动平稳性要求不高，最快可达4000mm/min。模壳托架8上设有2根水冷管9，当进行柱状晶、单晶铸件生产作业时，需使用水冷激冷盘组件，此时，可使用水冷管9进行供水，水冷管9将连接金属软管，金属软管与铸锭室102侧壁相连接，将冷却水引出炉体1外，金属软管在模壳托架8上下运动过程中处于摆动状态，为防止浇铸过程中金属液的飞溅，还需要金属软管外包裹耐火纤维带进行保护。
如图3所示，真空动密封组件15由座体151、骨架油封152、隔环153、油杯154、法兰155及毡圈156组成。伺服减速电机16通过座体151上的法兰155与真空动密封组件15端部骨架油封152相连接。骨架油封152一共有三组，向大气侧的两组用于真空密封，向真空侧的一组仅用于密封润滑油，防止润滑油泄漏。通过油杯154可将润滑油注入到骨架油封152间，油流经径向开孔的隔环153，使润滑油顺利地流入骨架油封152形成的空腔，用于润滑与密封。由于在是真空下进行润滑与密封，所以润滑油需使用真空泵专用油。
本发明应用于在真空下浇铸液太金属熔液到模具中的精密铸造炉。主要用于在真空（或保护气氛）下生产等轴晶、柱状晶和单晶的精密铸造产品。本发明采用无坑式结构，所有传动系统的部件全部在地面之上，所以对于设备场地的要求大大降低，节约了设备安装的成本。同时，本发明还具有维护简单、通用性强、模块化扩展等优点。
以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果。只要满足使用需要，都在发明的保护范围内。
Claims (1)
1.一种配有内置式模壳传动系统的真空精密铸造炉，包括炉体（1）；所述炉体（1）采用包括熔炼室（101）及铸锭室（102）的立式双室结构；其特征在于，所述熔炼室（101）经翻板阀（6）与铸锭室（102）相通；在所述熔炼室（101）内设有熔炼坩埚（4）；所述铸锭室（102）内设有模壳（17）、模壳托架（8）、模壳托盘（7）、滚珠丝杠（10）、丝杠座（18）及斜齿轮箱（14）；所述模壳托盘（7）设于模壳托架（8）之上；所述模壳（17）置于模壳托盘（7）之上；所述丝杠座（18）一端与铸锭室（102）内壁固定相接；所述滚珠丝杠（10）上部与丝杠座（18）相连；所述滚珠丝杠（10）上的丝母与模壳托架（8）相接；所述模壳托架（8）的两侧分别固定设有滑块（13）；所述滑块（13）与纵向固定在铸锭室（102）内壁上的导轨（11）滑动相接；所述炉体（1）外固定设有伺服减速电机（16）；所述滚珠丝杠（10）下部相接斜齿轮箱（14）的纵向动力传输端；所述斜齿轮箱（14）的横向动力传输端经真空动密封组件（15）与伺服减速电机（16）的横向动力传输端相接；在所述熔炼室（101）设有模壳保温系统（5）；所述真空动密封组件（15）包括座体（151）、法兰（155）及骨架油封（152）；所述伺服减速电机（16）动力传输端口通过座体（151）上的法兰（155）与真空动密封组件（15）的骨架油封（152）相接；所述模壳托盘（7）采用水冷式单晶激冷盘；所述翻板阀（6）采用真空水冷翻板阀；所述模壳（17）、模壳托架（8）及模壳托盘（7）的纵向运行速度为0.1～20mm/min；所述模壳托架（8）设有水冷管（9）；所述水冷管（9）一端与模壳托盘（7）相接；所述水冷管（9）另一端经金属软管与铸锭室（102）侧壁相接；所述金属软管包裹耐火纤维带。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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