CN108838373B - 一种大型船舶用铜合金螺旋桨双工位反重力铸造机 - Google Patents
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Abstract
一种大型船舶用铜合金螺旋桨双工位反重力铸造机，涉及一种大型船舶用铜合金螺旋桨双工位反重力铸造机。本发明为了解决现有重力浇注方法制备的大型铜合金螺旋桨的工艺出品率低和力学性能低，以及反重力铸造机反重力铸造机功能单一的问题。铸造机的铸造机主体为箱体结构；铸造机主体的箱体顶面为工作平台；铸造机主体内部设置有铜水包装卸工位、低压铸造工位和差压铸造工位，差压铸造工位设置于铜水包装卸工位左侧，低压铸造工位设置于铜水包装卸工位右侧。本发明装置有利于对于大型薄壁复杂铸件成形，设置有双工位，运行平稳，控制精确。本发明装置适用于大型船舶用铜合金螺旋桨的铸造。
Description
技术领域
本发明涉及一种大型船舶用铜合金螺旋桨双工位反重力铸造机。
背景技术
目前，大型铜合金螺旋桨的低成品率严重制约着造船工业和国防事业的发展。一般大型船舶用或军用舰船的铜合金螺旋桨均采用传统的砂型铸造，以重力浇注的方法成形。由于浇注过程是在常压下进行，依靠铜合金液体的自身重力来充填铸型，充型速度不能准确控制、并且充型过程易产生飞溅形成二次氧化夹渣、铜合金液体流动和补缩能力差、铸件易产生缩孔和缩松。即使采用增大冒口和冷铁的工艺措施也无法彻底消除缩孔和缩松缺陷，且降低了金属液的工艺出品率和铜合金螺旋桨铸件力学性能，重力浇注的工艺出品率仅为70～80％，达不到设计要求，合格率低；如果产生过程中产生废品就会造成巨大的直接损失。现有的反重力铸造机为单工位，反重力铸造机的下罐不能够移动，功能比较单一。
发明内容
本发明为了解决现有重力浇注方法制备的大型铜合金螺旋桨的工艺出品率低和力学性能低，以及反重力铸造机反重力铸造机功能单一的问题，提出一种大型船舶用铜合金螺旋桨双工位反重力铸造机。
本发明大型船舶用铜合金螺旋桨双工位反重力铸造机的铸造机主体为箱体结构；铸造机主体的箱体顶面为工作平台；铸造机主体内部设置有铜水包装卸工位、低压铸造工位和差压铸造工位，差压铸造工位设置于铜水包装卸工位左侧，低压铸造工位设置于铜水包装卸工位右侧；
所述工作平台上与差压铸造工位中心对应位置设置有差压铸造液交换孔；工作平台上与低压铸造工位中心对应位置设置有低压铸造液交换孔；工作平台上与铜水包装卸工位中心对应位置设置有铜水包装卸通过口；
所述工作平台上表面与差压铸造工位对应位置设置有上工作罐连接法兰，工作平台上表面与低压铸造工位对应位置设置有第二上工作罐连接法兰，上工作罐连接法兰或第二上工作罐连接法兰与上工作罐的罐口法兰通过上工作罐锁紧环连接；工作平台下表面与差压铸造工位对应位置设置有下工作罐连接法兰，工作平台下表面与低压铸造工位对应位置设置有第二下工作罐连接法兰，下工作罐连接法兰或第二下工作罐连接法兰与下工作罐的罐口法兰通过下工作罐锁紧环连接；
所述铸造机主体内底面上设置有导轨，导轨的起始端设置于差压铸造工位，导轨的终止端设置于低压铸造工位；导轨上设置有水平移动滑座，水平移动滑座上设置有工作罐托架，下工作罐设置在工作罐托架上；水平移动滑座上竖向设置有数个升降导向柱，工作罐托架上设置有与升降导向柱匹配的升降导向套；水平移动滑座中心设置有液压油缸通过孔，铸造机主体中与差压铸造工位中心对应的底面中设置有差压铸造工位液压油缸，铸造机主体中与低压铸造工位中心对应的底面中设置有低压铸造工位液压油缸；
进一步的，所述上工作罐罐口朝下设置，上工作罐罐口的法兰端面上开有倒梯型密封槽，倒梯形密封槽与上工作罐内部通过设置于上工作罐侧壁内的数个导气管连通，倒梯形密封槽内设置有倒梯形密封橡胶密封圈；上工作罐罐口设置有齿形外缘，齿形外缘的上表面设置有数个楔铁；上工作罐锁紧环为环状，上工作罐锁紧环的环状内圆周面上开有矩形槽，矩形槽的两个槽壁为齿形；上工作罐锁紧环的外部对称设置有一对连杆，连杆的一端与上工作罐锁紧环的环状外圆周铰连接，连杆另一端与锁紧油缸中的活塞杆前端铰连接；上工作罐连接法兰和第二上工作罐连接法兰的端面为齿形，上工作罐连接法兰和第二上工作罐连接法兰的端面的齿形及尺寸与上工作罐锁紧环中矩形槽槽壁齿形及尺寸相同；
进一步的，所述上工作罐与上工作罐连接法兰连接方法为：上工作罐与上工作罐连接法兰兰连接时，上工作罐罐口齿形外缘与上工作罐连接法兰的齿形端面对应设置，上工作罐锁紧环的矩形槽的其中一个齿形槽壁穿过上工作罐罐口的齿形外缘和上工作罐连接法兰的齿形端面，然后启动锁紧油缸，锁紧油缸通过活塞杆带动上工作罐锁紧环转动，上工作罐锁紧环的矩形槽的齿形槽壁接触楔铁后上工作罐锁紧环继续转动，转动过程中楔铁对上工作罐连接法兰和上工作罐罐口齿形外缘产生挤压，上工作罐锁紧环实现对上工作罐和上工作罐连接法兰的锁紧；
上工作罐与第二上工作罐连接法兰连接时，上工作罐罐口齿形外缘与第二上工作罐连接法兰的齿形端面对应设置；上工作罐锁紧环的矩形槽的其中一个齿形槽壁穿过上工作罐罐口的齿形外缘和第二上工作罐连接法兰的齿形端面；然后启动锁紧油缸，锁紧油缸通过活塞杆带动上工作罐锁紧环转动，上工作罐锁紧环的矩形槽的齿形槽壁接触楔铁后上工作罐锁紧环继续转动，转动过程中楔铁对第二上工作罐连接法兰和上工作罐罐口齿形外缘产生挤压，上工作罐锁紧环实现对上工作罐和第二上工作罐连接法兰的锁紧；
其中，上工作罐的密封原理为：上工作罐锁紧后，向上工作罐通入压缩气体，压缩气体进入倒梯形密封槽并作用在倒梯形密封橡胶密封圈的上表面，倒梯形密封橡胶密封圈发生变形并被压缩气体压紧在倒梯形密封槽的斜边上和梯形的较短的底边上，达到了自密封效果，这种自密封结构避免了法兰变形对密封效果的影响，从根本上解决了上工作罐的密封问题；
进一步的，所述下工作罐罐口朝上设置，下工作罐罐口的法兰端面上开有半圆形密封槽，半圆形密封槽内设置有圆形密封圈；下工作罐罐口设置有齿形外缘，齿形外缘上设置有数个定位销孔，下工作罐罐口的齿形外缘的下表面设置有数个第二楔铁；下工作罐锁紧环为环状，下工作罐锁紧环的环状内圆周面上开有矩形槽，矩形槽的两个槽壁为齿形；下工作罐锁紧环的外部对称设置有一对连杆，连杆的一端与下工作罐锁紧环的环状外圆周铰连接，连杆另一端与第二锁紧油缸中的活塞杆前端铰连接；下工作罐连接法兰和第二下工作罐连接法兰的端面为齿形，下工作罐连接法兰和第二下工作罐连接法兰的端面的齿形及尺寸与下工作罐锁紧环中矩形槽槽壁齿形及尺寸相同；下工作罐连接法兰和第二下工作罐连接法兰上设置有与下工作罐罐口的齿形外缘上设置的定位销孔对应的第二定位销孔，定位销孔和第二定位销孔中设置有定位销；
进一步的，所述下工作罐锁紧环与下工作罐连接法兰的连接方法为：下工作罐锁紧环与下工作罐连接法兰连接时，下工作罐罐口齿形外缘与下工作罐连接法兰的齿形端面对应设置，下工作罐锁紧环的矩形槽的其中一个齿形槽壁穿过下工作罐罐口的齿形外缘和下工作罐连接法兰的齿形端面，然后启动第二锁紧油缸，第二锁紧油缸通过活塞杆带动下工作罐锁紧环转动，下工作罐锁紧环的矩形槽的齿形槽壁接触第二楔铁后下工作罐锁紧环继续转动，转动过程中第二楔铁对下工作罐连接法兰和下工作罐罐口齿形外缘产生挤压，下工作罐锁紧环实现对下工作罐和下工作罐连接法兰的锁紧；
下工作罐和第二下工作罐法兰的连接方法为：下工作罐与第二下工作罐连接法兰连接时，下工作罐罐口齿形外缘与第二下工作罐连接法兰的齿形端面对应设置；下工作罐的矩形槽的其中一个齿形槽壁穿过下工作罐罐口的齿形外缘和第二下工作罐连接法兰的齿形端面；然后启动第二锁紧油缸，第二锁紧油缸通过活塞杆带动下工作罐锁紧环转动，下工作罐锁紧环的矩形槽的齿形槽壁接触第二楔铁后下工作罐锁紧环继续转动，转动过程中第二楔铁对第二下工作罐连接法兰和下工作罐罐口齿形外缘产生挤压，下工作罐锁紧环实现对下工作罐和第二下工作罐法兰的锁紧；
利用上述大型船舶用铜合金螺旋桨双工位反重力铸造机进行低压铸造的方法按照以下步骤进行：
一、进行低压铸造时，将低压铸型安放到工作平台上；
二、将下工作罐安装在工作罐托架上，将铜水包从熔炼工位经由铜水包装卸通过口吊入下工作罐内；将升液管支撑板安放在工作平台上，安放升液管下密封圈，升液管下端穿过低压铸造液交换孔并插入铜水包内的铜水内，安放升液管上密封圈；
三、利用动水平移动滑座带动工作罐托架和下工作罐沿着导轨运行到低压铸造工位；
四、水平移动滑座停止后启动低压铸造工位液压油缸，低压铸造工位液压油缸上升并穿过液压油缸通过孔将工作罐托架提升，下工作罐的罐口法兰与下工作罐连接法兰紧密接触后，利用下工作罐锁紧环将下工作罐与下工作罐连接法兰锁紧；
五、进行低压铸造；
六、铸型充满及保压结束后，下罐锁紧油缸泄压，第二锁紧油缸泄压，下工作罐锁紧环松开，低压铸造工位液压油缸下降，水平移动滑座移动至铜水包装卸工位，吊车吊起铜水包经由铜水包装卸通过口送回至熔炼工位，完成一个浇注工序。
利用上述大型船舶用铜合金螺旋桨双工位反重力铸造机进行差压铸造的方法按照以下步骤进行：
一、进行差压铸造时，将差压铸型安放到上工作罐内，利用上工作罐锁紧环将上工作罐与上工作罐连接法兰锁紧；
二、将下工作罐安装在工作罐托架上，将铜水包从熔炼工位经由铜水包装卸通过口吊入下工作罐内；将升液管支撑板安放在工作平台上，安放升液管下密封圈，升液管下端穿过差压铸造液交换孔并插入铜水包内的铜水内，安放升液管上密封圈；
三、利用动水平移动滑座带动工作罐托架和下工作罐沿着导轨运行到差压铸造工位；
四、水平移动滑座停止后启动差压铸造工位液压油缸，差压铸造工位液压油缸上升并穿过液压油缸通过孔将工作罐托架提升，下工作罐的罐口法兰与下工作罐连接法兰紧密接触后，利用下工作罐锁紧环将下工作罐与下工作罐连接法兰锁紧；
五、进行差压铸造；
六、铸型充满及保压结束后，下罐锁紧油缸泄压，第二锁紧油缸泄压，下工作罐锁紧环松开，差压铸造工位液压油缸下降，水平移动滑座移动至铜水包装卸工位，吊车吊起铜水包经由铜水包装卸通过口送回至熔炼工位，完成一个浇注工序。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明双工位反重力铸造机中低压铸造或差压铸造时充型方式为由下至上进行，因此使液体铜合金充型平稳，避免了铜合金液在充型时产生的翻腾和飞溅现象，从而减少了氧化夹渣的形成；铜合金液在压力下充型，可提高金属液的流动能力，有利于对于大型薄壁复杂铸件成形；
2、本发明中铸件在上工作罐内的较高的压力环境下结晶和凝固，可以得到充分的补缩，铸件组织更致密、力学性能提高20％以上；与重力浇注方式相比，工艺出品率提高到85～90％，抗拉强度提高了20％，延伸率提高了20％；
3、本发明装置设置有双工位，由于螺旋桨叶片铸件质量要求不高，尺寸相对大，因此采用低压铸造工位铸造铜合金螺旋桨叶片；由于螺旋桨桨毂铸件质量要求高，且尺寸相对小，因此采用差压铸造工位用于铸造螺旋桨桨毂：
4、本发明装置采用了导轨和水平移动滑座，保证了下工作罐锁紧环运行平稳，控制精确。
附图说明：
图1为实施例1大型船舶用铜合金螺旋桨双工位反重力铸造机结构示意图；
图2为实施例1上工作罐2结构示意图；
图3为图2仰视图；
图4为上工作罐锁紧环4结构示意图；
图5为图4的A-A向剖视图；
图6为上工作罐2与上工作罐连接法兰21或第二上工作罐连接法兰锁紧示意图；
图7为下工作罐11结构示意图；
图8为图7的俯视图；
图9为下工作罐锁紧环18结构示意图；
图10为图9的A-A向剖视图；
图11为下工作罐11与下工作罐连接法兰23或第二下工作罐连接法兰锁紧示意图；
图12为升液管安放示意图，图中a为升液管，b为升液管下密封圈，c为升液管下密封圈，d为铸型，e为铜水包。
具体实施方式：
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意合理组合。
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式大型船舶用铜合金螺旋桨双工位反重力铸造机的铸造机主体20为箱体结构；铸造机主体20的箱体顶面为工作平台5；铸造机主体20内部设置有铜水包装卸工位6、低压铸造工位8和差压铸造工位19，差压铸造工位19设置于铜水包装卸工位6左侧，低压铸造工位8设置于铜水包装卸工位6右侧；
所述工作平台5上与差压铸造工位19中心对应位置设置有差压铸造液交换孔；工作平台5上与低压铸造工位8中心对应位置设置有低压铸造液交换孔；工作平台5上与铜水包装卸工位6中心对应位置设置有铜水包装卸通过口；
所述工作平台5上表面与差压铸造工位19对应位置设置有上工作罐连接法兰21，工作平台5上表面与低压铸造工位8对应位置设置有第二上工作罐连接法兰，上工作罐连接法兰21或第二上工作罐连接法兰与上工作罐2的罐口法兰通过上工作罐锁紧环4连接；工作平台5下表面与差压铸造工位19对应位置设置有下工作罐连接法兰23，工作平台5下表面与低压铸造工位8对应位置设置有第二下工作罐连接法兰，下工作罐连接法兰23或第二下工作罐连接法兰与下工作罐11的罐口法兰通过下工作罐锁紧环18连接；
所述铸造机主体20内底面上设置有导轨10，导轨10的起始端设置于差压铸造工位19，导轨10的终止端设置于低压铸造工位8；导轨10上设置有水平移动滑座13，水平移动滑座13上设置有工作罐托架14，下工作罐11设置在工作罐托架14上；水平移动滑座13上竖向设置有数个升降导向柱15，工作罐托架14上设置有与升降导向柱15匹配的升降导向套16；水平移动滑座13中心设置有液压油缸通过孔，铸造机主体20中与差压铸造工位19中心对应的底面中设置有差压铸造工位液压油缸12，铸造机主体20中与低压铸造工位8中心对应的底面中设置有低压铸造工位液压油缸9。
本实施方式具有以下有益效果：
1、本实施方式双工位反重力铸造机中低压铸造或差压铸造时充型方式为由下至上进行，因此使液体铜合金充型平稳，避免了铜合金液在充型时产生的翻腾和飞溅现象，从而减少了氧化夹渣的形成；铜合金液在压力下充型，可提高金属液的流动能力，有利于对于大型薄壁复杂铸件成形；
2、本实施方式中铸件在上工作罐2内的较高的压力环境下结晶和凝固，可以得到充分的补缩，铸件组织更致密、力学性能提高20％以上；与重力浇注方式相比，工艺出品率提高到85～90％，抗拉强度提高了20％，延伸率提高了20％；
3、本实施方式装置设置有双工位，由于螺旋桨叶片铸件质量要求不高，尺寸相对大，因此采用低压铸造工位8铸造铜合金螺旋桨叶片；由于螺旋桨桨毂铸件质量要求高，且尺寸相对小，因此采用差压铸造工位19用于铸造螺旋桨桨毂：
4、本实施方式装置采用了导轨10和水平移动滑座13，保证了下工作罐锁紧环18运行平稳，控制精确。
具体实施方式二：结合图4～6说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述上工作罐2罐口朝下设置，上工作罐2罐口的法兰端面上开有倒梯型密封槽30，倒梯形密封槽30与上工作罐2内部通过设置于上工作罐2侧壁内的数个导气管32连通，倒梯形密封槽30内设置有倒梯形密封橡胶密封圈31；上工作罐2罐口设置有齿形外缘，齿形外缘的上表面设置有数个楔铁33；上工作罐锁紧环4为环状，上工作罐锁紧环4的环状内圆周面上开有矩形槽，矩形槽的两个槽壁为齿形；上工作罐锁紧环4的外部对称设置有一对连杆，连杆的一端与上工作罐锁紧环4的环状外圆周铰连接，连杆另一端与锁紧油缸41中的活塞杆前端铰连接；上工作罐连接法兰21和第二上工作罐连接法兰的端面为齿形，上工作罐连接法兰21和第二上工作罐连接法兰的端面的齿形及尺寸与上工作罐锁紧环4中矩形槽槽壁齿形及尺寸相同。其他步骤和参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图4～6说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：
所述上工作罐2与上工作罐连接法兰21连接方法为：上工作罐2与上工作罐连接法兰21兰连接时，上工作罐2罐口齿形外缘与上工作罐连接法兰21的齿形端面对应设置，上工作罐锁紧环4的矩形槽的其中一个齿形槽壁穿过上工作罐2罐口的齿形外缘和上工作罐连接法兰21的齿形端面，然后启动锁紧油缸41，锁紧油缸41通过活塞杆带动上工作罐锁紧环4转动，上工作罐锁紧环4的矩形槽的齿形槽壁接触楔铁33后上工作罐锁紧环4继续转动，转动过程中楔铁33对上工作罐连接法兰21和上工作罐2罐口齿形外缘产生挤压，上工作罐锁紧环4实现对上工作罐2和上工作罐连接法兰21的锁紧；
上工作罐2与第二上工作罐连接法兰连接时，上工作罐2罐口齿形外缘与第二上工作罐连接法兰的齿形端面对应设置；上工作罐锁紧环4的矩形槽的其中一个齿形槽壁穿过上工作罐2罐口的齿形外缘和第二上工作罐连接法兰的齿形端面；然后启动锁紧油缸41，锁紧油缸41通过活塞杆带动上工作罐锁紧环4转动，上工作罐锁紧环4的矩形槽的齿形槽壁接触楔铁33后上工作罐锁紧环4继续转动，转动过程中楔铁33对第二上工作罐连接法兰和上工作罐2罐口齿形外缘产生挤压，上工作罐锁紧环4实现对上工作罐2和第二上工作罐连接法兰的锁紧。其他步骤和参数与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：结合图7～11说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：所述下工作罐11罐口朝上设置，下工作罐11罐口的法兰端面上开有半圆形密封槽，半圆形密封槽内设置有圆形密封圈25；下工作罐11罐口设置有齿形外缘，齿形外缘上设置有数个定位销孔，下工作罐11罐口的齿形外缘的下表面设置有数个第二楔铁27；下工作罐锁紧环18为环状，下工作罐锁紧环18的环状内圆周面上开有矩形槽，矩形槽的两个槽壁为齿形；下工作罐锁紧环18的外部对称设置有一对连杆，连杆的一端与下工作罐锁紧环18的环状外圆周铰连接，连杆另一端与第二锁紧油缸26中的活塞杆前端铰连接；下工作罐连接法兰23和第二下工作罐连接法兰的端面为齿形，下工作罐连接法兰23和第二下工作罐连接法兰的端面的齿形及尺寸与下工作罐锁紧环18中矩形槽槽壁齿形及尺寸相同；下工作罐连接法兰23和第二下工作罐连接法兰上设置有与下工作罐11罐口的齿形外缘上设置的定位销孔对应的第二定位销孔，定位销孔和第二定位销孔中设置有定位销24。其他步骤和参数与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：结合图7～11说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：
所述下工作罐锁紧环18与下工作罐连接法兰23的连接方法为：下工作罐锁紧环18与下工作罐连接法兰23连接时，下工作罐11罐口齿形外缘与下工作罐连接法兰23的齿形端面对应设置，下工作罐锁紧环18的矩形槽的其中一个齿形槽壁穿过下工作罐11罐口的齿形外缘和下工作罐连接法兰23的齿形端面，然后启动第二锁紧油缸26，第二锁紧油缸26通过活塞杆带动下工作罐锁紧环18转动，下工作罐锁紧环18的矩形槽的齿形槽壁接触第二楔铁27后下工作罐锁紧环18继续转动，转动过程中第二楔铁27对下工作罐连接法兰23和下工作罐11罐口齿形外缘产生挤压，下工作罐锁紧环18实现对下工作罐11和下工作罐连接法兰23的锁紧；
下工作罐11和第二下工作罐法兰的连接方法为：下工作罐11与第二下工作罐连接法兰连接时，下工作罐11罐口齿形外缘与第二下工作罐连接法兰的齿形端面对应设置；下工作罐11的矩形槽的其中一个齿形槽壁穿过下工作罐11罐口的齿形外缘和第二下工作罐连接法兰的齿形端面；然后启动第二锁紧油缸26，第二锁紧油缸26通过活塞杆带动下工作罐锁紧环18转动，下工作罐锁紧环18的矩形槽的齿形槽壁接触第二楔铁27后下工作罐锁紧环18继续转动，转动过程中第二楔铁27对第二下工作罐连接法兰和下工作罐11罐口齿形外缘产生挤压，下工作罐锁紧环18实现对下工作罐11和第二下工作罐法兰的锁紧。其他步骤和参数与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：结合图1～12说明本实施方式，本实施方式大型船舶用铜合金螺旋桨双工位反重力铸造机进行低压铸造的方法按照以下步骤进行：
一、进行低压铸造时，将低压铸型安放到工作平台5上；
二、将下工作罐11安装在工作罐托架14上，将铜水包从熔炼工位经由铜水包装卸通过口吊入下工作罐11内；将升液管支撑板安放在工作平台5上，安放升液管下密封圈，升液管下端穿过低压铸造液交换孔并插入铜水包内的铜水内，安放升液管上密封圈；
三、利用动水平移动滑座13带动工作罐托架14和下工作罐11沿着导轨10运行到低压铸造工位8；
四、水平移动滑座13停止后启动低压铸造工位液压油缸9，低压铸造工位液压油缸9上升并穿过液压油缸通过孔将工作罐托架14提升，下工作罐11的罐口法兰与下工作罐连接法兰23紧密接触后，利用下工作罐锁紧环18将下工作罐11与下工作罐连接法兰23锁紧；
五、进行低压铸造；
六、铸型充满及保压结束后，下罐锁紧油缸泄压，第二锁紧油缸26泄压，下工作罐锁紧环18松开，低压铸造工位液压油缸9下降，水平移动滑座13移动至铜水包装卸工位6，吊车吊起铜水包经由铜水包装卸通过口送回至熔炼工位，完成一个浇注工序。
本实施方式具有以下有益效果：
1、本实施方式双工位反重力铸造机中低压铸造时充型方式为由下至上进行，因此使液体铜合金充型平稳，避免了铜合金液在充型时产生的翻腾和飞溅现象，从而减少了氧化夹渣的形成；铜合金液在压力下充型，可提高金属液的流动能力，有利于对于大型薄壁复杂铸件成形；
2、本实施方式中铸件在上工作罐2内的较高的压力环境下结晶和凝固，可以得到充分的补缩，铸件组织更致密、力学性能提高20％以上；与重力浇注方式相比，工艺出品率提高到85～90％，抗拉强度提高了20％，延伸率提高了20％；
3、本实施方式装置设置有双工位，由于螺旋桨叶片铸件质量要求不高，尺寸相对大，因此采用低压铸造工位8铸造铜合金螺旋桨叶片；
4、本实施方式装置采用了导轨10和水平移动滑座13，保证了下工作罐锁紧环18运行平稳，控制精确。
具体实施方式七：结合图1～12说明本实施方式，本实施方式大型船舶用铜合金螺旋桨双工位反重力铸造机进行差压铸造的方法按照以下步骤进行：
一、进行差压铸造时，将差压铸型安放到上工作罐2内，利用上工作罐锁紧环4将上工作罐2与上工作罐连接法兰21锁紧；
二、将下工作罐11安装在工作罐托架14上，将铜水包从熔炼工位经由铜水包装卸通过口吊入下工作罐11内；将升液管支撑板安放在工作平台5上，安放升液管下密封圈，升液管下端穿过差压铸造液交换孔并插入铜水包内的铜水内，安放升液管上密封圈；
三、利用动水平移动滑座13带动工作罐托架14和下工作罐11沿着导轨10运行到差压铸造工位19；
四、水平移动滑座13停止后启动差压铸造工位液压油缸12，差压铸造工位液压油缸12上升并穿过液压油缸通过孔将工作罐托架14提升，下工作罐11的罐口法兰与下工作罐连接法兰23紧密接触后，利用下工作罐锁紧环18将下工作罐11与下工作罐连接法兰23锁紧；
五、进行差压铸造；
六、铸型充满及保压结束后，下罐锁紧油缸泄压，第二锁紧油缸26泄压，下工作罐锁紧环18松开，差压铸造工位液压油缸12下降，水平移动滑座13移动至铜水包装卸工位6，吊车吊起铜水包经由铜水包装卸通过口送回至熔炼工位，完成一个浇注工序。
本实施方式具有以下有益效果：
1、本实施方式双工位反重力铸造机中低压铸造时充型方式为由下至上进行，因此使液体铜合金充型平稳，避免了铜合金液在充型时产生的翻腾和飞溅现象，从而减少了氧化夹渣的形成；铜合金液在压力下充型，可提高金属液的流动能力，有利于对于大型薄壁复杂铸件成形；
2、本实施方式中铸件在上工作罐2内的较高的压力环境下结晶和凝固，可以得到充分的补缩，铸件组织更致密、力学性能提高20％以上；与重力浇注方式相比，工艺出品率提高到85～90％，抗拉强度提高了20％，延伸率提高了20％；
3、本实施方式装置设置有双工位，由于螺旋桨桨毂铸件质量要求高，且尺寸相对小，因此采用差压铸造工位19用于铸造螺旋桨桨毂：
4、本实施方式装置采用了导轨10和水平移动滑座13，保证了下工作罐锁紧环18运行平稳，控制精确。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例1：
本实施例大型船舶用铜合金螺旋桨双工位反重力铸造机的铸造机主体20为箱体结构；铸造机主体20的箱体顶面为工作平台5；铸造机主体20内部设置有铜水包装卸工位6、低压铸造工位8和差压铸造工位19，差压铸造工位19设置于铜水包装卸工位6左侧，低压铸造工位8设置于铜水包装卸工位6右侧；
所述工作平台5上与差压铸造工位19中心对应位置设置有差压铸造液交换孔；工作平台5上与低压铸造工位8中心对应位置设置有低压铸造液交换孔；工作平台5上与铜水包装卸工位6中心对应位置设置有铜水包装卸通过口；所述工作平台5上表面与差压铸造工位19对应位置设置有上工作罐连接法兰21，工作平台5上表面与低压铸造工位8对应位置设置有第二上工作罐连接法兰，上工作罐连接法兰21或第二上工作罐连接法兰与上工作罐2的罐口法兰通过上工作罐锁紧环4连接；工作平台5下表面与差压铸造工位19对应位置设置有下工作罐连接法兰23，工作平台5下表面与低压铸造工位8对应位置设置有第二下工作罐连接法兰，下工作罐连接法兰23或第二下工作罐连接法兰与下工作罐11的罐口法兰通过下工作罐锁紧环18连接；所述铸造机主体20内底面上设置有导轨10，导轨10的起始端设置于差压铸造工位19，导轨10的终止端设置于低压铸造工位8；导轨10上设置有水平移动滑座13，水平移动滑座13上设置有工作罐托架14，下工作罐11设置在工作罐托架14上；水平移动滑座13上竖向设置有数个升降导向柱15，工作罐托架14上设置有与升降导向柱15匹配的升降导向套16；水平移动滑座13中心设置有液压油缸通过孔，铸造机主体20中与差压铸造工位19中心对应的底面中设置有差压铸造工位液压油缸12，铸造机主体20中与低压铸造工位8中心对应的底面中设置有低压铸造工位液压油缸9；
进一步的，所述上工作罐2罐口朝下设置，上工作罐2罐口的法兰端面上开有倒梯型密封槽30，倒梯形密封槽30与上工作罐2内部通过设置于上工作罐2侧壁内的数个导气管32连通，倒梯形密封槽30内设置有倒梯形密封橡胶密封圈31；上工作罐2罐口设置有齿形外缘，齿形外缘的上表面设置有数个楔铁33；上工作罐锁紧环4为环状，上工作罐锁紧环4的环状内圆周面上开有矩形槽，矩形槽的两个槽壁为齿形；上工作罐锁紧环4的外部对称设置有一对连杆，连杆的一端与上工作罐锁紧环4的环状外圆周铰连接，连杆另一端与锁紧油缸41中的活塞杆前端铰连接；上工作罐连接法兰21和第二上工作罐连接法兰的端面为齿形，上工作罐连接法兰21和第二上工作罐连接法兰的端面的齿形及尺寸与上工作罐锁紧环4中矩形槽槽壁齿形及尺寸相同；
进一步的，所述上工作罐2与上工作罐连接法兰21连接方法为：上工作罐2与上工作罐连接法兰21兰连接时，上工作罐2罐口齿形外缘与上工作罐连接法兰21的齿形端面对应设置，上工作罐锁紧环4的矩形槽的其中一个齿形槽壁穿过上工作罐2罐口的齿形外缘和上工作罐连接法兰21的齿形端面，然后启动锁紧油缸41，锁紧油缸41通过活塞杆带动上工作罐锁紧环4转动，上工作罐锁紧环4的矩形槽的齿形槽壁接触楔铁33后上工作罐锁紧环4继续转动，转动过程中楔铁33对上工作罐连接法兰21和上工作罐2罐口齿形外缘产生挤压，上工作罐锁紧环4实现对上工作罐2和上工作罐连接法兰21的锁紧；
上工作罐2与第二上工作罐连接法兰连接时，上工作罐2罐口齿形外缘与第二上工作罐连接法兰的齿形端面对应设置；上工作罐锁紧环4的矩形槽的其中一个齿形槽壁穿过上工作罐2罐口的齿形外缘和第二上工作罐连接法兰的齿形端面；然后启动锁紧油缸41，锁紧油缸41通过活塞杆带动上工作罐锁紧环4转动，上工作罐锁紧环4的矩形槽的齿形槽壁接触楔铁33后上工作罐锁紧环4继续转动，转动过程中楔铁33对第二上工作罐连接法兰和上工作罐2罐口齿形外缘产生挤压，上工作罐锁紧环4实现对上工作罐2和第二上工作罐连接法兰的锁紧；
其中，上工作罐2的密封原理为：上工作罐2锁紧后，向上工作罐2通入压缩气体，压缩气体进入倒梯形密封槽30并作用在倒梯形密封橡胶密封圈31的上表面，倒梯形密封橡胶密封圈31发生变形并被压缩气体压紧在倒梯形密封槽30的斜边上和梯形的较短的底边上，达到了自密封效果，这种自密封结构避免了法兰变形对密封效果的影响，从根本上解决了上工作罐2的密封问题；
进一步的，所述下工作罐11罐口朝上设置，下工作罐11罐口的法兰端面上开有半圆形密封槽，半圆形密封槽内设置有圆形密封圈25；下工作罐11罐口设置有齿形外缘，齿形外缘上设置有数个定位销孔，下工作罐11罐口的齿形外缘的下表面设置有数个第二楔铁27；下工作罐锁紧环18为环状，下工作罐锁紧环18的环状内圆周面上开有矩形槽，矩形槽的两个槽壁为齿形；下工作罐锁紧环18的外部对称设置有一对连杆，连杆的一端与下工作罐锁紧环18的环状外圆周铰连接，连杆另一端与第二锁紧油缸26中的活塞杆前端铰连接；下工作罐连接法兰23和第二下工作罐连接法兰的端面为齿形，下工作罐连接法兰23和第二下工作罐连接法兰的端面的齿形及尺寸与下工作罐锁紧环18中矩形槽槽壁齿形及尺寸相同；下工作罐连接法兰23和第二下工作罐连接法兰上设置有与下工作罐11罐口的齿形外缘上设置的定位销孔对应的第二定位销孔，定位销孔和第二定位销孔中设置有定位销24；
进一步的，所述下工作罐锁紧环18与下工作罐连接法兰23的连接方法为：下工作罐锁紧环18与下工作罐连接法兰23连接时，下工作罐11罐口齿形外缘与下工作罐连接法兰23的齿形端面对应设置，下工作罐锁紧环18的矩形槽的其中一个齿形槽壁穿过下工作罐11罐口的齿形外缘和下工作罐连接法兰23的齿形端面，然后启动第二锁紧油缸26，第二锁紧油缸26通过活塞杆带动下工作罐锁紧环18转动，下工作罐锁紧环18的矩形槽的齿形槽壁接触第二楔铁27后下工作罐锁紧环18继续转动，转动过程中第二楔铁27对下工作罐连接法兰23和下工作罐11罐口齿形外缘产生挤压，下工作罐锁紧环18实现对下工作罐11和下工作罐连接法兰23的锁紧；
下工作罐11和第二下工作罐法兰的连接方法为：下工作罐11与第二下工作罐连接法兰连接时，下工作罐11罐口齿形外缘与第二下工作罐连接法兰的齿形端面对应设置；下工作罐11的矩形槽的其中一个齿形槽壁穿过下工作罐11罐口的齿形外缘和第二下工作罐连接法兰的齿形端面；然后启动第二锁紧油缸26，第二锁紧油缸26通过活塞杆带动下工作罐锁紧环18转动，下工作罐锁紧环18的矩形槽的齿形槽壁接触第二楔铁27后下工作罐锁紧环18继续转动，转动过程中第二楔铁27对第二下工作罐连接法兰和下工作罐11罐口齿形外缘产生挤压，下工作罐锁紧环18实现对下工作罐11和第二下工作罐法兰的锁紧；
利用上述大型船舶用铜合金螺旋桨双工位反重力铸造机进行低压铸造的方法按照以下步骤进行：
一、进行低压铸造时，将低压铸型安放到工作平台5上；
二、将下工作罐11安装在工作罐托架14上，将铜水包从熔炼工位经由铜水包装卸通过口吊入下工作罐11内；将升液管支撑板安放在工作平台5上，安放升液管下密封圈，升液管下端穿过低压铸造液交换孔并插入铜水包内的铜水内，安放升液管上密封圈；
三、利用动水平移动滑座13带动工作罐托架14和下工作罐11沿着导轨10运行到低压铸造工位8；
四、水平移动滑座13停止后启动低压铸造工位液压油缸9，低压铸造工位液压油缸9上升并穿过液压油缸通过孔将工作罐托架14提升，下工作罐11的罐口法兰与下工作罐连接法兰23紧密接触后，利用下工作罐锁紧环18将下工作罐11与下工作罐连接法兰23锁紧；
五、进行低压铸造；
六、铸型充满及保压结束后，下罐锁紧油缸泄压，第二锁紧油缸26泄压，下工作罐锁紧环18松开，低压铸造工位液压油缸9下降，水平移动滑座13移动至铜水包装卸工位6，吊车吊起铜水包经由铜水包装卸通过口送回至熔炼工位，完成一个浇注工序。
利用上述大型船舶用铜合金螺旋桨双工位反重力铸造机进行差压铸造的方法按照以下步骤进行：
一、进行差压铸造时，将差压铸型安放到上工作罐2内，利用上工作罐锁紧环4将上工作罐2与上工作罐连接法兰21锁紧；
二、将下工作罐11安装在工作罐托架14上，将铜水包从熔炼工位经由铜水包装卸通过口吊入下工作罐11内；将升液管支撑板安放在工作平台5上，安放升液管下密封圈，升液管下端穿过差压铸造液交换孔并插入铜水包内的铜水内，安放升液管上密封圈；
三、利用动水平移动滑座13带动工作罐托架14和下工作罐11沿着导轨10运行到差压铸造工位19；
四、水平移动滑座13停止后启动差压铸造工位液压油缸12，差压铸造工位液压油缸12上升并穿过液压油缸通过孔将工作罐托架14提升，下工作罐11的罐口法兰与下工作罐连接法兰23紧密接触后，利用下工作罐锁紧环18将下工作罐11与下工作罐连接法兰23锁紧；
五、进行差压铸造；
六、铸型充满及保压结束后，下罐锁紧油缸泄压，第二锁紧油缸26泄压，下工作罐锁紧环18松开，差压铸造工位液压油缸12下降，水平移动滑座13移动至铜水包装卸工位6，吊车吊起铜水包经由铜水包装卸通过口送回至熔炼工位，完成一个浇注工序。
本实施例采用的铜水的具体成分为：ZCuAl9Fe4Ni4Mn2；本实施例进行差压铸造得到的螺旋桨桨毂的工艺出品率为85％～90％，抗拉强度为560MPa～600MPa，延伸率为18～19％；本实施例进行低压铸造得到的铜合金螺旋桨叶片的工艺出品率为85％～90％，抗拉强度为550MPa～580MPa，延伸率为17～18％。
Claims (5)
1.一种大型船舶用铜合金螺旋桨双工位反重力铸造机，其特征在于：大型船舶用铜合金螺旋桨双工位反重力铸造机的铸造机主体(20)为箱体结构；铸造机主体(20)的箱体顶面为工作平台(5)；铸造机主体(20)内部设置有铜水包装卸工位(6)、低压铸造工位(8)和差压铸造工位(19)，差压铸造工位(19)设置于铜水包装卸工位(6)左侧，低压铸造工位(8)设置于铜水包装卸工位(6)右侧；
所述工作平台(5)上与差压铸造工位(19)中心对应位置设置有差压铸造液交换孔；工作平台(5)上与低压铸造工位(8)中心对应位置设置有低压铸造液交换孔；工作平台(5)上与铜水包装卸工位(6)中心对应位置设置有铜水包装卸通过口；
所述工作平台(5)上表面与差压铸造工位(19)对应位置设置有上工作罐连接法兰(21)，工作平台(5)上表面与低压铸造工位(8)对应位置设置有第二上工作罐连接法兰，上工作罐连接法兰(21)或第二上工作罐连接法兰与上工作罐(2)的罐口法兰通过上工作罐锁紧环(4)连接；工作平台(5)下表面与差压铸造工位(19)对应位置设置有下工作罐连接法兰(23)，工作平台(5)下表面与低压铸造工位(8)对应位置设置有第二下工作罐连接法兰，下工作罐连接法兰(23)或第二下工作罐连接法兰与下工作罐(11)的罐口法兰通过下工作罐锁紧环(18)连接；
所述铸造机主体(20)内底面上设置有导轨(10)，导轨(10)的起始端设置于差压铸造工位(19)，导轨(10)的终止端设置于低压铸造工位(8)；导轨(10)上设置有水平移动滑座(13)，水平移动滑座(13)上设置有工作罐托架(14)，下工作罐(11)设置在工作罐托架(14)上；水平移动滑座(13)上竖向设置有数个升降导向柱(15)，工作罐托架(14)上设置有与升降导向柱(15)匹配的升降导向套(16)；水平移动滑座(13)中心设置有液压油缸通过孔，铸造机主体(20)中与差压铸造工位(19)中心对应的底面中设置有差压铸造工位液压油缸(12)，铸造机主体(20)中与低压铸造工位(8)中心对应的底面中设置有低压铸造工位液压油缸(9)。
2.根据权利要求1所述的大型船舶用铜合金螺旋桨双工位反重力铸造机，其特征在于：所述上工作罐(2)罐口朝下设置，上工作罐(2)罐口的法兰端面上开有倒梯型密封槽(30)，倒梯形密封槽(30)与上工作罐(2)内部通过设置于上工作罐(2)侧壁内的数个导气管(32)连通，倒梯形密封槽(30)内设置有倒梯形密封橡胶密封圈(31)；上工作罐(2)罐口设置有齿形外缘，齿形外缘的上表面设置有数个楔铁(33)；上工作罐锁紧环(4)为环状，上工作罐锁紧环(4)的环状内圆周面上开有矩形槽，矩形槽的两个槽壁为齿形；上工作罐锁紧环(4)的外部对称设置有一对连杆，连杆的一端与上工作罐锁紧环(4)的环状外圆周铰连接，连杆另一端与锁紧油缸(41)中的活塞杆前端铰连接；上工作罐连接法兰(21)和第二上工作罐连接法兰的端面为齿形，上工作罐连接法兰(21)和第二上工作罐连接法兰的端面的齿形及尺寸与上工作罐锁紧环(4)中矩形槽槽壁齿形及尺寸相同。
3.根据权利要求1所述的大型船舶用铜合金螺旋桨双工位反重力铸造机，其特征在于：所述上工作罐(2)与上工作罐连接法兰(21)连接方法为：上工作罐(2)与上工作罐连接法兰(21)兰连接时，上工作罐(2)罐口齿形外缘与上工作罐连接法兰(21)的齿形端面对应设置，上工作罐锁紧环(4)的矩形槽的其中一个齿形槽壁穿过上工作罐(2)罐口的齿形外缘和上工作罐连接法兰(21)的齿形端面，然后启动锁紧油缸(41)，锁紧油缸(41)通过活塞杆带动上工作罐锁紧环(4)转动，上工作罐锁紧环(4)的矩形槽的齿形槽壁接触楔铁(33)后上工作罐锁紧环(4)继续转动，转动过程中楔铁(33)对上工作罐连接法兰(21)和上工作罐(2)罐口齿形外缘产生挤压，上工作罐锁紧环(4)实现对上工作罐(2)和上工作罐连接法兰(21)的锁紧；
上工作罐(2)与第二上工作罐连接法兰连接时，上工作罐(2)罐口齿形外缘与第二上工作罐连接法兰的齿形端面对应设置；上工作罐锁紧环(4)的矩形槽的其中一个齿形槽壁穿过上工作罐(2)罐口的齿形外缘和第二上工作罐连接法兰的齿形端面；然后启动锁紧油缸(41)，锁紧油缸(41)通过活塞杆带动上工作罐锁紧环(4)转动，上工作罐锁紧环(4)的矩形槽的齿形槽壁接触楔铁(33)后上工作罐锁紧环(4)继续转动，转动过程中楔铁(33)对第二上工作罐连接法兰和上工作罐(2)罐口齿形外缘产生挤压，上工作罐锁紧环(4)实现对上工作罐(2)和第二上工作罐连接法兰的锁紧。
4.根据权利要求1所述的大型船舶用铜合金螺旋桨双工位反重力铸造机，其特征在于：所述下工作罐(11)罐口朝上设置，下工作罐(11)罐口的法兰端面上开有半圆形密封槽，半圆形密封槽内设置有圆形密封圈(25)；下工作罐(11)罐口设置有齿形外缘，齿形外缘上设置有数个定位销孔，下工作罐(11)罐口的齿形外缘的下表面设置有数个第二楔铁(27)；下工作罐锁紧环(18)为环状，下工作罐锁紧环(18)的环状内圆周面上开有矩形槽，矩形槽的两个槽壁为齿形；下工作罐锁紧环(18)的外部对称设置有一对连杆，连杆的一端与下工作罐锁紧环(18)的环状外圆周铰连接，连杆另一端与第二锁紧油缸(26)中的活塞杆前端铰连接；下工作罐连接法兰(23)和第二下工作罐连接法兰的端面为齿形，下工作罐连接法兰(23)和第二下工作罐连接法兰的端面的齿形及尺寸与下工作罐锁紧环(18)中矩形槽槽壁齿形及尺寸相同；下工作罐连接法兰(23)和第二下工作罐连接法兰上设置有与下工作罐(11)罐口的齿形外缘上设置的定位销孔对应的第二定位销孔，定位销孔和第二定位销孔中设置有定位销(24)。
5.根据权利要求1所述的大型船舶用铜合金螺旋桨双工位反重力铸造机，其特征在于：所述下工作罐锁紧环(18)与下工作罐连接法兰(23)的连接方法为：下工作罐锁紧环(18)与下工作罐连接法兰(23)连接时，下工作罐(11)罐口齿形外缘与下工作罐连接法兰(23)的齿形端面对应设置，下工作罐锁紧环(18)的矩形槽的其中一个齿形槽壁穿过下工作罐(11)罐口的齿形外缘和下工作罐连接法兰(23)的齿形端面，然后启动第二锁紧油缸(26)，第二锁紧油缸(26)通过活塞杆带动下工作罐锁紧环(18)转动，下工作罐锁紧环(18)的矩形槽的齿形槽壁接触第二楔铁(27)后下工作罐锁紧环(18)继续转动，转动过程中第二楔铁(27)对下工作罐连接法兰(23)和下工作罐(11)罐口齿形外缘产生挤压，下工作罐锁紧环(18)实现对下工作罐(11)和下工作罐连接法兰(23)的锁紧；
下工作罐(11)和第二下工作罐法兰的连接方法为：下工作罐(11)与第二下工作罐连接法兰连接时，下工作罐(11)罐口齿形外缘与第二下工作罐连接法兰的齿形端面对应设置；下工作罐(11)的矩形槽的其中一个齿形槽壁穿过下工作罐(11)罐口的齿形外缘和第二下工作罐连接法兰的齿形端面；然后启动第二锁紧油缸(26)，第二锁紧油缸(26)通过活塞杆带动下工作罐锁紧环(18)转动，下工作罐锁紧环(18)的矩形槽的齿形槽壁接触第二楔铁(27)后下工作罐锁紧环(18)继续转动，转动过程中第二楔铁(27)对第二下工作罐连接法兰和下工作罐(11)罐口齿形外缘产生挤压，下工作罐锁紧环(18)实现对下工作罐(11)和第二下工作罐法兰的锁紧。
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