CN113458371B - 一种大型盘环类型壳缺陷的控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种大型盘环类型壳缺陷的控制装置及方法，该装置中底架下方安装脚轮，上方固定有第一支撑柱和第二支撑柱，第一支撑柱上表面固定传动机构，其动力输入端与底架长度方向垂直，输出端与底架长度方向平行，其上表面设置止动件；输出端与第二连接杆一端转动连接，第二支撑柱上表面转动连接第一连接杆，第一和第二连接杆沿平行于底架平面方向设置，之间固定旋转托盘，旋转托盘位于水平位置时上表面距离地面高度为大型盘环类型壳摆放高度，旋转托盘上表面沿周向设置夹持件，其与旋转托盘中心距离等于型壳的最大外径。该方法使用该装置将型壳在工作区域固定，然后使旋转托盘翻转和锁定，对型壳进行处理，可方便快捷地完成型壳缺陷的控制。

Description

一种大型盘环类型壳缺陷的控制装置及方法

技术领域

本发明属于盘环类型壳缺陷控制技术领域，具体为一种大型盘环类型壳缺陷的控制装置及方法。

背景技术

大型盘环类铸件是军、民用航空发动机不可或缺的大型热端部件，而大型盘环类型壳是此类铸件在铸造过程中的重要部分，主要体现在大型盘环类型壳既复刻蜡模件造型，又在形成壳型后浇注金属液成型，冷却后得到大型盘环类铸件。大型盘环类型壳的特殊用途，要求其具有高质量和零缺陷。因此，在大型盘环类型壳制造过程中，大型盘环类型壳检验和大型盘环类型壳准备工序作为大型盘环类型壳制作和浇注前的最后环节尤其重要。

大型盘环类型壳的体积大、重量大，部分大型盘环类型壳的直径可达700mm，重量达50kg，此类型壳的搬运、多角度和多方位的检测、清洗以及防止脱蜡裂纹的溢蜡口的修补，基本都是通过手工完成，大大增加了工人的劳动强度，对操作者的健康很是不利，同时这样的操作型壳缺陷带入风险大。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种大型盘环类型壳缺陷的控制装置及方法，能够减轻劳动强度、操作难度，轻松实现大型盘环类型壳搬运、多角度、多方位检测和修补，有效控制该类型壳的缺陷，提高型壳检验的效率和型壳准备的质量。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种大型盘环类型壳缺陷的控制装置，包括底架、脚轮、第一支撑柱、第二支撑柱、旋转托盘、夹持件、传动机构、第一连接杆和第二连接杆；

所述底架的下方安装有若干个脚轮，底架的上方沿底架的长度方向固定有第一支撑柱和第二支撑柱，第一支撑柱的上表面固定有传动机构，传动机构的动力输入端与底架的长度方向垂直，传动机构的动力输出端与底架的长度方向平行，传动机构的上表面设置有止动件；

所述传动机构的动力输出端与第二连接杆的一端转动连接，第二支撑柱的上表面转动连接有第一连接杆，第一连接杆和第二连接杆均沿平行于底架的平面方向设置，第一连接杆和第二连接杆之间固定有旋转托盘，旋转托盘用于承载大型盘环类型壳；

所述旋转托盘位于水平位置时，旋转托盘上表面距离地面的高度为工艺要求大型盘环类型壳的摆放高度，旋转托盘的上表面沿圆周方向设置有不少于3个夹持件，所述的夹持件与旋转托盘中心的距离均等于大型盘环类型壳的最大外径。

优选的，所述的底架为由钢管弯折后形成的矩形环结构。

优选的，所述的脚轮不少于4个，脚轮均为活动脚轮，每个活动脚轮均配备有刹车锁。

优选的，所述的传动机构为锥形齿轮传动机构，锥形齿轮传动机构中设置有相互啮合且垂直的锥形齿轮，与底架长度方向垂直的锥形齿轮中设置有转轴，与底架长度方向平行的锥形齿轮与第二连接杆的一端转动连接。

进一步，所述的止动件为销钉，销钉位于相互啮合的锥形齿轮的连接处正上方。

再进一步，所述的转轴上安装有调节盘，调节盘上设置有把手。

优选的，所述夹持件的高度尺寸均大于大型盘环类型壳的高度。

优选的，所述的第一支撑柱和第二支撑柱的两侧均设置有第一紧固件，第一紧固件的一端分别倾斜固定在第一支撑柱和第二支撑柱的外侧，第一紧固件的另一端倾斜固定在底架的上表面；

所述旋转托盘与第一连接杆、第二连接杆的连接处均设置有第二紧固件，第二紧固件的一端分别倾斜固定在第一连接杆和第二连接杆的外侧，第二紧固件的另一端倾斜固定在旋转托盘的外延处。

一种大型盘环类型壳缺陷的控制方法，基于上述任意一项所述的大型盘环类型壳缺陷的控制装置，包括如下步骤：

步骤1，先将所述的控制装置移动至工作区域，然后将脚轮的位置固定，最后将待处理的大型盘环类型壳通过夹持件固定在旋转托盘上；

步骤2，通过传动机构动力输出端输出的动力带动旋转托盘进行翻转，之后使用止动件对传动机构进行锁定，然后进行该型壳外部缺陷和内部缺陷的检查，若发现缺陷，则对该缺陷进行处理；

步骤3，通过传动机构动力输出端输出的动力带动旋转托盘进行翻转，之后使用止动件对传动机构进行锁定，来依次对步骤2得到的型壳的浇口和出蜡口进行平整处理、吹壳处理、修补及加固处理；

步骤4，将所述的控制装置转移至洗壳区域，通过传动机构动力输出端输出的动力带动旋转托盘进行翻转，之后使用止动件对传动机构进行锁定，对步骤3得到的型壳进行注水、倒水操作，完成大型盘环类型壳缺陷的控制。

进一步，步骤2在操作过程中，根据工作区域的情况随时调整和锁定传动机构，确保外来物不会掉入大型盘环类型壳的内腔。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明一种大型盘环类型壳缺陷的控制装置，在底架的下方安装有若干个脚轮，可方便对底架进行移动，之后在底架的上方沿其长度方向固定第一支撑柱和第二支撑柱，可在它们之间安装旋转托盘，在第一支撑柱的上表面固定传动机构，其动力输入端与底架长度方向垂直，动力输出端与底架长度方向平行，这样可以很方便地将动力进行90度传递，方便人员操作，而传动机构上表面设置有止动件，可根据需要锁定传动机构，这样通过在第二支撑柱上表面转动连接第一连接杆，传动机构的动力输出端与第二连接杆一端转动连接，以及第一连接杆和第二连接杆均沿平行于底架的平面方向且它们之间固定旋转托盘，便可通过传动机构的动力输入端在竖直方向对旋转托盘进行翻转，由于待处理的大型盘环类型壳可通过夹持件固定在旋转托盘上，最终可实现该型壳多角度、多位置的搬运、检测以及修补操作的便利性、稳定性和一致性保障。该装置制作容易、使用简单、便于实现，可有效提高大型盘环类型壳检查和处理的效率和质量，减少铸件非金属夹杂废品率，节省人工成本，降低操作者劳动强度，单人即可进行大型型壳的翻转、转移等操作，对熔模精密铸造中大型盘环类型壳的制作有极大地推广性，可提高大型盘环类型壳检验和准备的稳定性和一致性，使型壳非金属夹杂缺陷得到有效控制。

本发明一种大型盘环类型壳缺陷的控制方法，先将对应的控制装置移动至工作区域，将脚轮的位置固定，便可将待处理的大型盘环类型壳通过夹持件固定在旋转托盘上，方便之后通过传动机构动力输出端输出的动力带动旋转托盘进行翻转，以及使用止动件对传动机构进行锁定，对该型壳外部缺陷和内部缺陷的检查，若发现缺陷，便可对该缺陷进行处理，然后采用同样的方式对型壳的浇口和出蜡口进行平整处理、吹壳处理、修补及加固处理，最后将控制装置转移至洗壳区域，对旋转托盘进行翻转和传动机构锁定，对型壳进行注水、倒水操作，便可完成大型盘环类型壳缺陷的控制。本发明的方法可应用于熔模精密铸造中，适用于大型盘环类型壳检验和型壳准备工序，避免了型壳缺陷的引入风险，提高了型壳检验和型壳准备的效率和质量。

附图说明

图1为本发明所述装置的结构示意图。

图2为本发明所述装置的主视图。

图中：1-底架，2-脚轮，31-第一支撑柱，32-第二支撑柱，4-调节盘，5-旋转托盘，6-夹持件，7-传动机构，8-轴承，91-第一连接杆，92-第二连接杆，10-第一紧固件，11-第二紧固件，12-第一法兰，13-第二法兰，14-销钉。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

本发明一种大型盘环类型壳缺陷的控制装置，在设计时，确定了大型盘环类型壳的最大外径D、高度h，以及工艺要求的搬运位置、翻转角度R和摆放高度H，其中的搬运位置指该装置可以移动到需要的位置，以及可以将型壳固定在任意需要的角度。

如图1和图2所示，本装置主要包括底架1、脚轮2、第一支撑柱31、第二支撑柱32、旋转托盘5、夹持件6、传动机构7、第一连接杆91和第二连接杆92。

底架1的下方安装有若干个脚轮2，底架1为由不锈钢管弯折后形成的矩形环结构，脚轮2不少于4个，均匀分布在底架1的四个边的下方，本实施例仅展示了4个，脚轮2均为活动脚轮，每个活动脚轮均配备有刹车锁，可实现移动及原地固定；底架1的上方沿底架1的长度方向固定有第一支撑柱31和第二支撑柱32，第一支撑柱31的上表面固定有传动机构7，传动机构7为锥形齿轮传动机构，由2个或3个锥形齿轮垂直啮合组成，传动机构7的动力输入端，即其中一个锥形齿轮与底架1的长度方向垂直，且该锥形齿轮中设置有转轴，传动机构7的动力输出端，即与该锥形齿轮垂直啮合的锥形齿轮与底架1的长度方向平行，传动机构7的上表面设置有止动件，止动件可以为销钉14，销钉14位于相互啮合的锥形齿轮的连接处正上方。

为了方便操作，在转轴上安装有调节盘4，调节盘4上设置有把手。

传动机构7的动力输出端与第二连接杆92的一端转动连接，第二支撑柱32的上表面转动连接有第一连接杆91，第一连接杆91和第二连接杆92均沿平行于底架1的平面方向设置，第一连接杆91和第二连接杆92之间固定有旋转托盘5，旋转托盘5用于承载大型盘环类型壳。

在本实施例中，第一连接杆91和第二连接杆92均为弯折后的连接杆，它们的两端为水平，一个在上，一个在下，第二连接杆92的一端固定有第二法兰13，第二法兰13的另一侧固定有转轴，转轴插接在锥形齿轮的中心。第二支撑柱32的上表面固定有轴承8，轴承8中插接有另一转轴，该转轴通过与其固定的第一法兰12与第一连接杆91的一端固定连接。

旋转托盘5位于水平位置时，旋转托盘5上表面距离地面的高度为工艺要求大型盘环类型壳的摆放高度，旋转托盘5的上表面沿圆周方向设置有不少于3个夹持件6，夹持件6为常见的固定件，它们形成的环形结构可以稳定地将大型盘环类型壳进行固定，可转动调节盘4使旋转托盘5进行0°～180°旋转，一般正面向上为0°，然后使用销钉14卡在两个锥形齿轮之间锁定，实现在任意角度固定，所述的夹持件6与旋转托盘5中心的距离均等于大型盘环类型壳的最大外径，当大型盘环类型壳的最大外径有变化时，需要设计另外一个与旋转托盘5中心距离不同的装置。

进一步而言，为了使支撑柱更加稳固，第一支撑柱31和第二支撑柱32的两侧均设置有第一紧固件10，第一紧固件10的一端分别倾斜固定在第一支撑柱31和第二支撑柱32的外侧，第一紧固件10的另一端倾斜固定在底架1的上表面；同时为了使旋转托盘5更好地承载大型盘环类型壳，旋转托盘5与第一连接杆91、第二连接杆92的连接处均设置有第二紧固件11，第二紧固件11的一端分别倾斜固定在第一连接杆91和第二连接杆92的外侧，第二紧固件11的另一端倾斜固定在旋转托盘5的外延处，第一紧固件10和第二紧固件11均为空心不锈钢管。

如图2所示，该装置设计需满足：

(1)h1+h2＝H；(2)h3＞h(防止型壳被磕碰而受损)；(3)d1＞D；(4)180°≥r≥0°。

其中，h1为底架1上端面距离地面的高度；h2为第一支撑柱31和第二支撑柱32距离底架1上端面的高度；H为工艺要求型壳的摆放高度；h3为夹持件6可锁紧的高度；h为型壳的高度；d1为旋转托盘5的外径；D为型壳的最大外径；r为旋转托盘5可翻转角度。

本发明一种大型盘环类型壳缺陷的控制方法，也是一种大型盘环类型壳制作后处理的方法，先通过制作和使用上述可承载、固定和翻转大型盘环类型壳的装置，之后进行大型盘环类型壳的检验、修补和准备，实现控制大型盘环类型壳缺陷带入的目的。

使用上述装置进行大型盘环类型壳检验和型壳准备，包括如下步骤：

(1)将本装置移动至工作区域，并将脚轮1刹车锁定。

(2)将型壳摆放至旋转托盘5上，使用夹持件6固定型壳。

(3)转动调节盘4调节通过传动机构7实现旋转托盘5上型壳的多角度、多位置检查及处理。

①转动调节盘4，将旋转托盘5翻转，使大型盘环类型壳的浇口、排蜡口朝下依次固定在30°～60°位置，进行型壳外、内部缺陷检查，并对缺陷进行处理。操作过程中可随时调整、锁定旋转托盘5的角度，以确保外来物不会掉入型壳内腔。

②依次将旋转托盘5翻转，使其分别锁定在0°～180°任意角度对浇口、出蜡口平整处理。

③将旋转托盘5翻转并锁定至＞90°进行吹壳处理。

④将旋转托盘5翻转并锁定至0°进行型壳修补及加固处理。

⑤解锁脚轮1刹车，将装置转移至洗壳区域；配合将旋转托盘5翻转0°～180°进行2～3次型壳内注水、倒水操作，完成洗壳。

以上角度是顺时针还是逆时针以具体的零件为准，一般均可达到预定的位置。

(4)转移装置、卸下型壳

将装置移动至型壳准备区域，取下型壳放置到位，完成型壳准备。

以下参照本发明所述的方法进行实施。

实施例一：

某机扩压器型壳外径尺寸

高度h＝350mm，有环形、三叉型浇道，浇冒系统结构复杂，型壳重量42kg，排蜡口数量7个，操作要求摆放高度H＝1100mm，翻转角度R＝30°、45°、180°，在实际型壳检验和准备操作中极易发生搬运磕碰伤，以及异物掉入型壳内腔。以检验和准备50件型壳为例，平均需要2～3人操作3.5小时完成，使用该型壳浇注50件铸件，非金属夹杂率10％。

通过采用该发明所述的方法，制作并使用型壳固定、翻转装置进行型壳检验和型壳准备。装置底座连接支撑杆总高h1+h2＝1100mm，旋转托盘外径

可实现翻转角度r＝0°～180°，夹持机构锁紧高度h3＝360～380mm。检验和准备50件型壳，平均需要1～2人操作2小时即可完成，使用该型壳浇注50件铸件，非金属夹渣率5％以下。

实施例二：

某机扩压器型壳外径尺寸

高度h＝380mm，有环形、三叉型浇道，浇冒系统结构复杂，型壳重量47kg，排蜡口数量8个，操作要求摆放高度H＝1100mm，翻转角度R＝45°、180°，在实际型壳检验和准备操作中极易发生搬运磕碰伤，以及异物掉入型壳内腔。以检验和准备15件型壳为例，平均需要至少2～3人操作3.5小时完成，使用该型壳浇注8件铸件，非金属夹杂率5％。

通过采用该发明所述的方法，制作并使用型壳固定、翻转装置进行型壳检验和型壳准备。装置底座连接支撑杆总高h1+h2＝1100mm，旋转托盘外径

可实现翻转角度r＝0°～180°，夹持机构锁紧高度h3＝350～380mm。检验和准备8件型壳，平均需要1～2人操作2小时即可完成，使用该型壳浇注8件铸件，非金属夹渣率2％。

实施例三：

某机扩压器型壳外径尺寸

高度h＝380mm，有环形、三叉型浇道，浇冒系统结构复杂，型壳重量50kg，排蜡口数量9个，操作要求摆放高度H＝1100mm，翻转角度R＝45°、180°，在实际型壳检验和准备操作中极易发生搬运磕碰伤，以及异物掉入型壳内腔。以检验和准备10件型壳为例，平均需要至少2～3人操作3.5小时完成，使用该型壳浇注10件铸件，非金属夹杂率5％。

通过采用该发明所述的方法，制作并使用型壳固定、翻转装置进行型壳检验和型壳准备。装置底座连接支撑杆总高h1+h2＝1100mm，旋转托盘外径

可实现翻转角度r＝0°～180°，夹持机构锁紧高度h3＝350～380mm。检验和准备10件型壳，平均需要1～2人操作2小时即可完成，使用该型壳浇注10件铸件，非金属夹渣率2％。

Claims (1)

1.一种大型盘环类型壳缺陷的控制方法，其特征在于，基于大型盘环类型壳缺陷的控制装置，所述控制装置包括底架（1）、脚轮（2）、第一支撑柱（31）、第二支撑柱（32）、旋转托盘（5）、夹持件（6）、传动机构（7）、第一连接杆（91）和第二连接杆（92）；

所述底架（1）为由钢管弯折后形成的矩形环结构，底架（1）的下方安装有不少于4个脚轮（2），脚轮（2）均为活动脚轮，每个活动脚轮均配备有刹车锁，底架（1）的上方沿底架（1）的长度方向固定有第一支撑柱（31）和第二支撑柱（32），第一支撑柱（31）和第二支撑柱（32）的两侧均设置有第一紧固件（10），第一紧固件（10）的一端分别倾斜固定在第一支撑柱（31）和第二支撑柱（32）的外侧，第一紧固件（10）的另一端倾斜固定在底架（1）的上表面，第一支撑柱（31）的上表面固定有传动机构（7），传动机构（7）的动力输入端与底架（1）的长度方向垂直，传动机构（7）的动力输出端与底架（1）的长度方向平行，传动机构（7）的上表面设置有销钉（14）；

所述传动机构（7）的动力输出端与第二连接杆（92）的一端转动连接，第二支撑柱（32）的上表面转动连接有第一连接杆（91），第一连接杆（91）和第二连接杆（92）均沿平行于底架（1）的平面方向设置，第一连接杆（91）和第二连接杆（92）之间固定有旋转托盘（5），旋转托盘（5）与第一连接杆（91）、第二连接杆（92）的连接处均设置有第二紧固件（11），第二紧固件（11）的一端分别倾斜固定在第一连接杆（91）和第二连接杆（92）的外侧，第二紧固件（11）的另一端倾斜固定在旋转托盘（5）的外延处，旋转托盘（5）用于承载大型盘环类型壳；

传动机构（7）为锥形齿轮传动机构，锥形齿轮传动机构中设置有相互啮合且垂直的锥形齿轮，与底架（1）长度方向垂直的锥形齿轮中设置有转轴，所述的转轴上安装有调节盘（4），调节盘（4）上设置有把手，与底架（1）长度方向平行的锥形齿轮与第二连接杆（92）的一端转动连接，销钉（14）位于相互啮合的锥形齿轮的连接处正上方；

所述旋转托盘（5）位于水平位置时，旋转托盘（5）上表面距离地面的高度为工艺要求大型盘环类型壳的摆放高度，旋转托盘（5）的上表面沿圆周方向设置有3个夹持件（6），夹持件（6）的高度尺寸均大于大型盘环类型壳的高度，所述的夹持件（6）与旋转托盘（5）中心的距离均等于大型盘环类型壳的最大外径；

具体包括如下步骤：

步骤1，先将所述的控制装置移动至工作区域，然后将脚轮（2）的位置固定，最后将待处理的大型盘环类型壳通过夹持件（6）固定在旋转托盘（5）上；

步骤2，通过传动机构（7）动力输出端输出的动力带动旋转托盘（5）进行翻转，之后使用止动件对传动机构（7）进行锁定，然后进行该型壳外部缺陷和内部缺陷的检查，若发现缺陷，则对该缺陷进行处理；

在操作过程中，根据工作区域的情况随时调整和锁定传动机构（7），确保外来物不会掉入大型盘环类型壳的内腔；

步骤3，通过传动机构（7）动力输出端输出的动力带动旋转托盘（5）进行翻转，之后使用止动件对传动机构（7）锁定在0°～180°任意角度，来依次对步骤2得到的型壳的浇口和出蜡口进行平整处理、吹壳处理、修补及加固处理；

步骤4，将所述的控制装置转移至洗壳区域，通过传动机构（7）动力输出端输出的动力带动旋转托盘（5）进行翻转，之后使用止动件对传动机构（7）进行锁定，对步骤3得到的型壳进行注水、倒水操作，完成大型盘环类型壳缺陷的控制。

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