CN217551089U - 用于风电行星架铸件的铸造系统 - Google Patents

Abstract

一种用于风电行星架铸件的铸造系统，其特征在于：包括相互连通的铸件型腔和浇注系统；所述的浇注系统包括直浇道，横浇道和内浇道；所述的直浇道与所述的横浇道垂直连通，所述的内浇道与所述的横浇道垂直连通；所述的横浇道上还设置有过渡浇道，所述的过渡浇道包括第一组过渡浇道和第二组过渡浇道，所述的第一组过渡浇道和第二组过渡浇道分设于横浇道的两端，且所述的第一组过渡浇道和第二组过渡浇道上均连通有内浇道。本申请具有通过各浇道之间的结构相互的配合，能够在铁水充型过程中有效减少紊流，夹渣物能够浮于铁水表面，有效去除夹渣物，避免铁渣进入铸件，达到降低铸件中夹渣物的目的，从而提高铸件成品率的的优点。

Description

用于风电行星架铸件的铸造系统

技术领域

本申请涉及风电行星架铸件技术领域，具体的涉及一种用于风电行星架铸件的铸造系统。

背景技术

风能是一种可再生无污染的清洁能源，受到各国的重视，风能的大力开发是解决生产以及生活能源的可靠途径，因此世界风电产业得到迅速发展，近几年更是以较高的增速位居各类新能源之首。随着风电行业的快速发展，风电球墨铸铁配件需求快速增加，风电用的球墨铸铁得到快速发展，球墨铸铁由于低成本及高强韧性，得到国内外广泛的应用，但是与普通球墨铸铁相比，对风电铸件的质量和性能要求更高，这是由于风电机组工作环境恶劣，维修困难，因此对风电铸件的质量和使用性能要求较高。

而行星架产品作为风力发电机组用重要组成部分，其质量直接影响整个发电机组的使用寿命。以SYZ15行星架为例，铸件产品如图1所示，该产品的毛坯重量为2400Kg，浇注重量为2650Kg，材料为球墨铸铁QT700-2，外形尺寸Φ1156mm×1195mm，最大壁厚110mm，最小壁厚20mm；其结构主要包括铸件本体1’，铸件本体由沿轴向依次连接的长轴部11’、立柱部12’和短轴部13’构成，其中立柱部轴向的两端设置有上、下腹板或者叫做上、下法兰盘(上腹板靠近短轴部，下腹板靠近长轴部，短轴部位于上法兰盘上、长轴部位于下法兰盘上)，上下腹板上设置有轴销孔14’(位于上腹板上的轴销孔为通孔，位于下腹板上的轴销孔为沉孔，沉孔装的轴销孔内多布置有小块冷铁)；因为其特殊的使用环境以及特定的结构和尺寸，对铸件的铸造质量的要求极高，不允许有缩孔、缩松等铸造缺陷。

现有的行星架产品的铸造系统，由于设计的不合理，而且铸件的高度较高，因此会导致铁水充型过程中容易发生紊流，夹渣物较多等不足，造成铁渣进入铸件，降低了铸件的成品率。

实用新型内容

本申请针对现有技术的上述不足，提供一种通过各浇道之间的结构相互的配合，能够在铁水充型过程中有效减少紊流，夹渣物能够浮于铁水(铁液)表面，有效去除夹渣物，避免铁渣进入铸件，达到降低铸件中夹渣物的目的，从而提高铸件成品率的用于风电行星架铸件的铸造系统。

为实现上述目的，本实用新型提供如下的技术方案：一种用于风电行星架铸件的铸造系统，包括相互连通的铸件型腔和浇注系统；所述的浇注系统包括直浇道，横浇道，和内浇道；所述的直浇道与所述的横浇道垂直连通，所述的内浇道与所述的横浇道垂直连通；所述的横浇道上还设置有过渡浇道，所述的过渡浇道包括第一组过渡浇道和第二组过渡浇道，所述的第一组过渡浇道和第二组过渡浇道分设于横浇道的两端，且所述的第一组过渡浇道和第二组过渡浇道上均连通有内浇道。

采用上述结构，本申请通过两组过渡浇道的设置来提高铁液进入铸件型腔的入口数量，从而保证铁液更加均衡平稳的进入型腔，有利于铁水熔渣的上浮，也有利于铁水更加平稳进入型腔，减少氧化夹渣物的产生；本申请还通过两组过渡浇道的设置来减缓铁液进入铸件型腔的速度，从而可以有效的减少和控制铁液的紊流，提高铸件的成品率和铸造质量。

进一步的，所述的铸件型腔包括轴向依次连接的长轴部、立柱部和短轴部，所述的立柱部的两端设置有上下腹板，所述的上下腹板上设置有轴销孔；所述的内浇道与所述的长轴部的端部相连通；采用上述结构，可以保证铁液自铸件型腔的底部铸件平缓的填充慢整个型腔，降低铸造缺陷。

进一步的，所述的第一组过渡浇道或第二组过渡浇道均包括位于上部的大过渡浇道和位于下部的小过渡浇道，所述的小过渡浇道设置有两块，且每块小过渡浇道上均连通有一条内浇道；采用上述技术方案，相当于每组过渡浇道上就可以连通两条内浇道，一共可以实现四条内浇道的设置，从而有效的提高了铁液进入铸件的平稳性。

进一步的，所述的大过渡浇道和位于下部的小过渡浇道之间设置有泡沫过滤器(碳化硅泡沫过滤器)，所述的横浇道的两端分别与所述的泡沫过滤器连通；采用该结构，可以有效的过滤掉铁液中的铁渣，避免进入铸件，提高铸件铸造质量；此外，为了防止泡沫过滤器在高温铁水和热气流冲击的双重作用下变形或破碎，小过渡浇道采用的是两块的分块设计，通过分块之间的型砂对泡沫过滤器起到支撑作用，同时每块小过渡浇道分别同内浇道相连接，有利于铁水熔渣的上浮，也有利于铁水更加平稳进入型腔，减少氧化夹渣物的产生。

进一步的，所述的横浇道呈弧形设置，且弧形的弯折弧度与所述的长轴部的外径相适配；采用该结构，可以引导铁液呈弧形的进入铸件型腔内，减少铁液流动过程中的障碍，避免铁液紊流情况的发生。

进一步的，所述的两块小过渡浇道上分别连通有一条短内浇道和一条长内浇道，所述的短内浇道位于长内浇道的内侧；采用该结构，可以将铁液进入铸件型腔的入口进行有效均衡的分布。

进一步的，所述的直浇道上具有第一弯折部和第二弯折部，所述的第一弯折部和第二弯折部之间通过横向过渡浇道过渡连接；采用该结构，主要是配合本申请的铸件结构，在轴向方向由于铸件长度较长，采用上述的弯折部结构可以确保直浇道部分的快速充满状态，后面弯折部的设置可以减少铁水氧化夹渣物的产生和减缓充型流速，提高铁液进入铸件型腔的平稳性。

更进一步的，所述的第一弯折部上方的直浇道的高度为400mm～700mm，采用上述结构，可以有效的布局直浇道各个部分的分布。

更进一步的，所述的内浇道进入铸件型腔的竖向距离为60-130mm；采用该结构，可以有效的降低铁液进入铸件型腔的速度和对型腔的冲击力，从而保护型腔的完整性，防止铁液夹渣。

进一步的，所述的大过渡浇道的上端面高于横浇道的上端面20mm～30mm；采用该结构，可以使得铁液中的铁渣被有效的截留和浮起，降低其进入铸件型腔的概率。

进一步的，所述的各主要浇注单元的总截面积(各组元的截面积)比为：Σ_A直浇道∶Σ_A横浇道∶Σ_A内浇道＝1∶1.3～1.4∶1.1～1.2。

进一步的，所述的短轴部的端面上设置有发热冒口和冒口出气，所述的冒口出气位于发热冒口的上部；该结构的设置可以取消原有短轴内孔的成形冷铁，从而减少了冷铁的制作、造型时的放置和表面冷铁印迹打磨的工作量，直接降低了生产成本，同时以避免了冷铁对铁水质量的影响。

进一步的，所述的大过渡浇道和小过渡浇道的外沿相对所述的泡沫过滤器的外沿向内缩进8mm～12mm；即大过渡浇道和小过渡浇道的各个外侧边沿相对泡沫过滤器的各个外侧边沿向内缩进8mm～12mm，该结构可以为此处的砂型与过滤器之间提供更大的接触面积，增强型砂对泡沫过滤器的支撑作用，防止浇铸过程导致泡沫过滤器发生位移。

附图说明

图1本申请的铸造系统上部可见的结构示意图。

图2本申请的铸造系统的俯视图的结构示意图。

图3本申请铸造系统下部可见的结构示意图。

图4本申请铸造系统的仰视图的结构示意图。

图5本申请浇注系统的第一角度的结构示意图。

图6本申请浇注系统的第二角度的结构示意图。

图7本申请浇注系统的第三角度的结构示意图。

图8本申请浇注系统的第四角度的结构示意图。

图9本申请浇注系统的第五角度的结构示意图。

图10本申请浇注系统的第六角度的结构示意图。

图11本申请的铸件的结构示意图。

如附图所示：1’.铸件本体，11’.长轴部，12’.立柱部，13’.短轴部，14’.轴销孔，1.铸件型腔，11.长轴部，12.立柱部，13.短轴部，14.轴销孔，2.直浇道，21.第一弯折部，22.第二弯折部，23.横向过渡浇道，3.横浇道，4.内浇道，41.短内浇道，42.长内浇道，5.过渡浇道，51.第一组过渡浇道，52.第二组过渡浇道，53.大过渡浇道，54.小过渡浇道，6.泡沫过滤器，7.发热冒口，8.冒口出气。

具体实施方式

下面将结合实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是优选实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围；

本申请的铸件型腔有与铸件相同的尺寸造型，因此，铸件型腔各个位置的部件名称可以理解为与铸件各个对应位置的部件名称一致。

此外要说明的是：当部件被称为“固定于”(及其与“固定于”类似含有的其它方式)另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者也可以存在另一中间部件，通过中间部件固定。当一个部件被认为是“连接”(及其与“连接”类似含有的其它方式)另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者可能同时存在另一中间部件。当一个部件被认为是“设置于”(及其与“设置于”类似含有的其它方式)另一个部件，它可以是直接设置在另一个部件上或者可能同时存在另一中间部件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请的铸件型腔的结构尺寸与本申请的铸件的结构尺寸一致，因此铸件型腔中各个位置的规格尺寸和名称可以理解为就是铸件对应的规格尺寸和名称。

如附图1-10所示，为本申请的一种用于风电行星架铸件的铸造系统，该铸造系统包括相互连通的铸件型腔1和浇注系统；所述的浇注系统包括直浇道2，横浇道3，和内浇道4；所述的直浇道2与所述的横浇道3垂直连通，所述的内浇道4与所述的横浇道3垂直连通；所述的横浇道3上还设置有过渡浇道5，所述的过渡浇道5包括第一组过渡浇道51和第二组过渡浇道52，所述的第一组过渡浇道51和第二组过渡浇道52分设于横浇道3的两端，且所述的第一组过渡浇道51和第二组过渡浇道52上均连通有内浇道4。

采用上述结构，本申请通过两组过渡浇道的设置来提高铁液进入铸件型腔的入口数量，从而保证铁液更加均衡平稳的进入型腔，有利于铁水熔渣的上浮，也有利于铁水更加平稳进入型腔，减少氧化夹渣物的产生；本申请还通过两组过渡浇道的设置来减缓铁液进入铸件型腔的速度，从而可以有效的减少和控制铁液的紊流，提高铸件的成品率和铸造质量。

如附图3所示，本申请所述的铸件型腔1包括轴向依次连接的长轴部11、立柱部 12和短轴部13，所述的立柱部12的两端设置有上、下腹板(或者称为上、下法兰盘)，所述的上、下腹板上设置有轴销孔14；所述的内浇道4与所述的长轴部11的端部相连通；采用上述结构，可以保证铁液自铸件型腔的底部铸件平缓的填充慢整个型腔，降低铸造缺陷。

如附图3，5-10所示，本申请所述的第一组过渡浇道51或第二组过渡浇道52均包括位于上部的大过渡浇道53和位于下部的小过渡浇道54，所述的小过渡浇道54设置有两块，且每块小过渡浇道54上均连通有一条内浇道4；采用上述技术方案，相当于每组过渡浇道上就可以连通两条内浇道，一共可以实现四条内浇道的设置，从而有效的提高了铁液进入铸件的平稳性。

如附图1、3，5-10所示，本申请所述的大过渡浇道53和位于下部的小过渡浇道54之间设置有泡沫过滤器(碳化硅泡沫过滤器)6，所述的横浇道3的两端分别与所述的泡沫过滤器6连通；横浇道与泡沫过滤器连通并延伸至大过渡浇道的位置；采用该结构，可以有效的过滤掉铁液中的铁渣，避免进入铸件，提高铸件铸造质量；此外，为了防止泡沫过滤器在高温铁水和热气流冲击的双重作用下变形或破碎，小过渡浇道采用的是两块的分块设计，通过分块之间的型砂对泡沫过滤器起到支撑作用，同时每块小过渡浇道分别同内浇道相连接，有利于铁水熔渣的上浮，也有利于铁水更加平稳进入型腔，减少氧化夹渣物的产生。

如附图8、9所示，本申请所述的横浇道3呈弧形设置，且弧形的弯折弧度与所述的长轴部11的外径相适配；即二者为同心圆的状态，横浇道的弧度大于长轴部外径的弧度；采用该结构，可以引导铁液呈弧形的进入铸件型腔内，减少铁液流动过程中的障碍，避免铁液紊流情况的发生。

如附图4-10，本申请所述的两块小过渡浇道54上分别连通有一条短内浇道41和一条长内浇道42，所述的短内浇道41位于长内浇道42的内侧；具体的，短内浇道的内浇道更靠近浇注系统；采用该结构，可以将铁液进入铸件型腔的入口进行有效均衡的分布。

如附图5所示，本申请所述的直浇道2上具有第一弯折部21和第二弯折部22，所述的第一弯折部21和第二弯折部22之间通过横向过渡浇道23过渡连接；直浇道的结构就是竖向的第一直浇道段、第一弯折、横向过渡浇道、第二弯折和竖向的第二直浇道段构成；采用该结构，主要是配合本申请的铸件结构，在轴向方向由于铸件长度较长，采用上述的弯折部结构可以确保直浇道部分的快速充满状态，后面弯折部的设置可以减少铁水氧化夹渣物的产生和减缓充型流速，提高铁液进入铸件型腔的平稳性。

作为示例，本申请所述的第一弯折部上方的直浇道的高度即第一直浇道段的高度为 400mm～700mm，采用上述结构，可以有效的布局直浇道各个部分的分布。

作为示例，本申请所述的内浇道进入铸件型腔的竖向距离为60-130mm，即内浇道与铸件型腔之间竖直方向的那一段的高度，采用该结构，可以有效的降低铁液进入铸件型腔的速度和对型腔的冲击力，从而保护型腔的完整性，防止铁液夹渣。

作为示例，如附图5所示，本申请所述的大过渡浇道53的上端面高于横浇道的上端面20mm～30mm；采用该结构，可以使得铁液中的铁渣被有效的截留和浮起，降低其进入铸件型腔的概率。

作为示例，本申请所述的各主要浇注单元的总截面积(各组元的截面积)比为：Σ_A直浇道∶Σ_A横浇道∶Σ_A内浇道＝1∶1.3～1.4∶1.1～1.2。

如附图1所示，本申请所述的短轴部13的端面上设置有发热冒口7和冒口出气8，所述的冒口出气8位于发热冒口7的上部，即冒口出气位于发热冒口的上端面上，用于与外界连通出气；该结构的设置可以取消原有短轴内孔的成形冷铁，从而减少了冷铁的制作、造型时的放置和表面冷铁印迹打磨的工作量，直接降低了生产成本，同时以避免了冷铁对铁水质量的影响。

作为示例，本申请所述的大过渡浇道53和小过渡浇道54的外沿相对所述的泡沫过滤器的外沿向内缩进8mm～12mm；即大过渡浇道和小过渡浇道的各个外侧边沿相对泡沫过滤器的各个外侧边沿向内缩进8mm～12mm，该结构可以为此处的砂型与过滤器之间提供更大的接触面积，增强型砂对泡沫过滤器的支撑作用，防止浇铸过程导致泡沫过滤器发生位移。

本申请的浇注系统依据“低流速、平稳洁净充型”的原则并结合铸件的结构特点，采用半封闭式底注浇注系统，最小截面积设置在直浇道上，直浇道的局部采用变直径和 90度直角折弯，确保直浇道快速充满状态，减少铁水氧化夹渣物的产生和充型流速，其中直浇道第一弯折部上方的陶瓷管内口的进铁水高度H为400mm～700mm(即进口至第一弯折部之间的距离)，本申请浇注系统中各主要浇注单元的总截面积比(各个组元截面积比)为：Σ_A直浇道∶Σ_A横浇道∶Σ_A内浇道＝1∶1.3～1.4∶1.1～1.2。为了减少冲砂缺陷，直浇道、内浇道全部用耐火陶瓷管制作。泡沫过滤器和发热冒口选用济南圣泉集团股份有限公司提供的碳化硅泡沫过滤器和FT型发热冒口。

Claims (10)

1.一种用于风电行星架铸件的铸造系统，其特征在于：包括相互连通的铸件型腔和浇注系统；所述的浇注系统包括直浇道，横浇道和内浇道；所述的直浇道与所述的横浇道垂直连通，所述的内浇道与所述的横浇道垂直连通；所述的横浇道上还设置有过渡浇道，所述的过渡浇道包括第一组过渡浇道和第二组过渡浇道，所述的第一组过渡浇道和第二组过渡浇道分设于横浇道的两端，且所述的第一组过渡浇道和第二组过渡浇道上均连通有内浇道。

2.根据权利要求1所述的用于风电行星架铸件的铸造系统，其特征在于：所述的铸件型腔包括轴向依次连接的长轴部、立柱部和短轴部，所述的立柱部的两端设置有上、下腹板，所述的上、下腹板上设置有轴销孔；所述的内浇道与所述的长轴部的端部相连通。

3.根据权利要求2所述的用于风电行星架铸件的铸造系统，其特征在于：所述的第一组过渡浇道或第二组过渡浇道均包括位于上部的大过渡浇道和位于下部的小过渡浇道，所述的小过渡浇道设置有两块，且每块小过渡浇道上均连通有一条内浇道。

4.根据权利要求3所述的用于风电行星架铸件的铸造系统，其特征在于：所述的大过渡浇道和位于下部的小过渡浇道之间设置有泡沫过滤器，所述的横浇道的两端分别与所述的泡沫过滤器连通。

5.根据权利要求2所述的用于风电行星架铸件的铸造系统，其特征在于：所述的横浇道呈弧形设置，且弧形的弯折弧度与所述的长轴部的外径相适配。

6.根据权利要求3所述的用于风电行星架铸件的铸造系统，其特征在于：所述的两块小过渡浇道上分别连通有一条短内浇道和一条长内浇道，所述的短内浇道位于长内浇道的内侧。

7.根据权利要求4所述的用于风电行星架铸件的铸造系统，其特征在于：所述的直浇道上具有第一弯折部和第二弯折部，所述的第一弯折部和第二弯折部之间通过横向过渡浇道过渡连接。

8.根据权利要求7所述的用于风电行星架铸件的铸造系统，其特征在于：所述的第一弯折部上方的直浇道的高度为400mm～700mm；所述的大过渡浇道的上端面高于横浇道的上端面20mm～30mm；所述的内浇道进入铸件型腔的竖向距离为60-130mm。

9.根据权利要求1所述的用于风电行星架铸件的铸造系统，其特征在于：所述的直浇道、横浇道和内浇道对应的各浇注单元的总截面积比为：Σ_A直浇道∶Σ_A横浇道∶Σ_A内浇道＝1∶1.3～1.4∶1.1～1.2。

10.根据权利要求4所述的用于风电行星架铸件的铸造系统，其特征在于：所述的短轴部的端面上设置有发热冒口和冒口出气，所述的冒口出气位于发热冒口的上部；所述的大过渡浇道和小过渡浇道外沿相对所述的泡沫过滤器的外沿向内缩进8mm～12mm。

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