CN222448193U - 双法兰直管离心铸造管模 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双法兰直管离心铸造管模，上下半模台阶式斜面扣合，滚带环斜面配合套装在上下半模的半凸环上，与离心托轮上的止退环配合。在上下半模的外表面安装能够周向调整的平衡块。管模两端的止口段安装有内外砂芯，内砂芯背面与内止口配合形成退让空间，避免铸管收缩受阻。平衡块紧固在上下半模外壁的半环上，或者紧固在半挡环与半凸环之间、以及半凸环与滚带环之间的间隙中，通过周向调整实现管模动平衡。本实用新型管模结构简化，不会因铸造收缩产生废品，管模能够调整动平衡，降低设备故障率。

Description

双法兰直管离心铸造管模

技术领域

本实用新型应用于离心铸造领域，涉及球墨铸铁双法兰直管的生产，具体是一种离心铸造双法兰直管的管模。

背景技术

由于球铁具有良好的耐腐蚀性，输水管线多采用离心球铁管，基本上是承插接口形式，由于双法兰球铁管两端带有法兰，无法从管模中拔出，严重制约了其应用。为解决该问题，CN1923410A提供了一种双法兰球墨铸铁管的制造工艺，先离心铸造出单法兰球铁管，然后熔铸另一端法兰，熔铸的质量直接决定了双法兰球铁管的质量。为了保证双法兰直管能够从管模中取出，CN111496215A公开了一种双法兰管件的离心铸造模具及制造工艺专利，在离心滚筒内套装组合模具，离心铸造后组合模具和双法兰管一起自离心滚筒内拔出，但没有考虑铸造收缩，铁水凝固后，会产生裂纹。为兼顾双法兰管的取出和收缩，CN106735045B提供了一种双盘法兰直管离心整体铸造金属模具，该管模由多个管模段组成，并设计成水平分型的两个半模，该螺栓连接结构不仅严重制约生产效率，还没有考虑离心转动时管模的动平衡。CN107127316A提供了实型离心铸造双盘法兰直管及穿墙法兰直管的设备及方法，管模为一体，动平衡好，但工艺复杂，将消失模和离心铸造两种特殊铸造工艺结合，其缺点在于，工艺准备时间长，生产效率低，而且双法兰之间的树脂砂没有退让空间，也容易产生铸造收缩裂纹。CN113231613A公开了一种卧式组合管模，用于双法兰直管的离心铸造，虽然考虑了铸造收缩和动平衡，但结构复杂，管端内模块的安装缝隙直接影响铁水的凝固速度，从而易产生铸造裂纹。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是：提供一种双法兰直管离心铸造管模，简化结构，充分考虑铸造收缩和动平衡，满足离心铸造要求，提高铸管合格率。

本实用新型采取的技术方案是：双法兰直管离心铸造管模包括上半模、下半模、滚带环。所述上下半模台阶式斜面扣合，成为离心铸造管模。在上下半模的外表面设置有位置相应的半凸环，所述滚带环斜面配合套装上下两个半凸环上，保证滚带环与管模的中心线同心。在上下半模的外表面安装能够周向调整的平衡块。

进一步，所述管模两端的止口段安装外砂芯、内砂芯和挡板。所述内砂芯背面的芯支撑与内止口配合，形成退让空间。所述外砂芯装配在挡板的凹腔内，外止口定位，该外砂芯上的孔芯固定内砂芯，防止内砂芯轴向移动。所述孔芯数量与法兰孔一致，直接铸造出螺栓孔，或者是对称的两个，便于耐火泥封堵缝隙操作。所述退让空间的尺寸大于铸管收缩退让的空间体积。

进一步，所述芯支撑与内止口锥面接触，铸管收缩时，芯支撑承受的径向分力有利于砂芯溃散。

进一步，所述平衡块紧固在半环上，所述半环分别固定在上下半模的外壁，位置相应；所述半环上加工有弧形通孔，方便平衡块的周向调整。

进一步，上下半模的外表面上焊接半挡环，平衡块放置在半挡环与半凸环之间的间隙、以及半凸环与滚带环之间的间隙中。所述平衡块的勾头与滚带环的周向沟槽配合，能够在该沟槽内周向移动，调整动平衡。该平衡块螺纹连接紧定螺钉，所述紧定螺钉紧固平衡块。

进一步，所述滚带环与离心托轮上的止退环配合，该止退环施加在滚带环上防止管模轴向移动的力，使得滚带环与半凸环配合牢固。

本实用新型产生的有益效果是：本实用新型利用退让空间避免铸管收缩裂纹，通过平衡块位置调整，实现管模快速旋转的动平衡，尤其适用于长度较长的定尺双法兰直管的离心铸造。管模结构简化，操作快捷，不会因铸造收缩产生废品，消除了管模震动，降低了管模和离心机的故障率。

附图说明

图1为实施例1的主视示意图；

图2为图1的俯视示意图；

图3为图1的左视示意图；

图4为图1的A-A剖面示意图；

图5为图1的E局部放大图；

图6为图1的F局部放大图；

图7为实施例2管模局部示意图；

图8为实施例3平衡块安装示意图；

其中：1-上半模、2-下半模、3-滚带环、4-托轮、5-平衡块、6-挡板、7-斜铁、8-外砂芯、9-内砂芯、10-退让空间、11-紧固件、12-紧定螺钉、13-吊环、14-半挡环、15-半凸环、16-孔芯、17-止口段、18-芯支撑、19-半环。

具体实施方式

本实用新型所描述的结构主要是管模端部的止口段和滚带两个位置的结构，下述内外安装日常习惯，针对两个位置的方向不同。在管模端部，下述内外是指相对于成型铸管空腔的内和外；在滚带位置，下述内外是指相对于管模旋转中心线而言，远离中心线为外。

本实用新型所述铸管是指离心铸造双法兰直管。所述上半模和下半模只是为了图示中区分两个半模，不是实际管模使用时的上下位置关系。

实施例1

本实施例双法兰直管离心铸造管模的结构如附图1-6所示，包括上半模1、下半模2、滚带环3，所述上半模1和下半模2台阶式斜面扣合，如附图4所示，台阶式斜面扣合的好处在于：1）上下半模扣合安装时，斜面起到导向作用，可提高装配速度；2）有利于密封，杜绝铁水通过该配合缝隙的甩铁事故；3）有利于减小缝隙处铁水的冷却梯度，避免产生铸造裂纹。上半模1和下半模2的外表面设置有位置相应的半凸环15，上下半模扣合后，滚带环3套入上下两个半凸环15上，用紧固件11固定，如附图1和附图5所示，从而将上下半模固定为一体，成为离心铸造用管模。半凸环15和滚带环3配合面为斜面配合，即半凸环15外表面与滚带环3的内表面为相互配合的斜面，方便滚带环3的套入安装，保证滚带环3的中心线与管模的中心线一致。另外，紧固件11紧固后，半凸环15和滚带环3配合斜面之间的摩擦力可以带动管模旋转，从而减轻紧固件的剪切力。滚带环3与托轮4的配合方式如附图1和附图5所示，托轮4的止退环施加在滚带环3上防止管模轴向移动的力，使得滚带环3与半凸环15配合牢固，增加两者之间的摩擦力，不影响紧固件11的受力状态。

在滚带环3的内向，上下半模的外表面上焊接半挡环14，或为一体结构，在半挡环14与半凸环15之间的间隙、以及半凸环15与滚带环3之间的间隙中，放置平衡块5，如附图5所示，平衡块5的勾头与滚带环3的周向沟槽配合，可以在沟槽内周向移动，径向相对固定。通过平衡块5的周向移动，调整管模的动平衡。平衡块5上加工有螺纹孔，该螺纹孔螺纹连接紧定螺钉12，当紧定螺钉12拧紧后，预紧顶力施加在半凸环15上，平衡块5依靠与滚带环3和半挡环14产生的摩擦力固定，即使在离心力的作用下，由于勾头在沟槽内，不会产生径向相对位移，所以不会影响动平衡。

在管模两端的止口段17，止口内安装内砂芯9、外砂芯8和挡板6，如附图1和附图6所示。在内砂芯9的背面，即与管模内止口配合的面上，设计有退让空间10，该退让空间10为适应铸管铸造收缩而准备，当铁水离心浇注后，铁水的液态收缩是补缩过程，而球铁的凝固方式是糊状凝固，当凝固开始，如果存在收缩受阻，会产生铸造收缩裂纹。此时，内砂芯9已经受热处于溃散状态，在铸管带动法兰盘收缩时，使得内砂芯填充退让空前，不会产生收缩阻碍。在外砂芯8上，设置有孔芯16，该孔芯16一个功能是用于成型法兰盘上的螺栓孔，第二个功能是，在砂芯安装时，用以固定内砂芯9，防止内砂芯9的轴向移动。外砂芯8装配在挡板6的凹腔内，表面与凸缘齐平，外止口定位，斜铁7与管模上的安装孔配合固定安装。

为便于半模的开合，在上下半模上设计有吊环13，方便天车吊装。

双法兰直管采用热模法离心铸造工艺，其主要步骤包括：1）上下半模在辅助托轮上扣合后，安装滚带环和平衡块。2）吊运到离心机托轮上，先慢转、再快转、后慢转，用测量仪表测量管模的动平衡，然后调整平衡块的位置，用紧定螺钉拧紧，以满足管模快速旋转动平衡的要求。3）管模慢速转动，燃气烘烤管模到200-300℃，之后，管模内壁喷涂涂料，涂层厚度2-5mm，为减少管模接缝对铸管冷却速度的影响，涂层厚度宜取上限。4）用砂纸清理止口涂层，管模静止安装内砂芯和外砂芯（涂层厚度的测量通常是测量止口段涂层厚度）。在砂芯安装前，在砂芯的配合面上先涂抹少量耐火泥，如内砂芯与内止口的接缝处、外砂芯与外止口的接缝处涂抹耐火泥，防止存在较大的间隙。在离心浇注时，铁水会由于离心力的作用而进入该间隙，间隙内的铁水凝固后，造成铸管收缩受阻而产生热裂纹。最后手动清理多余的耐火泥。外止口接缝处耐火泥的清理，注意不要损伤孔芯。5）离心浇注，水冷管模。管模快速旋转，自管模的一端短溜槽浇注铁水，由于铁水的过热度大，流动性较好，可以在凝固开始前，全部离心充型。充型后，打开冷却水，冷却水喷淋管模冷却，增加铁水凝固速度，提高生产效率。6）管与模分离。凝固后，拆掉两端挡板，清理砂芯，调运到辅助托轮上，拆掉滚带环，上下半模分开，铸管自管模内取出。清理上下半模内的涂层后，上下半模扣合准备下一支铸管的离心生产。

为方便外砂芯与外止口接缝处多余耐火泥的清理，孔芯16可以是对称的两个，满足固定内砂芯9即可。铸管铸造后，以两个铸造螺栓孔为基准，使用专门工装加工其他螺栓孔。虽然增加了螺栓孔加工工序，但提高了离心铸造效率，避免了因损伤孔芯而造成的铸管废品。

实施例2

本实施例是在上述实施例上的改进，主要改进在于内砂芯9的结构，如附图7所示，在内砂芯9形成退让空间的芯支撑18与内止口的受力配合接触面非平面，改成了锥面。当铸管铸态收缩时，芯支撑18由于锥面受力，在径向上产生分力，使得芯支撑18受到剪切力，当内砂芯9高温溃散时，该剪切力更容易使得芯支撑18溃散，从而使得内砂芯9退让更容易，进而减小铸造收缩应力，避免裂纹。

实施例3

上述实施例中，在滚带环3每次的安拆过程中，均需要安拆一次平衡块5，增加了多余的操作，本实施例将平衡块与滚带环的安装分开，见附图8所示。

滚带环依然套装上下两个半凸环15上，用紧固件11固定，从而实现滚带环与管模的同心。平衡块5用紧固件11固定在半环19上，半环19焊接在上下半模的外壁，或者与上下半模一体，上下两个半环19的位置相应。半环19上加工有弧形通孔，紧固件穿过该弧形通孔，将平衡块5固定在半环19上。平衡块5只能沿弧形通孔周向移动，调整动平衡。

本实施例同上述实施例相比，平衡块相对固定，而且可以根据管模的实际情况，增加平衡块的数量，动平衡的调整更为自由、方便。

本实用新型利用内砂芯形成的退让空间避免铸管收缩受阻，退让空间的尺寸大于铸管收缩退让的空间体积，保证内砂芯不影响铸管收缩，从而避免铸管产生收缩热裂纹。通过上下半模上的平衡块位置的周向调整，实现管模快速旋转的动平衡，虽然需要测量仪表和操作工的经验，但动平衡的调整是保证安全生产的必要步骤，也是保证设备安全的必要步骤。管模旋转没有动平衡，则会产生震动，影响托轮轴承及管模的使用寿命，增加管模和离心机的故障率。

本实用新型尤其适用于长度较长的定尺双法兰直管的离心铸造，如长度为4-6m，但不否定其也适用于短于4m的铸管。如果法兰盘的PN值调整，造成法兰盘厚度尺寸和螺栓孔数量的变化，可以改变砂芯厚度尺寸和孔芯的数量，而管模不变。

本实用新型从生产角度出发，相对于现有技术而言，管模结构简化，操作快捷，充分考虑铸造收缩和动平衡，满足离心铸造要求，不会因铸造收缩产生废品，而且消除了管模震动，降低了管模和离心机的故障率。

Claims (8)

1.一种双法兰直管离心铸造管模，包括上半模（1）、下半模（2）、滚带环（3）；其特征在于：所述上半模（1）和下半模（2）台阶式斜面扣合，成为管模；该上半模（1）和下半模（2）的外表面设置有位置相应的半凸环（15），所述滚带环（3）斜面配合套装上下两个半凸环（15）上；所述上半模（1）和下半模（2）的外表面安装能够周向调整的平衡块（5）。

2.根据权利要求1所述的一种双法兰直管离心铸造管模，其特征在于：所述管模两端的止口段安装外砂芯（8）、内砂芯（9）、挡板（6）；所述内砂芯（9）背面的芯支撑（18）与内止口配合，形成退让空间（10）；所述外砂芯（8）装配在挡板（6）的凹腔内，外止口定位；该外砂芯（8）上的孔芯（16）固定内砂芯（9）。

3.根据权利要求2所述的一种双法兰直管离心铸造管模，其特征在于：所述退让空间（10）的尺寸大于铸管收缩退让的空间体积。

4.根据权利要求2所述的一种双法兰直管离心铸造管模，其特征在于：所述芯支撑（18）与内止口锥面接触。

5.根据权利要求2所述的一种双法兰直管离心铸造管模，其特征在于：所述孔芯（16）数量与法兰孔一致，或者是对称的两个。

6.根据权利要求1所述的一种双法兰直管离心铸造管模，其特征在于：所述平衡块（5）紧固在半环（19）上，所述半环（19）分别固定在上下半模的外壁，位置相应；所述半环（19）上加工有弧形通孔，方便平衡块（5）的周向调整。

7.根据权利要求1所述的一种双法兰直管离心铸造管模，其特征在于：所述上半模（1）和下半模（2）的外表面上焊接半挡环（14），所述平衡块（5）放置在半挡环（14）与半凸环（15）之间的间隙、以及半凸环（15）与滚带环（3）之间的间隙中；所述平衡块（5）的勾头与滚带环（3）的周向沟槽配合，该平衡块（5）螺纹连接紧定螺钉（12），所述紧定螺钉（12）紧固平衡块（5）。

8.根据权利要求1所述的一种双法兰直管离心铸造管模，其特征在于：所述滚带环（3）与离心托轮上的止退环配合。