KR101138486B1

KR101138486B1 - Centrifugal casting device and method for aluminum rotator

Info

Publication number: KR101138486B1
Application number: KR1020100017427A
Authority: KR
Inventors: 이영섭
Original assignee: 이진수
Priority date: 2010-02-26
Filing date: 2010-02-26
Publication date: 2012-04-26
Also published as: KR20110098020A

Abstract

본 발명은 규소 강판으로 이루어진 코어가 적층된 회전자의 내부를 관통하는 회전자 바 홀에 알루미늄 용융액을 주입하여 유도자기장을 발생시키기 위한 회로를 형성할 수 있도록 한 것으로, 주입된 회전자 바 내부에서 기포의 발생이나 슬래그의 유입으로 인한 성능저하문제가 없고 주조시 온도구배에 따른 수축으로 인해 크랙이 발생하는 등의 문제가 발생하지 않도록 기존의 원심주조방법을 개선한 것으로, 턴 테이블(T) 위에 하부 금형(10)을 고정하고, 이 하부 금형(10) 위에 규소강판으로 이루어진 코어가 적층된 회전자(20)를 안치하되 회전자(20) 외곽의 회전자 바 홀(22)을 상하로 관통되게 정렬하고, 회전자(20) 내부의 샤프트 홀(21) 내주면에 내열성 단열패드(40)를 밀착시킨 후, 이 회전자(20) 위에 알루미늄 용탕이 주입되는 탕구(31)가 형성된 상부 금형(30)을 덮고 회전자(20)를 상,하부 금형 사이에 고정시키는 금형조립 단계; 턴 테이블(T)을 회전시키면서 알루미늄 용탕을 상기 상부 금형(30)의 탕구(31)를 통해 샤프트 홀(21)로 주입하여 알루미늄 용탕이 원심력을 받으면서 하부 금형(10)의 공간부(13)를 거쳐 회전자 바 홀(22)로 주입되도록 하는 단계; 용탕의 주입 완료 후 금형을 분리시키는 단계; 금형에서 분리된 회전자의 상,하면을 절삭하는 후가공단계; 를 포함하여 이루어진다.The present invention allows to form a circuit for generating an induction magnetic field by injecting aluminum molten liquid into the rotor bar hole penetrating the inside of the rotor laminated core made of silicon steel sheet, the inside of the injected rotor bar It is an improvement of the existing centrifugal casting method so that there is no problem of performance deterioration due to bubbles or inflow of slag and cracks due to shrinkage due to temperature gradient during casting. The lower mold 10 is fixed, and a rotor 20 having a core made of a silicon steel sheet is stacked on the lower mold 10, and the rotor bar hole 22 outside the rotor 20 is penetrated vertically. Aligned with the heat-resistant insulating pad 40 in close contact with the inner circumferential surface of the shaft hole 21 inside the rotor 20, and the upper gold on which the molten metal 31 is injected into the rotor 20. Mold assembling step covering (30) for fixing the upper and lower mold between the rotor 20; The aluminum molten metal is injected into the shaft hole 21 through the spout 31 of the upper mold 30 while rotating the turn table T so that the aluminum molten metal receives the centrifugal force to open the space 13 of the lower mold 10. To be injected into the rotor bar hole 22 through; Separating the mold after the injection of the molten metal is completed; A post-processing step of cutting the upper and lower surfaces of the rotor separated from the mold; It is made, including.

Description

Centrifugal casting device and method for aluminum rotator

본 발명은 대용량 모터의 회전자를 원심주조에 의해 제조하기 위한 방법에 관한 것으로, 규소 강판의 적층으로 이루어진 회전자의 내부를 관통하는 관통홀에 알루미늄 용융액을 주입하여 유도자기장을 발생시키기 위한 회로를 형성할 수 있도록 한 것으로, 주입된 회전자 바 내부에서 기포의 발생이나 슬래그의 유입으로 인한 성능저하문제가 없고 주조시 온도강하에 따른 수축으로 인해 크랙이 발생하는 등의 문제가 발생하지 않도록 기존의 원심주조방법을 개선한 것이다.
The present invention relates to a method for manufacturing a rotor of a large-capacity motor by centrifugal casting. The present invention relates to a circuit for generating an induction magnetic field by injecting an aluminum melt into a through hole penetrating an interior of a rotor made of a stack of silicon steel sheets. It is possible to form, and there is no problem of performance deterioration due to bubbles or inflow of slag inside the injected rotor bar, and it is possible to prevent problems such as cracks due to shrinkage due to temperature drop during casting. The centrifugal casting method has been improved.

모터 또는 유도전동기의 주요 구성은 중앙의 회전하는 회전자와 상기 회전자의 주위에 형성되는 고정자로 이루어져 있으며, 회전자의 중앙에는 샤프트가 삽입 장착될 수 있도록 홀이 형성되어 있고 다수의 얇은 규소강판의 적층으로 이루어진 회전자 코어가 적층되고, 상기 적층된 코어를 관통하는 다수의 회전자 바가 일정 원호상으로 다수 형성되고, 적층된 코어의 양단에는 상기 회전자 바의 끝단을 전기적으로 연결하여 하나의 회로를 구성하도록 하는 엔드링으로 구성되어 있다.
The main configuration of the motor or induction motor is composed of a rotating rotor in the center and a stator formed around the rotor, and the center of the rotor is formed with a hole for inserting the shaft and a plurality of thin silicon steel sheets. Rotor cores made of a lamination are laminated, and a plurality of rotor bars penetrating the laminated cores are formed in a predetermined arc shape, and both ends of the stacked cores are electrically connected to one end of the rotor bar. It consists of an end ring to form a circuit.

종래에는 회전자 바와 엔드링을 동으로 제조하였으나 동은 가격이 매우 고가인 재료이며 전기적인 특성은 알루미늄에 비하여 우수하지만 가격이 높은 단점을 가지고 있어서, 회전자 바와 엔드링을 알루미늄으로 제조하는 방법이 연구되어 사용되고 있는데, 회전자 바를 형성하는 과정은 회전자 바의 형상으로 알루미늄을 다이캐스팅하고 이를 회전자 바가 삽입되도록 형성되는 회전자 바 삽입홈에 강제로 끼워넣음으로 회전자 바를 다수 형성하고 그 위에 엔드링을 형성하는 공정으로 이루어져 작업이 복잡하며 비용이 많이 들고 제조된 엔드링 부분이 특히 견고하지 않아 특히 고속회전에서 파손되는 경우가 발생하는 문제점이 있었다.
Conventionally, the rotor bar and the end ring are made of copper, but copper is a very expensive material and its electrical characteristics are superior to aluminum, but it has a disadvantage that the price is high. The process of forming the rotor bar is performed by die casting aluminum into the shape of the rotor bar and forcibly inserting it into the rotor bar insertion groove in which the rotor bar is inserted, thereby forming a large number of rotor bars and ends thereon. Comprised of the process of forming a ring, the operation is complicated and expensive and there is a problem in that the end ring portion produced is not particularly robust, especially when broken at high speed rotation.

특허공개 제2010-0010552호에는 원판형의 하금형을 바닥면에 놓고 평행도를 점검하고, 그 중앙에 육각기둥형태를 가지고 일 측면에는 수직방향으로 절개된 키삽입홈이 형성되는 삽입되는 더미샤프트를 올려놓고, 키를 삽입하는 금형세팅과정과; 원판 형상을 가지고 그 중앙에는 상기 더미샤프트가 삽입되는 샤프트홀이 형성되되 상기 키가 삽입되는 키홈이 추가로 형성되며, 상기 샤프트홀의 주위로 일정간격으로 관통된 다수의 통풍구가 형성되고, 상기 통풍구의 외측에서 외주면에 인접한 곳까지 길게 연장되는 다수의 회전자 바 설치홀이 형성되는 코어를 수평방향의 원통 형상을 가지고 상부에는 길게 상기 키가 돌출된 형상을 가진 돌출부가 형성된 코어 정리대에 상기 키홈에 맞춰 다수 정렬하는 코어 정렬과정과; 정렬된 코어를 수 개 씩 상기 더미샤프트에 끼워 조립하되 적어도 100mm 정도 두께를 단위로 상기 회전자 바 설치홀을 일치하여 정렬하도록 하고 망치로 코어 상호 간의 간격을 밀착시키는 코어 조립과정과; 상단에 올려진 코어의 통풍구를 석면으로 막고, 코어의 상단 중앙에 중심링 금형을 정확히 위치하고, 상금형을 올린 후 상기 상금형과 하금형 사이를 긴 막대 형상의 볼트봉 및 너트를 사용하여 고정하는 상금형 조립과정과; 금형을 원심주조기 회전판에 고정시키고, 알루미늄 용융액 투입 전에 금형을 가열한 후 상기 볼트봉의 너트를 조여주고, 원심주조를 하는 원심주조과정과; 금형을 분리하고, 알루미늄 용융액의 투입 경로가 굳은 비스켓을 제거하고 중심에 샤프트를 조립하고 정삭가공하는 마감과정의 일련의 과정이 연속적으로 이루어지는 알루미늄 회전자 원심주조방법이 개시되어 있다.
Patent Publication No. 2010-0010552 has a dummy shaft in which a disc-shaped lower die is placed on the bottom surface and checks parallelism, and has a hexagonal pillar shape at the center thereof and a key insertion groove formed at one side thereof with a vertically cut key insertion groove. Placing the mold and inserting the key; It has a disk shape in the center of the shaft hole is inserted into the dummy shaft is formed, the key groove is inserted into the key is further formed, a plurality of vents penetrated at a predetermined interval around the shaft hole is formed, The core having a plurality of rotor bar installation holes extending from the outside to a position adjacent to the outer circumferential surface thereof has a cylindrical shape in a horizontal direction, and the core is arranged on the core arranging table formed with a protrusion having a shape in which the key protrudes in the upper portion. A core alignment process of aligning a plurality; A core assembly process of assembling a plurality of aligned cores into the dummy shaft and aligning the rotor bar installation holes in units of thickness of at least 100 mm, and closely contacting the gaps between the cores with a hammer; Asbestos to block the vents of the core on the top with asbestos, accurately place the center ring mold in the center of the top of the core, raise the upper die and then secure the long die-shaped bolt rod and nut between the upper die and the lower die Prize mold assembly process; A centrifugal casting process of fixing the mold to the centrifugal casting machine rotating plate, heating the mold before adding the aluminum melt, tightening the nut of the bolt rod, and performing centrifugal casting; Disclosed is an aluminum rotor centrifugal casting method in which a mold is separated, a biscuit having a solid injection path of aluminum melt is removed, a series of finishing processes of assembling and finishing the shaft at the center thereof is continuously performed.

한편, 원심주조의 목적이 원심력을 이용하여 주조품의 품질을 향상시키는데 있는데, 특허공개 제2010-0010552호의 원심주조방법에 있어서는 원심력을 제대로 이용하지 못하고 중력과 원심력의 일부와 중력만 이용하는 구조이고, 이 구조로 인하여 응고수축이 시작되면 수축에 따른 용탕을 충분히 공급하기 전에 용탕의 이동통로가 막히므로 공동과 크랙이 다수 발생할 것이며, 응고 후 온도강하에 따른 열 수축에 의한 모양의 변형이 수반될 것이므로 고정자에 의한 유도전류의 수용이 어려울 것이므로 전동기의 성능을 보장할 수 없게 된다.
On the other hand, the purpose of centrifugal casting is to improve the quality of castings by using centrifugal force. In the centrifugal casting method of Korean Patent Publication No. 2010-0010552, the centrifugal force cannot be used properly but only a portion of gravity and centrifugal force and gravity are used. Due to the structure, when the solidification shrinkage starts, the moving passage of the molten metal is blocked before supplying the molten metal sufficiently due to the shrinkage, and thus, a large number of cavities and cracks will occur, and the stator will be deformed by heat shrinkage due to the temperature drop after solidification. Because it will be difficult to accommodate the induced current by the motor performance can not be guaranteed.

또, 특허공개 제2010-0010552호의 원심주조방법방법은 공동(空洞)과 크랙을 극복하고자 금형의 가열온도를 높일 것이고 주입하는 용탕의 온도도 높일 것이다. 하지만 문제해결의 핵심이 아니므로 효과가 없으며, 또 용탕이 아래로 흘러 최후에 충진되는 곳이 하형의 금형 내부가 될 것이므로 처음부터 있는 공기가 나갈 곳이 없어 공동이 발생한다. 즉 이 방법은 금형과 용탕의 온도를 통상적 주조온도로 하면 내려가면서 식어 통로가 막히고 온도를 올리면 위에 열거한 문제가 발생하게 될 것이다. 하지만 이 방법으로도 주조되는 것이 경우가 있지만 이것은 이 주조방법이 허용하는 크기와 형상까지만 될 것이고 그 외의 것은 주조가 안 될 것이다. 슬롯을 흘러내려가는 용탕과 공기가 확실히 분리되지 못하고 공기가 배출되기 위하여 슬롯을 통하여 올라오는데도 용탕으로 다 공간이 채워진 상부금형에 형성되는 원심력이 방해를 하므로 양질의 주조품을 얻을 수 없다.
In addition, the method of centrifugal casting disclosed in Korean Patent Publication No. 2010-0010552 will increase the heating temperature of the mold and overcome the temperature of the molten metal to overcome the voids and cracks. However, since it is not the core of problem solving, it is ineffective, and since the molten metal flows downward and the final filling will be inside the mold of the lower mold, there is no place for the air to escape from the beginning, so there is a cavity. In other words, if the temperature of the mold and the molten metal is lowered to the normal casting temperature, the cooling path becomes clogged and the temperature rises, and the problems listed above will occur. However, there are some cases where casting is done with this method, but this will only be the size and shape that the casting method allows, and nothing else will be cast. It is impossible to obtain high quality castings because the centrifugal force formed in the upper mold filled with the multi-space filled with molten metal interferes with the molten metal flowing through the slot and air flows up through the slot to release the air.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 주조시 기포의 발생이나 슬래그의 유입문제가 없고, 주조 후 수축으로 인한 크랙의 발생이 없는 전동기 설계에서 요구로 하는 전기적인 특성을 만족시킬 수 있는 알루미늄 회전자 원심주조방법 및 원심주조장치를 제공하는 데 있다.
The present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention is that there is no bubble generation or slag inflow problem during casting, there is no electric crack required by the design of the motor without the occurrence of cracks due to shrinkage after casting It is to provide a centrifugal casting method and centrifugal casting apparatus for aluminum that can satisfy the characteristics.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 턴 테이블 위에 고정되는 하부 금형과, 상기 하부 금형 위에 안치되며 중심부에 샤프트 홀이 천공되고 외곽에 회전자 바 홀과 냉각 홀이 형성된 규소강판으로 이루어진 코어가 적층된 회전자 및 상기 회전자 상부에 안치되며 중심부에 알루미늄 용탕이 주입되는 탕구가 형성된 상부 금형을 포함하여 이루어지는 원심주조장치에 있어서; 상기 하부 금형은 회전자의 하단부 외곽이 안치되는 안치홈이 형성되고, 이 안치홈의 하부 내측에는 회전자의 샤프트 홀과 회전자 바 홀이 상호 연통될 수 있도록 공간부가 형성되며; 상기 샤프트 홀의 내주면에는 내열성 단열패드가 밀착설치되되 이 내열성 단열패드의 상,하부에는 회전자 상,하면의 회전자 바 홀을 제외한 나머지 부분을 덮어주는 판상의 덮개가 구비되며; 상기 상부 금형은 회전자의 상단부 외곽을 눌러주는 안치홈이 형성되고, 이 안치홈의 상부 내측에는 회전자의 회전자 바 홀에서 샤프트 홀로 연통되는 트림부가 형성되어 알루미늄 용탕을 상기 상부 금형의 탕구를 통해 샤프트 홀로 주입하면 원심력에 의해 알루미늄 용탕이 하부 금형의 공간부를 거쳐 회전자 바 홀로 주입되도록 한 알루미늄 회전자 원심주조장치를 제공한다.
In order to achieve the above object, the present invention is laminated with a lower mold fixed on a turntable, and a core made of a silicon steel sheet placed on the lower mold and having a shaft hole drilled in the center and an outer rotor bar hole and a cooling hole formed on the outer mold. In the centrifugal casting apparatus comprising a rotor and the upper mold is formed on the rotor and the molten metal is formed in the center of the molten metal is injected; The lower mold is provided with a settling groove in which the outer periphery of the lower end of the rotor is set, and a space portion is formed in the lower inner side of the settling groove so that the shaft hole and the rotor bar hole of the rotor can communicate with each other; Heat-resistant insulating pads are installed in close contact with the inner circumferential surface of the shaft hole, the upper and lower portions of the heat-resistant insulating pad is provided with a plate-like cover to cover the rest of the rotor bar, the upper and lower rotor bar holes; The upper mold is provided with a settling groove which presses the outer edge of the upper end of the rotor, and the upper inside of the settled groove is formed with a trim portion communicating with the shaft hole in the rotor bar hole of the rotor to form the molten aluminum of the upper mold When injected into the shaft hole through the centrifugal force to provide the aluminum rotor centrifugal casting apparatus to be injected into the rotor bar hole through the space portion of the lower mold.

본 발명은 또 상기한 원심주조장치를 사용하여 알루미늄 회전자를 제조하는 방법을 제공하는데, 이는 턴 테이블 위에 하부 금형을 고정하고, 이 하부 금형 위에 규소강판으로 이루어진 코어가 적층된 회전자를 안치하되 회전자 외곽의 회전자 바 홀을 상하로 관통되게 정렬하고, 회전자 내부의 샤프트 홀 내주면에 내열성 단열패드를 밀착시킨 후, 이 회전자 위에 알루미늄 용탕이 주입되는 탕구가 형성된 상부 금형을 덮고 회전자를 상,하부 금형 사이에 고정시키는 금형조립 단계; 턴 테이블을 회전시키면서 알루미늄 용탕을 상기 상부 금형의 탕구를 통해 샤프트 홀로 주입하여 알루미늄 용탕이 원심력을 받으면서 하부 금형의 공간부를 거쳐 회전자 바 홀로 주입되도록 하는 단계; 용탕의 주입 완료 후 금형을 분리시키는 단계; 및 금형에서 분리된 회전자의 상,하면을 절삭하는 후가공단계; 를 포함하여 이루어진다.
The present invention also provides a method of manufacturing an aluminum rotor using the centrifugal casting apparatus, which fixes a lower mold on a turn table, and places a rotor in which a core made of silicon steel is stacked on the lower mold. Align the rotor bar hole on the outer side of the rotor so as to penetrate up and down, and adhere the heat-resistant insulating pad to the inner circumferential surface of the shaft hole inside the rotor, and cover the upper mold where the molten metal is injected onto the rotor, and the rotor is formed. A mold assembly step of fixing between upper and lower molds; Injecting aluminum molten metal into the shaft hole through the spout of the upper mold while rotating the turntable such that the aluminum molten metal is injected into the rotor bar hole through the space portion of the lower mold under centrifugal force; Separating the mold after the injection of the molten metal is completed; And a post-processing step of cutting the upper and lower surfaces of the rotor separated from the mold. It is made, including.

본 발명은 용탕을 금형에 주입하여 하부 금형 내부에서 회전자 바 홀로 주입되기 전에 중력과 원심력에 의하여 하부 금형의 내부를 외주부터 안쪽으로, 바닥에서부터 위쪽으로 채워오므로 용탕이 안정이 되며, 회전자 바 홀에 이르러는 주입되는 용탕이 원심력에 의하여 상부로 회전자 바 홀의 바깥벽을 타고 포물선을 그리며 상승하게 되고 자연스럽게 안쪽까지 회전자 바 홀을 채우면서 상부 금형까지 모두 채우게 된다. 또한, 응고 수축시에도 강력한 원심력에 의하여 용탕이 원활하게 공급되며 열수축시에도 공급된다. 응고시에도 회전자의 상부에서 하부에 걸쳐 온전한 온도구배가 이루어지게 되므로 양질의 주조품을 얻을 수 있을 것이며, 현존하는 다이캐스팅방법보다 양질의 회전자 바를 얻을 수 있게 되므로, 회전자는 설계상 이론치에 가까운 성능을 발휘할 수 있게 된다.
The present invention fills the inside of the lower mold by the gravity and centrifugal force from the outer periphery to the inside, from the bottom to the upper side by gravity and centrifugal force before the molten metal is injected into the mold and injected into the rotor bar hole. Injecting molten metal reaches the bar hole through the outer wall of the rotor bar hole by the centrifugal force upward and draws a parabolic curve, and naturally fills the upper mold while filling the rotor bar hole to the inside. In addition, the molten metal is smoothly supplied by the strong centrifugal force during solidification shrinkage, and is also supplied during heat shrinkage. Even when solidification, a perfect temperature gradient is achieved from the top to the bottom of the rotor, so that a good casting can be obtained, and a rotor bar of a higher quality than the existing die casting method can be obtained. Be able to exert.

도 1은 본 발명에 의한 원심주조장치를 도시한 단면도,
도 2는 트림부의 분리사시도,
도 3은 본 발명에 의한 원심주조장치에서 용융금속이 주입되는 초기상태를 도시한 단면도,
도 4는 본 발명에 의한 원심주조장치에서 용융금속이 주입된 후의 상태를 도시한 단면도,
도 5는 금형 분리 후 탈형된 회전자의 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a centrifugal casting apparatus according to the present invention,
2 is an exploded perspective view of the trim part,
3 is a cross-sectional view showing an initial state in which molten metal is injected in the centrifugal casting apparatus according to the present invention;
Figure 4 is a cross-sectional view showing a state after the molten metal is injected in the centrifugal casting apparatus according to the present invention,
5 is a cross-sectional view of the rotor demolded after mold separation.

본 발명은 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 턴 테이블(T) 위에 고정되는 하부 금형(10)과, 상기 하부 금형(10) 위에 안치되며 중심부에 샤프트 홀(21)이 천공되고 외곽에 회전자 바 홀(22)이 형성된 규소강판으로 이루어진 코어가 적층된 회전자(20) 및 상기 회전자(20) 상부에 안치되며 중심부에 알루미늄 용탕이 주입되는 탕구(31)가 형성된 상부 금형(30)을 포함하여 이루어지는 원심주조장치에 있어서; 상기 하부 금형(10)은 회전자(20)의 하단부 외곽이 안치되는 안치홈(11)이 형성되고, 이 안치홈(11)의 하부 내측에는 회전자(20)의 샤프트 홀(21)과 회전자 바 홀(22)이 상호 연통될 수 있도록 공간부(13)가 형성되며; 상기 샤프트 홀(21)의 내주면에는 내열성 단열패드(40)가 밀착설치되되 이 내열성 단열패드(40)의 상,하부에는 회전자(20) 상,하단면의 회전자 바 홀(22)을 제외한 나머지 부분을 덮어주는 판상의 덮개(42,44)가 구비되며, 상기 상부 금형(30)은 회전자(20)의 상단부 외곽을 눌러주는 안치홈(32)이 형성되고, 이 안치홈(32)의 상부 내측에는 회전자(20)의 회전자 바 홀(22)에서 샤프트 홀(21)로 연통되는 트림부(33)가 형성되어 알루미늄 용탕을 상기 상부 금형(30)의 탕구(31)에 주입하여 샤프트 홀(21)로 하강하여 하부 금형(10)의 공간부(13)를 거쳐 회전자 바 홀(22)로 주입되도록 구성되어 있다.
1 to 5, the lower mold 10 is fixed on the turn table (T), and the lower mold 10 is placed on the lower mold 10 and the shaft hole 21 is drilled in the center and the outer The upper mold 30 in which the core 20 made of a silicon steel plate on which the rotor bar hole 22 is formed is stacked, and a spout 31 in which a molten aluminum is injected into the center is placed on the rotor 20. In the centrifugal casting apparatus comprising a); The lower mold 10 is formed with a settling groove 11 in which the outer edge of the lower end of the rotor 20 is settled, and in the lower inner side of the settling groove 11, the shaft hole 21 of the rotor 20 and the rotor The space 13 is formed so that the electron bar holes 22 can communicate with each other; The heat-resistant insulating pad 40 is installed in close contact with the inner circumferential surface of the shaft hole 21, except that the upper and lower rotor bar holes 22 of the upper and lower surfaces of the heat-resistant insulating pad 40 are disposed. Plate-shaped cover (42, 44) is provided to cover the rest, the upper mold 30 is formed with a settling groove 32 for pressing the outer edge of the rotor 20, the settling groove (32) Trim portion 33 is formed in the upper inner side of the rotor bar hole 22 of the rotor 20 in communication with the shaft hole 21 is injected into the molten metal 31 of the upper mold 30 Is lowered to the shaft hole 21 and injected into the rotor bar hole 22 via the space 13 of the lower mold 10.

본 발명에서 상기 내열성 단열패드(40)는 실리카 부직포 등으로 제작될 수 있다.
In the present invention, the heat resistant insulating pad 40 may be made of silica nonwoven fabric or the like.

또, 본 발명에서 상기 트림부(33)는 도 2에 도시된 바와 같이 내주면에서 외측으로 통기 슬릿(S)이 형성된 복수의 제1링(33a)과 외주면에서 내측으로 통기 슬릿(S')이 형성된 복수의 제2링(33b)이 교차로 적층되어 통기 슬릿(S,S')이 상호 중간 부분에서 교차하면서 상하로 크랭크 형태의 통기로(W)가 형성되게 된다.
In addition, in the present invention, as shown in FIG. 2, the trim part 33 includes a plurality of first rings 33a having a ventilation slit S formed from the inner circumferential surface thereof, and an ventilation slit S ′ from the outer circumferential surface thereof to the inner side. The plurality of formed second rings 33b are stacked to cross each other so that the ventilation slits S and S 'cross each other in the middle portion thereof to form a crank-shaped ventilator W vertically.

상기 트림부(33)의 소재로는 알루미늄보다 용융점이 높은 금속소재나 기타 내열성의 소재 중에서 선택하여 제작할 수 있으며, 이 트림부(33)의 외곽에는 도면상으로는 도시되어 있지 않으나 통기성을 갖는 내열성 부직포로 이루어진 통기성 패드(46)를 감싸서 트림부(33)의 통기로(W)로는 용탕이 유입되지 않도록 함으로써 트림부의 재사용이 가능하도록 함과 아울러 응고된 용융 금속과 회전자와의 분리가 용이하도록 한다.
The material of the trim 33 may be selected from a metal material having a higher melting point than aluminum or other heat-resistant materials. The trim 33 may be a heat-resistant non-woven fabric having air permeability although not shown in the drawing. By enclosing the air permeable pad 46 made to the vent (W) of the trim portion 33 so that the molten metal is not introduced to enable the reuse of the trim portion and to facilitate separation of the solidified molten metal and the rotor.

도면 중 부호 14는 하부 금형을 세팅하기 위한 세팅핀이고, 부호 15는 하부 금형을 이루는 베이스이다.In the figure, reference numeral 14 is a setting pin for setting the lower mold, and reference numeral 15 is a base constituting the lower mold.

또, 부호 23은 냉각 홀이며, 부호 50은 하부 금형을 고정하기 위한 클램프이고, 부호 60은 상부금형을 하부 금형(10) 위에 고정하기 위한 고정볼트이며, 부호 70은 상부 금형을 안정적으로 고정하기 위한 턴 버클이다.Reference numeral 23 is a cooling hole, 50 is a clamp for fixing the lower mold, 60 is a fixing bolt for fixing the upper mold on the lower mold 10, and 70 is a stably fixing the upper mold. It is a turn buckle for.

또한, 부호 M은 턴 테이블을 구동하기 위한 전동모터이고, 부호 80은 회전자(20)의 외측에 밀착되어 코어의 흐트러짐을 방지하기 위한 고정구로, 이는 상,하부 금형 사이에서 요철결합 등의 방식에 의해 고정설치될 수 있다.
In addition, M is an electric motor for driving the turntable, and 80 is a fastener for preventing the core from being disturbed by being in close contact with the outer side of the rotor 20, which is a method such as uneven coupling between the upper and lower molds It can be fixed by.

또한, 상기 상부 금형(30)의 탕구(31)는 상부 금형(30)의 상면에서 상방으로 돌출형성되어 있어 용탕의 주입시 외부로부터 공기가 유입되는 것을 차단할 수 있도록 되어 있으며, 바람직하게는 용탕의 주입 전에 금형 내부에는 질소를 비롯한 각종 불활성가스로 치환한 상태에서 용탕을 주입함으로써 용탕의 산화를 방지할 수 있도록 한다.
In addition, the pouring port 31 of the upper mold 30 is formed to protrude upward from the upper surface of the upper mold 30 to block the inflow of air from the outside during injection of the molten metal, preferably Before the injection, the molten metal is injected in the state substituted with various inert gases including nitrogen to prevent oxidation of the molten metal.

본 발명에 의한 알루미늄 회전자의 원심주조방법은 턴 테이블(T) 위에 하부 금형(10)을 고정하고, 이 하부 금형(10) 위에 규소강판으로 이루어진 코어로 적층된 회전자(20)를 안치하되 회전자(20) 외곽의 회전자 바 홀(22)을 상하로 관통되게 정렬하고, 회전자(20) 내부의 샤프트 홀(21) 내주면에 내열성 단열패드(40)를 밀착시킨 후, 이 회전자(20) 위에 알루미늄 용탕이 주입되는 탕구(31)가 형성된 상부 금형(30)을 덮고 회전자(20)를 상,하부 금형 사이에 고정시키는 금형조립 단계;In the centrifugal casting method of the aluminum rotor according to the present invention, the lower mold 10 is fixed on the turn table T, and the rotor 20 laminated with a core made of a silicon steel plate is placed on the lower mold 10. After aligning the rotor bar hole 22 outside the rotor 20 up and down, and adhering the heat resistant insulating pad 40 to the inner circumferential surface of the shaft hole 21 inside the rotor 20, the rotor A mold assembly step of covering the upper mold 30 on which the molten metal 31 into which the molten aluminum is injected is formed, and fixing the rotor 20 between upper and lower molds 20;

턴 테이블(T)을 회전시키면서 알루미늄 용탕을 상기 상부 금형(30)의 탕구(31)를 통해 샤프트 홀(21)로 주입하여 알루미늄 용탕이 원심력을 받으면서 하부 금형(10)의 공간부(13)를 거쳐 회전자 바 홀(22)로 주입되도록 하는 단계;The aluminum molten metal is injected into the shaft hole 21 through the spout 31 of the upper mold 30 while rotating the turn table T so that the aluminum molten metal receives the centrifugal force to open the space 13 of the lower mold 10. To be injected into the rotor bar hole 22 through;

용탕의 주입 완료 후 상,하부 금형(10,30)을 분리시키는 단계; Separating the upper and lower molds 10 and 30 after the injection of the molten metal is completed;

상,하부 금형(10,30)에서 분리된 회전자(20)의 상,하면을 절삭하는 후가공단계; 를 포함하여 이루어져 있다.
A post-processing step of cutting the upper and lower surfaces of the rotor 20 separated from the upper and lower molds 10 and 30; .

도 3 및 도 4에는 회전자가 조립된 금형 내부에 용융금속을 주입하기 전과 주입 완료 후의 상태가 도시되어 있는데, 회전자가 조립된 금형을 턴 테이블에 안치하기 전에 금형(10,30)과 회전자(20)를 예열하기 위해서 하부 금형(30)과 회전자(20) 및 상부 금형(30)을 일체가 되도록 조립하되 하부 금형(10)의 베이스(15)는 조립하지 않은 상태에서 하부 금형(10) 쪽에서 토치나 버너 등을 사용하여 150~220℃정도가 되도록 금형(10,30)과 회전자(20)를 예열해 준다.3 and 4 show the state before and after the injection of the molten metal into the mold assembled with the rotor, the mold (10, 30) and the rotor ( In order to preheat 20, the lower mold 30, the rotor 20, and the upper mold 30 are assembled to be integrated, but the base 15 of the lower mold 10 is not assembled, and the lower mold 10 is not assembled. Preheat the molds (10, 30) and the rotor (20) so that the torch or burner is on the side of 150 to 220 ° C.

금형(10,30)과 회전자(20)를 예열한 후에는 턴 테이블(T) 위에 하부 금형(10)의 베이스(15)를 안치하고, 이 베이스(15) 위에 예열된 하부 금형(10)과 회전자(20) 및 상부 금형(30)으로 된 조립체를 안치하면 금형조립단계가 종료된다.
After preheating the molds 10 and 30 and the rotor 20, the base 15 of the lower mold 10 is placed on the turn table T and the lower mold 10 preheated on the base 15. And the assembly of the rotor 20 and the upper mold 30 ends the mold assembly step.

그 후, 래들(90)에 용융금속(알루미늄)을 담아 금형 내부에 주입하면 되는데, 용탕 주입 전에 미리 상,하부 금형과 회전자 내부를 질소가스 등의 불활성가스를 주입하여 공기와 치환시켜준다.After that, the molten metal (aluminum) is contained in the ladle 90 and injected into the mold, and inert gas such as nitrogen gas is injected into the upper and lower molds and the rotor in advance before the molten metal is injected to replace the air.

질소가스로 충만된 금형 내부에 용탕을 주입하면서 턴 테이블(T)을 회전시켜주면 되는데, 용탕은 도 3에 화살표로 도시한 바와 같이 회전자(20) 중심에 형성된 샤프트 홀(21)을 통해 하강되면서 주입되게 되며, 샤프트 홀(21)로 하강 주입된 용탕은 원심력을 받아 하부 금형(10) 내부에 마련된 공간부(13)에서 방사상으로 퍼지면서 외측으로 밀리게 되고, 외측으로 밀린 용탕은 원심력을 받아 회전자(20) 외측에 천공된 회전자 바 홀(22)로 주입되면서 상승하게 된다. The turntable T may be rotated while injecting molten metal into a mold filled with nitrogen gas, and the molten metal descends through the shaft hole 21 formed at the center of the rotor 20 as shown by the arrow in FIG. 3. The molten metal injected into the shaft hole 21 is injected downward while being pushed outward while being radially spread from the space 13 provided in the lower mold 10 under the centrifugal force. It is lifted while being injected into the rotor bar hole 22 perforated outside the rotor 20.

이때, 금형(10,30)과 회전자(20) 내부에 충만되어 있던 질소가스는 자연스럽게 트림부(33)를 통해 외부로 배기되며, 용탕은 도 4에 도시된 상태까지 충분히 주입된다.At this time, the nitrogen gas filled in the molds 10 and 30 and the rotor 20 is naturally exhausted to the outside through the trim part 33, and the molten metal is sufficiently injected to the state shown in FIG. 4.

본 발명에서 상기 트림부(33)의 배기측을 샤프트 홀(21)쪽으로 개방한 이유는, 배기측으로 외측으로 형성할 경우 고온의 질소가스 및 용탕이 원심력을 받아 사방으로 비산되어 작업자에게 상해를 입힐 우려가 있기 때문이다.
The reason why the exhaust side of the trim part 33 is opened toward the shaft hole 21 in the present invention is that when the exhaust side is formed outward, hot nitrogen gas and molten metal are scattered in all directions under centrifugal force to injure workers. This is because there is concern.

본 발명에서는 래들(90)에서 주입된 용탕이 1차로 샤프트 홀을 통해 하강 유입된 후, 2차로 원심력을 받아 하부 금형(10) 내측에 마련된 공간부(13)의 외측으로 밀려나가면서 회전자 바 홀(22)을 통해 상부로 상승하면서 채워지게 되므로 용탕이 각각의 회전자 바 홀(22)에 안정적으로 채워질 수 있게 되는 것이며, 이에 의해 용탕의 불충분한 주입으로 인한 기포의 발생이나 슬래그의 유입으로 인한 성능저하(전기적인 특성)문제가 없으며, 고온의 용탕이 회전자(20)의 내측에 형성된 샤프트 홀(21) 상부에서 하부로 주입된 후 다시 회전자(20)의 외측 하부에서 회전자 바 홀(22)의 상부로 채워지도록 되어 있으므로 회전자(20) 상부에서 하부까지의 온도구배가 확실하여 수축으로 인한 크랙의 발생염려가 없게 된다.
In the present invention, after the molten metal injected from the ladle 90 is first introduced downward through the shaft hole, the rotor bar hole is pushed out of the space 13 provided inside the lower mold 10 under centrifugal force. As it is filled while rising upward through the 22, the molten metal can be stably filled in each rotor bar hole 22, thereby causing bubbles or inflow of slag due to insufficient injection of the molten metal. There is no performance deterioration (electrical characteristic) problem, and hot molten metal is injected from the upper part of the shaft hole 21 formed inside the rotor 20 to the lower part, and then again the rotor bar hole in the outer lower part of the rotor 20. Since it is to be filled with the upper portion of the 22, the temperature gradient from the upper to the lower rotor 20 is sure, there is no fear of cracking due to shrinkage.

도 5에는 본 발명의 원심주조방법에 의해 성형된 회전자를 금형으로부터 분리하여 후가공을 완료한 상태를 도시한 것으로, 용탕이 주입된 회전자가 냉각된 후 금형으로부터 분리하기 위해서는 회전자(20)에서 상,하부 금형(10,30)을 탈거한 후, 하부 금형(10) 내측의 샤프트 홀(21)에 채워진 응고된 금속을 선반가공 등에 의해 절삭해내면 회전자(20) 내부의 샤프트 홀(21)에 채워진 응고 금속이 분리되며, 그 후 회전자(20)의 상,하부를 도 5에 도시된 바와 같이 후가공하면 알루미늄으로 채워진 회전자가 완성된다.
FIG. 5 illustrates a state in which the rotor formed by the centrifugal casting method of the present invention is separated from the mold to complete post-processing. In order to separate the rotor from the mold after cooling the rotor injected with molten metal, After the upper and lower molds 10 and 30 are removed, the solidified metal filled in the shaft hole 21 inside the lower mold 10 is cut out by lathe machining or the like, and the shaft hole 21 inside the rotor 20 is removed. The solidified metal filled in) is separated, and after the upper and lower parts of the rotor 20 are processed as shown in FIG. 5, the rotor filled with aluminum is completed.

이상에서와 같이 본 발명의 원심주조방법에서는 기존의 하강식 원심주조방법에서 해결하지 못했던 문제점을 일거에 해소할 수 있어 저렴한 비용으로 대용량 모터의 회전자를 생산할 수 있는 이점이 있다.As described above, in the centrifugal casting method of the present invention, it is possible to solve the problems that cannot be solved in the conventional dropping centrifugal casting method at one time, and thus there is an advantage in that a rotor of a large capacity motor can be produced at low cost.

10 : 하부 금형 11 : 안치홈
13 : 공간부 14 : 세팅핀
15 : 베이스 20 : 회전자
21 : 샤프트 홀 22 : 회전자 바 홀
23 : 냉각 홀 30 : 상부 금형
32 : 안치홈 33 : 트림부
33a : 제1링 33b : 제2링
40 : 단열패드 42,44 : 덮개
46 : 통기성 패드 50 : 클램프
60 : 고정볼트 70 : 턴 버클
80 : 고정구 90 : 래들
M : 전동모터 S,S' : 통기 슬릿
T : 턴 테이블 W : 통기로10: lower mold 11: settling groove
13: space 14: setting pin
15: base 20: rotor
21: shaft hole 22: rotor bar hole
23: cooling hole 30: upper mold
32: settle groove 33: trim
33a: first ring 33b: second ring
40: insulation pad 42,44: cover
46: breathable pad 50: clamp
60: fixing bolt 70: turn buckle
80: fixture 90: ladle
M: Electric motor S, S ': Ventilation slit
T: turntable W: with aeration

Claims

A core consisting of a lower mold 10 fixed on the turn table T, and a silicon steel plate placed on the lower mold 10 and having a shaft hole 21 drilled in the center thereof and a rotor bar hole 22 formed in the outer portion thereof. In the centrifugal casting apparatus comprising a rotor 20 is stacked and the upper mold 30 is placed on the rotor 20, the spout 31 is formed in the center of the molten aluminum is injected;
The lower mold 10 is formed with a settling groove 11 in which the outer edge of the lower end of the rotor 20 is settled, and in the lower inner side of the settling groove 11, the shaft hole 21 of the rotor 20 and the rotor The space 13 is formed so that the electron bar holes 22 can communicate with each other;
The heat-resistant insulating pad 40 is installed in close contact with the inner circumferential surface of the shaft hole 21, except that the upper and lower rotor bar holes 22 of the upper and lower surfaces of the heat-resistant insulating pad 40 are disposed. Plate-like cover (42,44) is provided to cover the rest,
The upper mold 30 has a spout 31 is formed to protrude upward from the upper surface of the upper mold 30, a settling groove 32 for pressing the outer edge of the upper end of the rotor 20 is formed, the settling groove Inside the upper part of the upper part 32, a trim part 33 is formed which communicates from the rotor bar hole 22 of the rotor 20 to the shaft hole 21 to form the molten aluminum 31 of the upper mold 30. Injecting into the shaft hole (21) is lowered to the centrifugal casting apparatus for aluminum rotor, characterized in that configured to be injected into the rotor bar hole (22) through the space portion 13 of the lower mold (10).

The method according to claim 1,
The heat-resistant insulating member 40 is an aluminum rotor centrifugal casting apparatus, characterized in that made of silica nonwoven fabric.

The method according to claim 1,
The trim part 33 has a plurality of first rings 33a having a ventilation slit S formed outward from an inner circumferential surface and a plurality of second rings 33b having a ventilation slit S 'formed inward from an outer circumferential surface thereof. Aluminum ventilator centrifugal casting apparatus characterized in that the ventilation passage (W) is formed up and down while the ventilation slits (S, S ') cross each other.

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