本實(shí)用新型涉及鑄件的鑄造領(lǐng)域，具體是一種球墨鑄鐵件的型腔結(jié)構(gòu)，即風(fēng)力發(fā)電機(jī)組扭力臂鑄件的型腔結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的齒輪箱是風(fēng)電機(jī)組中的重要構(gòu)件，其主要功能是將風(fēng)機(jī)葉片在風(fēng)力作用下所產(chǎn)生的動(dòng)力傳遞給發(fā)電機(jī)，并使其得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。齒輪箱的可靠性對(duì)于機(jī)組的安全具有重大影響，且故障恢復(fù)成本也極其昂貴，據(jù)了解設(shè)計(jì)年發(fā)電2200小時(shí)的1.5MW機(jī)組，發(fā)生一次齒輪箱重大故障，南京高精傳動(dòng)設(shè)備制造集團(tuán)有限公司僅齒輪箱設(shè)備費(fèi)在100萬(wàn)之間，如加上吊裝費(fèi)、運(yùn)輸費(fèi)、人工費(fèi)估計(jì)在20萬(wàn)左右，其各項(xiàng)恢復(fù)費(fèi)用總和將在130萬(wàn)左右。

FDM2扭力臂是2.3MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的齒輪箱關(guān)鍵零部件，外形尺寸2850mm×1850mm×350mm，重量達(dá)2500kg，主要壁厚35mm，最厚壁厚150mm，壁厚差異大，整個(gè)產(chǎn)品100％需要進(jìn)行UT\MT檢測(cè)，以保證齒輪箱質(zhì)量的穩(wěn)定可靠。扭力臂的鑄型型腔包括澆注系統(tǒng)、扭力臂型腔、與扭力臂型腔連通的出氣口，其中澆注系統(tǒng)包括直澆道，直澆道為豎直的一根直形管道，直澆道下接第一過(guò)渡澆道和第二過(guò)渡澆道，第二過(guò)渡澆道的上端口為環(huán)形內(nèi)澆口，環(huán)形內(nèi)澆口與扭力臂型腔相連通。上述結(jié)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中存在如下不足之處：第一是由于鐵液自身重力的作用，在直澆道的引流作用下、直接下泄、沒(méi)有阻攔，澆注時(shí)鐵液直接就會(huì)沖擊第一過(guò)渡澆道的底部，這樣會(huì)使鐵液產(chǎn)生飛濺，產(chǎn)生的金屬氧化物與硫化物隨機(jī)上浮到鑄件表面，或滯留在鑄件內(nèi)的死角和砂芯下表面等處，在鑄件中易產(chǎn)生夾渣缺陷；第二是由于鐵液的飛濺、沖擊容易將第一過(guò)渡澆道的砂型沖壞，沖壞的碎砂會(huì)隨鐵液流進(jìn)入扭力臂鑄型型腔內(nèi)，在鑄件中產(chǎn)生夾砂缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種能減少金屬液在澆注過(guò)程中產(chǎn)生的鐵液的飛濺和沖擊，減少夾渣缺陷和夾砂缺陷的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組扭力臂鑄件的型腔結(jié)構(gòu)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組扭力臂鑄件的型腔結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括澆注系統(tǒng)、扭力臂型腔、與扭力臂型腔連通的出氣口；所述的澆注系統(tǒng)包括直澆道、第一過(guò)渡澆道、第二過(guò)渡澆道；所述的直澆道包括第一豎向段、橫向段、第二豎向段，所述的第一豎向段與橫向段的一端連通，第二豎向段與橫向段的另一端連通；所述的第二豎向段的下端與第一過(guò)渡澆道連通，第一過(guò)渡澆道與第二過(guò)渡澆道連通；所述的第二過(guò)渡澆道的上端口為內(nèi)澆口，所述的內(nèi)澆口與扭力臂型腔連通。

采用以上結(jié)構(gòu)后，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)：直澆道由第一豎向段、橫向段、第二豎向段三部分組成，摒棄了傳統(tǒng)一根直澆道豎向直通第一過(guò)渡澆道的結(jié)構(gòu)；該直澆道的結(jié)構(gòu)類(lèi)似于“-”型，使鐵液在直澆道內(nèi)的流動(dòng)方向發(fā)生變化、得到有效的緩沖，避免了澆注時(shí)鐵液直接沖擊第一過(guò)渡澆道的底部，因此減少了對(duì)形成第一過(guò)渡澆道型腔砂型的沖擊，第一過(guò)渡澆道的砂型不會(huì)被沖壞，鐵水也不容易翻滾、飛濺，減少金屬液的二次氧化，解決了夾渣缺陷和夾砂缺陷。

本發(fā)明所述的橫向段的長(zhǎng)度不小于150mm，第一豎向段與第二豎向段的長(zhǎng)度比為1:1-1.5。采用上述結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)一步減少對(duì)形成第一過(guò)渡澆道型腔砂型的沖擊，第一過(guò)渡澆道的砂型不會(huì)被沖壞，鐵水也不容易翻滾、飛濺，減少金屬液的二次氧化，解決了夾渣缺陷和夾砂缺陷。

作為改進(jìn)，所述的扭力臂型腔位于出氣口相對(duì)端面上設(shè)置有兩個(gè)空心圓柱體，空心圓柱體的內(nèi)徑為25mm～35mm，高度為60mm～80mm；采用該結(jié)構(gòu)，可以使得最早到達(dá)圓柱體附近的鐵液先進(jìn)入空心圓柱體內(nèi)，后面充型過(guò)來(lái)的鐵液填滿(mǎn)圓柱體附近的扭力臂鑄型型腔，解決了該部位會(huì)出現(xiàn)的冷隔缺陷；上述圓柱體尺寸的限定是因?yàn)槿绻^(guò)小，存儲(chǔ)鐵液的量少，不能完全消除冷隔缺陷；如果圓柱體過(guò)大，會(huì)出現(xiàn)熱節(jié)點(diǎn)，影響鑄件溫度場(chǎng)，空心圓柱體部位出現(xiàn)縮孔縮松缺陷。

作為改進(jìn)，所述的第一過(guò)渡澆道為小圓盤(pán)型，第二過(guò)渡澆道為大圓盤(pán)型，直澆道的第二豎向段豎向垂直連接于第一過(guò)渡澆道上端面中心位置，第一過(guò)渡澆道位于第二過(guò)渡澆道的中心位置；所述的直澆道的內(nèi)徑：小圓盤(pán)的直徑＝1：4-5，大圓盤(pán)的內(nèi)徑：大圓盤(pán)相連接的扭力臂型腔處的內(nèi)徑＝1：1，拔模斜度20-30度。

作為優(yōu)選，所述的直澆道為耐火陶瓷管制成；耐火陶瓷管具有結(jié)構(gòu)牢固，不易變形等優(yōu)點(diǎn)，如果采用砂芯管道，因澆注管內(nèi)的鐵水的沖擊速度快，沖擊力大，很可能沖刷砂型，造成不必要的損失；此處采用結(jié)構(gòu)牢固的耐火陶瓷管，有效避免上述缺陷。

本發(fā)明的扭力臂型腔也可以視為最終扭力臂鑄件的形狀，也即扭力臂原料熔融的鐵液容置的腔體、鐵液冷卻后即形成了最終的扭力臂鑄件。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組扭力臂鑄件的型腔結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組扭力臂鑄件的型腔結(jié)構(gòu)中的澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組扭力臂鑄件的型腔結(jié)構(gòu)中的扭力臂型腔示意圖(也可以看成扭力臂鑄件的示意圖)。

圖4是本實(shí)用新型的扭力臂型腔上設(shè)置空心圓柱體的局部結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1-2所示，本實(shí)用新型的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組扭力臂鑄件的型腔結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括澆注系統(tǒng)1、扭力臂型腔2、與扭力臂型腔連通的出氣口3；所述的澆注系統(tǒng)包括直澆道1.1、第一過(guò)渡澆道1.2、第二過(guò)渡澆道1.3；所述的直澆道包括第一豎向段1.11、第二豎向段1.12、橫向段1.13，所述的第一豎向段與橫向段的一端連通，第二豎向段與橫向段的另一端連通；所述的第二豎向段的下端與第一過(guò)渡澆道連通，第一過(guò)渡澆道與第二過(guò)渡澆道連通；所述的第二過(guò)渡澆道的上端口為內(nèi)澆口1.4，所述的內(nèi)澆口與扭力臂型腔2連通。

采用以上結(jié)構(gòu)后，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)：直澆道由第一豎向段、橫向段、第二豎向段三部分組成，摒棄了傳統(tǒng)一根直澆道豎向直通第一過(guò)渡澆道的結(jié)構(gòu)；該直澆道的結(jié)構(gòu)類(lèi)似于型，使鐵液在直澆道內(nèi)的流動(dòng)方向發(fā)生變化、得到有效的緩沖，避免了澆注時(shí)鐵液直接沖擊第一過(guò)渡澆道的底部，因此減少了對(duì)形成第一過(guò)渡澆道型腔砂型的沖擊，第一過(guò)渡澆道的砂型不會(huì)被沖壞，鐵水也不容易翻滾、飛濺，減少金屬液的二次氧化，解決了夾渣缺陷和夾砂缺陷。

本發(fā)明所述的橫向段的長(zhǎng)度不小于150mm，第一豎向段與第二豎向段的長(zhǎng)度比為1:1-1.5。采用上述結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)一步減少對(duì)形成第一過(guò)渡澆道型腔砂型的沖擊，第一過(guò)渡澆道的砂型不會(huì)被沖壞，鐵水也不容易翻滾、飛濺，減少金屬液的二次氧化，解決了夾渣缺陷和夾砂缺陷。

如附圖3-4所示，所述的扭力臂型腔位于出氣口相對(duì)端面上設(shè)置有兩個(gè)空心圓柱體4，空心圓柱體的內(nèi)徑為25mm～35mm，高度為60mm～80mm；采用該結(jié)構(gòu)，可以使得最早到達(dá)圓柱體附近的鐵液先進(jìn)入空心圓柱體內(nèi)，后面充型過(guò)來(lái)的鐵液填滿(mǎn)圓柱體附近的扭力臂鑄型型腔，解決了該部位會(huì)出現(xiàn)的冷隔缺陷；上述圓柱體尺寸的限定是因?yàn)槿绻^(guò)小，存儲(chǔ)鐵液的量少，不能完全消除冷隔缺陷；如果圓柱體過(guò)大，會(huì)出現(xiàn)熱節(jié)點(diǎn)，影響鑄件溫度場(chǎng)，空心圓柱體部位出現(xiàn)縮孔縮松缺陷。

如附圖2所示：所述的第一過(guò)渡澆道為小圓盤(pán)型，第二過(guò)渡澆道為大圓盤(pán)型，直澆道的第二豎向段豎向垂直連接于第一過(guò)渡澆道上端面中心位置，第一過(guò)渡澆道位于第二過(guò)渡澆道的中心位置；所述的直澆道的內(nèi)徑：小圓盤(pán)的直徑＝1：4-5，大圓盤(pán)的內(nèi)徑：大圓盤(pán)相連接的產(chǎn)品內(nèi)徑＝1：1，拔模斜度20-30度。上述大圓盤(pán)型外邊緣向上突出形成一周的圍擋結(jié)構(gòu)，圍擋的上端口即為內(nèi)澆口；上述的大和小均為相對(duì)具體型腔相應(yīng)位置顯示的尺寸來(lái)定義。

本發(fā)明所述的直澆道為耐火陶瓷管制成；耐火陶瓷管具有結(jié)構(gòu)牢固，不易變形等優(yōu)點(diǎn)，如果采用砂芯管道，因澆注管內(nèi)的鐵水的沖擊速度快，沖擊力大，很可能沖刷砂型，造成不必要的損失；此處采用結(jié)構(gòu)牢固的耐火陶瓷管，有效避免上述缺陷。

通過(guò)本實(shí)用新型的實(shí)施，鐵液充型平穩(wěn)，減少夾渣、夾砂、冷隔缺陷，保證了鑄件質(zhì)量的穩(wěn)定，提高產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性。