本發(fā)明涉及鑄件的鑄造領(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)電機組后箱體鑄件的型腔結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

風(fēng)力發(fā)電機組的齒輪箱是風(fēng)電機組中的重要構(gòu)件，其主要功能是將風(fēng)機葉片在風(fēng)力作用下所產(chǎn)生的動力傳遞給發(fā)電機，并使其得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。齒輪箱的可靠性對于機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)計年發(fā)電2200小時的1.5MW機組，發(fā)生一次齒輪箱重大故障，南京高精傳動設(shè)備制造集團(tuán)有限公司僅齒輪箱設(shè)備費在100萬之間，如加上吊裝費、運輸費、人工費估計在20萬左右，其各項恢復(fù)費用總和將在130萬左右。

FDM2后箱體是2.3MW風(fēng)力發(fā)電機組的齒輪箱關(guān)鍵零部件，外形尺寸1660mm×1620mm×700mm，重量達(dá)1400kg，主要壁厚25mm，最厚壁厚165mm，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，壁厚差異大，整個產(chǎn)品100％需要進(jìn)行UT\MT檢測，以保證齒輪箱質(zhì)量的穩(wěn)定可靠。FDM2后箱體的型腔結(jié)構(gòu)一般包括澆注系統(tǒng)、后箱體型腔、設(shè)置于后箱體型腔上的出氣口；其中澆注系統(tǒng)，包括直澆道、橫澆道，橫澆道再通過過渡澆道向后箱體型腔內(nèi)進(jìn)鐵(即流進(jìn)鐵液)；上述結(jié)構(gòu)在實際應(yīng)用過程中存在如下不足之處：由于鐵液自身重力的作用，澆注前期進(jìn)入直澆道、橫澆道內(nèi)的鐵液不能完全充滿，使充型不平穩(wěn)，產(chǎn)生的金屬氧化物與硫化物、游離石墨一起上浮到鑄件表面，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；充型不平穩(wěn)還會使金屬液在澆注過程中容易卷入氣體，在鑄件中形成氣孔缺陷，使后箱體鑄件的質(zhì)量受影響，最終會對整個風(fēng)電機組的安全產(chǎn)生影響。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種能減少鐵液充型的不平穩(wěn)和金屬液在澆注過程中產(chǎn)生的紊流，提高鑄件質(zhì)量的穩(wěn)定性，減少夾渣缺陷和氣孔缺陷，能滿足高品質(zhì)要求的風(fēng)力發(fā)電機組后箱體鑄件的型腔結(jié)構(gòu)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種風(fēng)力發(fā)電機組后箱體鑄件的型腔結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括澆注系統(tǒng)、后箱體型腔、設(shè)置于后箱體型腔上的出氣口；所述的澆注系統(tǒng)包括直澆道，與直澆道連通的橫澆道，橫澆道再依次連通有第一過渡澆道、第二過渡澆道、第三過渡澆道、第四過渡澆道；所述的第四過渡澆道通過內(nèi)澆口與后箱體型腔連通；所述的橫澆道上設(shè)置有第一緩沖澆道，直澆道的截面積與第一緩沖澆道的截面積比為1∶0.60～0.75。

采用上述結(jié)構(gòu)，由于在橫澆道上設(shè)有第一緩沖澆道，且直澆道的截面積與第一緩沖澆道的截面積比為1∶0.60～0.75，即第一緩沖澆道的橫截面面積小于直澆道的橫截面面積，使得鐵液流動截面在第一緩沖澆道內(nèi)變窄、不會快速向橫澆道流去、就會使鐵液在直澆道內(nèi)短時間內(nèi)充滿，然后再流入澆注系統(tǒng)的其它部位，可以保證整個直澆道內(nèi)充型平穩(wěn)，減少金屬液在直澆道內(nèi)產(chǎn)生紊流、渦流或斷流，使充型時不容易卷入氣體，減少鑄件中的卷入氣孔缺陷；同時，充型平穩(wěn)，使鐵水不容易翻滾、飛濺，減少金屬的二次氧化，減少夾渣缺陷。

作為改進(jìn)，所述的直澆道的截面積與橫澆道的截面積比為1∶1.5～2。

作為改進(jìn)，所述的直澆道的截面積與第一過渡澆道的截面積比為1∶0.70～0.80。

作為改進(jìn)，所述的直澆道的截面積與第二過渡澆道的截面積比為1∶1.0～1.1。

作為改進(jìn)，所述的第二過渡澆道上設(shè)有第二緩沖澆道，直澆道的截面積與第二緩沖澆道的截面積比為1∶0.60～0.75、第一緩沖澆道的截面積與第二緩沖澆道的截面積比為1∶1；采用上述結(jié)構(gòu)，使鐵液在第二過渡澆道內(nèi)短時間內(nèi)充滿，再流入澆注系統(tǒng)的其它部位，可以保證整個第二過渡澆道內(nèi)充型平穩(wěn)，減少金屬液在第二過渡澆道內(nèi)產(chǎn)生紊流、渦流或斷流，使充型時不容易卷入氣體，減少鑄件中的卷入氣孔缺陷；同時，充型平穩(wěn)，使鐵水不容易翻滾、飛濺，減少金屬的二次氧化，減少夾渣缺陷。

本發(fā)明限定了各個澆道的截面積比值，這些限定和設(shè)置安排合理，如果比值過小，鐵液流動過慢，充型會慢，熱量損耗過大，易產(chǎn)生冷隔缺陷；如果比值過大，起不到緩沖作用。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的后箱體型腔上設(shè)置有附加出氣口，附加出氣口的直徑為20mm～30mm(采用這種尺寸可以使得鑄件清理時容易去除，又不增加會產(chǎn)生縮松縮孔缺陷的新熱節(jié)點)；采用上述結(jié)構(gòu)，鐵液澆注時所產(chǎn)生的熱量通過空氣或鐵液傳遞給形成后箱體內(nèi)腔的砂芯，砂芯受熱產(chǎn)生的氣體和型腔內(nèi)氣體通過附加出氣口排出，減少鐵液充型時的阻力和砂芯受熱產(chǎn)生的氣體對鐵液的二次氧化，使鐵液充型平穩(wěn)，減少夾渣、氣孔缺陷。

作為再進(jìn)一步改進(jìn)，所述的直澆道、第二過渡澆道、第二緩沖澆道為耐火陶瓷管，若采用砂芯管道，因澆注管內(nèi)的鐵水的沖擊速度最快，沖擊力最大，很可能沖刷砂型，造成不必要的損失。

作為改進(jìn)，所述的第一緩沖澆道為自橫澆道的上表面向下凹陷的結(jié)構(gòu)；所述的第一過渡澆道與橫澆道垂直連通且二者的結(jié)合位置位于橫澆道中部。

作為改進(jìn)，所述的第二過渡澆道的一端設(shè)置有第一豎向過渡段，另一端設(shè)置有第二豎向過渡段，所述的第一豎向過渡段連接于第一過渡澆道的下底面，第二豎向過渡段連接于第三過渡澆道的下底面。

作為改進(jìn)，所述的第四過渡澆道為兩個，分別連接于第三過渡澆道的兩側(cè)，且所述的第四過渡澆道包括自與第三緩沖澆道連接端至外端逐漸擴散的扇形部和與扇形部連接的弧形部，弧形部的上端口為內(nèi)澆口，內(nèi)澆口與后箱體型腔連通。

本發(fā)明的第一緩沖澆道距離直澆道與橫澆道連接端的80mm-120mm。

附圖說明

圖1是本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機組后箱體鑄件的型腔結(jié)構(gòu)的示意圖(未設(shè)置附件出氣口)。

圖2是本發(fā)明后箱體鑄件型腔的結(jié)構(gòu)示意圖(設(shè)有附件出氣口)。

圖3是本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機組后箱體鑄件的型腔結(jié)構(gòu)的澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機組后箱體鑄件的型腔結(jié)構(gòu)的澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖(底面可見)。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如附圖1-3所示，作為一些實施例：本發(fā)明的一種風(fēng)力發(fā)電機組后箱體鑄件的型腔結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括澆注系統(tǒng)1、后箱體型腔2、設(shè)置于后箱體型腔上的出氣口3；所述的澆注系統(tǒng)包括直澆道1.1，與直澆道連通的橫澆道1.2，橫澆道再依次連通有第一過渡澆道1.3、第二過渡澆道1.4、第三過渡澆道1.5、第四過渡澆道1.6；所述的第四過渡澆道通過內(nèi)澆口1.7與后箱體型腔連通；所述的橫澆道上設(shè)置有第一緩沖澆道4，直澆道的截面積與第一緩沖澆道的截面積比為1∶0.60～0.75。

采用上述結(jié)構(gòu)，由于在橫澆道上設(shè)有第一緩沖澆道，且直澆道的截面積與第一緩沖澆道的截面積比為1∶0.60～0.75，即第一緩沖澆道的橫截面面積小于直澆道的橫截面面積，使得鐵液流動截面在第一緩沖澆道內(nèi)變窄、不會快速向橫澆道流去、就會使鐵液在直澆道內(nèi)短時間內(nèi)充滿，然后再流入澆注系統(tǒng)的其它部位，可以保證整個直澆道內(nèi)充型平穩(wěn)，減少金屬液在直澆道內(nèi)產(chǎn)生紊流、渦流或斷流，使充型時不容易卷入氣體，減少鑄件中的卷入氣孔缺陷；同時，充型平穩(wěn)，使鐵水不容易翻滾、飛濺，減少金屬的二次氧化，減少夾渣缺陷。

作為實施例，所述的直澆道的截面積與橫澆道的截面積比為1∶1.5～2。

作為實施例，所述的直澆道的截面積與第一過渡澆道的截面積比為1∶0.70～0.80。

作為實施例，所述的直澆道的截面積與第二過渡澆道的截面積比為1∶1.0～1.1。

作為實施例，如附圖3-4所示,所述的第二過渡澆道上設(shè)有第二緩沖澆道5，且直澆道的截面積與第二緩沖澆道的截面積比為1∶0.60～0.75、第一緩沖澆道的截面積與第二緩沖澆道的截面積比為1∶1；采用上述結(jié)構(gòu)，使鐵液在第二過渡澆道內(nèi)短時間內(nèi)充滿，再流入澆注系統(tǒng)的其它部位，可以保證整個第二過渡澆道內(nèi)充型平穩(wěn)，減少金屬液在第二過渡澆道內(nèi)產(chǎn)生紊流、渦流或斷流，使充型時不容易卷入氣體，減少鑄件中卷入氣孔的缺陷；同時，充型平穩(wěn)，使鐵水不容易翻滾、飛濺，減少金屬的二次氧化，減少夾渣缺陷。

本發(fā)明限定了各個澆道的截面積比值，這些限定和設(shè)置安排合理，如果比值過小，鐵液流動過慢，充型會慢，熱量損耗過大，易產(chǎn)生冷隔缺陷；如果比值過大，起不到緩沖作用。

如附圖2所示：作為一些實施例，所述的后箱體型腔上設(shè)置有附加出氣口3.1，附加出氣口的直徑為20mm～30mm(采用這種尺寸可以使得鑄件清理時容易去除，又不增加會產(chǎn)生縮松縮孔缺陷的新熱節(jié)點)，附加出氣口的位置位于原有出氣口的內(nèi)圈，也即后箱體型腔位于軸向內(nèi)部部件的端面上；采用上述結(jié)構(gòu)，鐵液澆注時所產(chǎn)生的熱量通過空氣或鐵液傳遞給形成后箱體內(nèi)腔的砂芯，砂芯受熱產(chǎn)生的氣體和型腔內(nèi)氣體通過附加出氣口排出，減少鐵液充型時的阻力和砂芯受熱產(chǎn)生的氣體對鐵液的二次氧化，使鐵液充型平穩(wěn)，減少夾渣、氣孔缺陷。

作為實施例，所述的直澆道、第二過渡澆道、第二緩沖澆道為耐火陶瓷管，若采用砂芯管道，因澆注管內(nèi)的鐵水的沖擊速度最快，沖擊力最大，很可能沖刷砂型，造成不必要的損失。

作為實施例，所述的直澆道的下端與橫澆道的一端連通，且直澆道和橫澆道相互垂直。

作為實施例，所述的第一緩沖澆道為自橫澆道的上表面向下凹陷的結(jié)構(gòu)；所述的第一過渡澆道與橫澆道垂直連通且二者的結(jié)合位置位于橫澆道中部。

如附圖4所示,作為實施例,所述的第二過渡澆道1.4的一端設(shè)置第一豎向過渡段1.41，另一端設(shè)置有第二豎向過渡段1.42，所述的第一豎向過渡段連接于第一過渡澆道的下底面，第二豎向過渡段連接于第三過渡澆道的下底面。

作為,實施例，所述的第四過渡澆道為兩個，分別連接于第三緩沖澆道的兩側(cè)，且所述的第四過渡澆道包括自與第三緩沖澆道連接端至外端逐漸擴散的扇形部和與扇形部連接的弧形部，弧形部的上端口為內(nèi)澆口，內(nèi)澆口與后箱體型腔連通。

本發(fā)明的第一緩沖澆道距離直澆道與橫澆道相互連接端80mm-120mm的距離；具體的可以采用100mm。

本發(fā)明的第一緩沖澆道和第二緩沖澆道，均是在原有的橫澆道和第二過渡澆道長度不變的情況下，另加的一段長度。

通過本發(fā)明的實施，鐵液充型平穩(wěn)，減少夾渣、氣孔缺陷，保證了鑄件質(zhì)量的穩(wěn)定。