[发明专利]风力发电机组后箱体铸件的型腔结构及方法

说明书

一种风力发电机组后箱体铸件的型腔结构及方法，该结构包括浇注系统、后箱体型腔、设置于后箱体型腔上的出气口；所述的浇注系统包括直浇道，与直浇道连通的横浇道，横浇道再依次连通有第一过渡浇道、第二过渡浇道、第三过渡浇道、第四过渡浇道；所述的第四过渡浇道通过内浇口与后箱体型腔连通；所述的横浇道上设置有第一缓冲浇道，第一缓冲浇道的截面积与直浇道的截面积之比为1∶0.60～0.75。具有能减少铁液充型的不平稳和金属液在浇注过程中产生的紊流，提高铸件质量的稳定性，减少夹渣缺陷和气孔缺陷，能满足高品质要求的优点。

技术领域

本发明涉及铸件的铸造领域，具体是一种球墨铸铁件的型腔结构及利用该结构制备铸件的方法，即风力发电机组后箱体铸件的型腔结构及方法。

背景技术

风力发电机组的齿轮箱是风电机组中的重要构件，其主要功能是将风机叶片在风力作用下所产生的动力传递给发电机，并使其得到相应的转速。齿轮箱的可靠性对于机组的安全具有重大影响，且故障恢复成本也极其昂贵，据了解设计年发电2200小时的1.5MW机组，发生一次齿轮箱重大故障，南京高精传动设备制造集团有限公司仅齿轮箱设备费在100万之间，如加上吊装费、运输费、人工费估计在20万左右，其各项恢复费用总和将在130万左右。

FDM2后箱体是2.3MW风力发电机组的齿轮箱关键零部件，外形尺寸1660mm×1620mm×700mm，重量达1400kg，主要壁厚25mm，最厚壁厚165mm，内部结构复杂，壁厚差异大，整个产品100％需要进行UT\MT检测，以保证齿轮箱质量的稳定可靠。FDM2后箱体的型腔结构一般包括浇注系统、后箱体型腔、设置于后箱体型腔上的出气口；其中浇注系统，包括直浇道、横浇道，横浇道再通过过渡浇道向后箱体型腔内进铁(即流进铁液)；上述结构在实际应用过程中存在如下不足之处：由于铁液自身重力的作用，浇注前期进入直浇道、横浇道内的铁液不能完全充满，使充型不平稳，产生的金属氧化物与硫化物、游离石墨一起上浮到铸件表面，或滞留在铸件内的死角和砂芯下表面等处，在铸件中易产生夹渣缺陷；充型不平稳还会使金属液在浇注过程中容易卷入气体，在铸件中形成气孔缺陷，使后箱体铸件的质量受影响，最终会对整个风电机组的安全产生影响。

发明内容

本发明针对现有技术的上述不足，提供一种能减少铁液充型的不平稳和金属液在浇注过程中产生的紊流，提高铸件质量的稳定性，减少夹渣缺陷和气孔缺陷，能满足高品质要求的风力发电机组后箱体铸件的型腔结构。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种风力发电机组后箱体铸件的型腔结构，该结构包括浇注系统、后箱体型腔、设置于后箱体型腔上的出气口；所述的浇注系统包括直浇道，与直浇道连通的横浇道，横浇道再依次连通有第一过渡浇道、第二过渡浇道、第三过渡浇道、第四过渡浇道；所述的第四过渡浇道通过内浇口与后箱体型腔连通；所述的横浇道上设置有第一缓冲浇道，直浇道的截面积与第一缓冲浇道的截面积比为1∶0.60～0.75。

采用上述结构，由于在横浇道上设有第一缓冲浇道，且直浇道的截面积与第一缓冲浇道的截面积比为1∶0.60～0.75；即第一缓冲浇道的横截面面积小于直浇道的横截面面积，使得铁液流动的截面在第一缓冲浇道内变窄、不会快速向横浇道流去、就会使铁液在直浇道内短时间内充满，然后再流入浇注系统的其它部位，可以保证整个直浇道内充型平稳，减少金属液在直浇道内产生紊流、涡流或断流，使充型时不容易卷入气体，减少铸件中的卷入气孔缺陷；同时，充型平稳，使铁水不容易翻滚、飞溅，减少金属的二次氧化，减少夹渣缺陷。

作为改进，所述的直浇道的截面积与横浇道的截面积比为1∶1.5～2。

作为改进，所述的直浇道的截面积与第一过渡浇道的截面积比为1∶0.70～0.80。

作为改进，所述的直浇道的截面积与第二过渡浇道的截面积比为1∶1.0～1.1。