[发明专利]一种大型铸件低压铸造承载转换装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种大型铸件低压铸造承载转换装置及其制造方法，尤其适用于中型铸造炉的低压浇注，属于金属工艺及铸造工程技术领域。

背景技术

随着薄壁复杂铸件朝着“轻量化”、“精密化”的方向发展，现代航空、航天等领域对复杂薄壁铸件的需求越来越明显，这些复杂薄壁零部件具有壁薄、结构复杂、轮廓尺寸大、尺寸精度高、内部质量要求高等特点。大型复杂薄壁件的铸造技术已成为国防现代化建设的应具备的关键技术之一，目前，低压铸造已广泛应用到铸造领域中，是一种常用的精密成型方法，也适用于生产大型薄壁复杂铸件。而对于以生产中、小型铸件为主的企业来说，需逐步向生产大型复杂铸件的趋势转变。但在起步阶段，企业仍以生产中、小型铸件为盈利对象，大型及超大型铸件只能作为试制产品，批量较小，若新购置配套的铸造设备，利用率低，造成大量成本积压；若利用现有设备，炉体达不到大型铸件的承载能力。因此，亟需开展铸造炉体承载转换装置的研究工作，制定一系列设计方法和校验方法，研制一种可行性装备，使现有低压铸造炉可根据实际需要进行自由转换。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，本发明提供了一种大型铸件低压铸造承载转换装置及其制造方法，通过将炉体安装在支架中，有效分散了炉体承受的载荷，克服了传统的中小型铸造设备承载能力较低的难题；通过支架、斜铁和传感器的配合，灵活调节支架与台面的接触程度，解决了传统的中小型铸造设备气密性能较弱的问题。

本发明的技术解决方案是：

一种大型铸件低压铸造承载转换装置，包括支架、斜铁和传感器；支架通过斜铁安装在地面上，支架与斜铁之间设有用于测量承力载荷的传感器。

在上述的一种大型铸件低压铸造承载转换装置中，所述支架包括承重梁、支撑梁、立柱和加强筋；承重梁、支撑梁和立柱均为型钢，承重梁的截面形状为工字形，支撑梁和立柱的截面形状均为矩形，承重梁和支撑梁相互垂直且交错焊接在立柱上形成框架结构，支撑梁和立柱焊接处设有用于补强结构的加强筋。

在上述的一种大型铸件低压铸造承载转换装置中，所述承重梁和支撑梁的数量均不少于两根，立柱的数量不少于四根，一根支撑梁的两端分别焊接在两根立柱的端部且多根支撑梁相互平行，承重梁与支撑梁不共面，多根承重梁相互平行。

在上述的一种大型铸件低压铸造承载转换装置中，所述斜铁的单块承载能力不小于两吨，斜铁的数量不少于四块，斜铁垫在支架与地面之间。

在上述的一种大型铸件低压铸造承载转换装置中，所述传感器采用CFW/100KN型传感器，传感器的数量不少于两个，传感器设置在承重梁的中部。

一种大型铸件低压铸造承载转换装置的制造方法，包括如下步骤：

第一步，利用低压铸造原理设计模型，再根据炉体的结构尺寸对模型的结构参数进行设定，然后根据力学理论对支架进行选材并焊接，随后对斜铁和传感器进行选型；

第二步，将斜铁放置在地面上，再将焊接完毕的支架安装在斜铁上，然后将传感器安装在支架和斜铁之间；

第三步，利用低压铸造工艺原理对所述大型铸件低压铸造承载转换装置进行验证。

在上述的一种大型铸件低压铸造承载转换装置的制造方法中，所述第一步中，炉体放置在支架中且炉体不与支架贴合，支架的高度小于铸造台面至地面的高度差。

在上述的一种大型铸件低压铸造承载转换装置的制造方法中，所述第一步中，支架的材料采用工字钢、槽钢或方钢；

P≥nF_max；

H+Y_max＜△H；

式中：P表示承重梁的最大剪切力，n表示安全系数，F_max表示承重梁所受最大力，H表示型材截面高度，Y_max表示承重梁的最大挠度，△H表示炉体上沿与坩埚上沿的高度差；

P＝σ_0.2×S；

式中：σ_0.2表示屈服强度，S为型材的截面积，σ_0.2、S值可通过《机械工程，专用机械卷二》查得；

Y_max＝0.0642M_max l²/EI；

式中：M_max表示承重梁所受的最大载荷，l表示承重梁长度，E表示弹性模量，I表示截面惯性矩；

M_max＝σ_0.2×S/4；

式中：B、H、b、h均为型材参数，可通过《机械工程，专用机械卷二》查得。