[实用新型]一种风电主轴金属型及铸造系统

说明书

本实用新型涉及一种风电主轴金属型及铸造系统，所述金属型包括上下分型，所述上下分型连接处的内外壁分别设置了阶梯分型和补砂凹槽，从而有效控制了分型带来的射箱问题，所述金属型具有随形变化的壁厚，使得主轴铸件的缩松现象得到了有效的控制；所述铸造系统包括前述的金属型、坭芯和浇注系统，所述浇注系统具有直浇道、窝座、内浇口和冒口，所述内浇口为批缝通道，其可以有效将夹渣控制在主轴的R角区；通过调整坭芯上部的形状，使得主轴在上部获得了增加的壁厚，从而延长了补缩时间，进一步使缩松问题得到抑制。

技术领域

本实用新型涉及铸造加工领域，具体涉及一种风电主轴金属型及铸造系统。

背景技术

中国的风能产业经过前些年大跨步迅猛发展，目前产业发展的宏观目标已有所调整，发展重点从提升规模逐步转向提质增效和推进技术进步上来。大功率、高性能和低成本的风电铸件成为市场需求的方向。主轴作为风力发电机组的关键零部件之一，其制造方法大多是采用锻造，零件材料是锻钢，由于锻件的价格远高于铸件，国内外一些整机厂商正通过将主轴由锻件改为铸件来降低成本。

目前主流的风电主轴铸造材料均为普通球墨铸铁EN-GJS-400-18-LT，其工艺路线为常规的砂型铸造，这种方法生产的主轴的缩松问题难以完全解决，且铸件组织不够致密，加工表面易形成针孔等缺陷。一些高端客户对铸件的内在质量、组织致密度和材料性能有着更高的要求，这就要求我们不断探索高性能的新材料及新的工艺方法，新材料EN-GJS-500-14U(参见欧洲标准EN1560-2011)的主轴的金属型铸造工艺因此被提上日程。

金属型铸造又称硬模铸造，其以强度高、表面光洁、可重复使用等优点而被广泛的使用。金属型的设计需要考虑三个主要因素，一是恰当的激冷效果，以尽可能减小铸件的缩松倾向；二是制造和使用的便利性；三是满足强度要求。现有技术中为达到上述要求常采用的手段是：根据工件尺寸选择金属型的壁厚以满足强度要求、增加设置内外冷铁以满足激冷要求等。但从实际铸造效果来看，对于风电主轴等大型铸件，上述手段并不能有效的消除铸件的缩松问题，而仅能使缩松发生的位置改变。

此外，发现使用金属型进行大型工件铸造时，始终存在较为明显的夹渣问题。虽然夹渣造成的表面缺陷可以通过后续的机械加工进行去除，但是严重的夹渣问题要求工件在设计和铸造过程中必须预留充分的加工余量，而这会造成铸造材料的浪费及后续机械加工过程的复杂化，从而导致成本的上升。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种风电主轴金属型及铸造系统。

具体的，本实用新型提供如下方案：一种风电主轴金属型，包括上分型和下分型，其中所述上分型用于形成主轴小端的铸造空间，所述下分型用于形成主轴大端的铸造空间，所述上分型和所述下分型可以叠加组装形成主轴的完整铸造空间；所述金属型具有沿轴向连续变化的壁厚，且当所述金属型被竖直放置时，在任一横截面上，所述金属型的壁厚与所述被铸造的主轴的壁厚的比例为0.5-1.5之间的一个定值。

优选的，所述比例为1.1。

优选的，所述金属型的上下分型两端均设有翻边，所述翻边上均设置有多个螺栓孔；其中，在所述上下分型接触两个翻边上分别设有至少两个定位孔，进而允许通过使用销实现上下分型的定位安装；在所述上下分型相接触两个翻边的内缘处还分别设有一个分型凹槽和分型凸起以形成阶梯分型；在所述上下分型接触的两个翻边的外缘处还设置有补砂凹槽；所述阶梯分型与所述补砂凹槽协同，避免了射箱的发生。所述上下分型的至少上部翻边的外缘固定设有吊轴，优选每个所述上部翻边上至少设置四根吊轴。

优选的，所述分型凹槽设在下分型上。

优选的，所述金属型的外壁设有加强筋板，所述加强筋板包括若干沿轴向设在的竖筋板和若干沿周向设在的横筋板。