一种水轮机导叶成型模具的制作方法

本实用新型属于水轮机铸造技术领域，具体涉及一种水轮机导叶成型模具。

背景技术：

水轮机蜗壳，尤其是眼下大量运用于冷却塔能量回收的混流式水轮机蜗壳，一般采用铸钢分片铸造后焊接成型或直接钢筒分段焊接成型，后者的工艺路线为：钢筒分段焊接成蜗壳，将导叶，座环上盖下盖焊接成座环——>蜗壳进行粗加工，座环进行粗加工，粗加工后蜗壳与已经过一次焊接成型和一次粗加工的座环再焊接为一体，同时焊接支承脚，其存在焊接工作量巨大，焊接过程中应力集中，焊缝容易漏水等诸多缺点。

该工艺依赖大量焊接，最终成品存在大量内应力，且导叶角度不一致，难以寻找加工基准，各批次水轮机一致性较差，性能难以保证。

而目前采用的整体铸造工艺，虽然路线大大缩减，加工基准也更稳定，但整体铸造意味着难以像焊接一样灵活调整导叶的角度，一旦工况变化，需求不同角度的导叶，就需要连同座环、蜗壳一起重新开制一套不同的模具，投入成本相当大。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单，操作灵活方便，制作成本低，且能有效提高导叶浇注精度的水轮机导叶成型模具。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种水轮机导叶成型模具，包括定型圈和底座圈，定型圈通过定位销与底座圈固定连接，定型圈上沿其圆周方向均匀分布有用于定位导叶模的定位孔，导叶模为中空结构，且与水轮机导叶一一匹配，导叶模的顶部设有上盖圈，上盖圈、定型圈与底座圈之间通过螺栓固定连接。

所述定型圈由3.5-4.5mm厚的冷轧钢板激光切割制成。

所述导叶模由钢铸件制成。

所述上盖圈、定型圈和底座圈的内外径一致。

本实用新型的优点是：本实用新型的成型模具结构简单，制作成本低，操作灵活方便，通过更换不同的定型圈对导叶模进行定位，固定后即可依次浇注出不同偏角要求的导叶，且浇注精度高，极大地提高了导叶与蜗壳、座环一体铸造的效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的爆炸结构示意图。

其中，1、底座圈，2、导叶模，3、定型圈，31、定位孔，4、上盖圈。

具体实施方式：

如图1和图2所示，一种水轮机导叶成型模具，包括定型圈3和底座圈1，定型圈3通过定位销与底座圈1固定连接，定型圈3上沿其圆周方向均匀分布有用于定位导叶模2的定位孔31，导叶模2为中空结构，且与水轮机导叶一一匹配，导叶模2的顶部设有上盖圈4，上盖圈4、定型圈3与底座圈1之间通过螺栓（未画出）固定连接。

在本实用新型中，定型圈3由3.5-4.5mm厚的冷轧钢板激光切割制成，根据不同偏角的导叶需求，制作多个对应的定型圈3；导叶模2由钢铸件制成，两面磨平，经线切割慢走丝加工而成，再手工抛光，具有尺寸精度高、表面光洁度好等优点；同时，确保上盖圈4、定型圈3和底座圈1的内外径一致。

制作时，定型圈3由定位销固定在底座圈1上；再将导叶模2定位在定型圈3上的各个定位孔31内，为了便于区分，可在每个导叶模2在定型圈3及底座圈1对应位置均设置唯一编号；然后将上盖圈4放置在导叶模2的顶部，通过螺栓将整体固定住。

使用时，将底座圈1水平放置，对应导叶偏角的定型圈3定位其上，再按定型圈3内定位孔31的编号顺序将各导叶模2依次放置在对应位置，加以定位锁紧，最后填入覆膜砂，盖上上盖圈4并用螺栓紧固，即可点火烧制出定型的砂模，以此砂模钢水浇注得到所需偏角的水轮机导叶，操作灵活方便，成本低廉，且浇注精度也较高。

另外，由于水轮机蜗壳、导叶和座环一体铸造工艺需要消耗大量的钢水，为了进一步降低成本，可通过回收废钢实现，冶炼时先使用少量小块废钢将炉底垫满，加热融化后同步加热余下的废钢和增碳剂，再加入质量比为10-20％的生铁，避免了生铁中粗大的石墨颗粒对铸件致密性的影响以及传统焊接的变形漏水情况，且有效利用了废钢中的各种元素。