风电轮毂用芯骨的制作方法

本发明涉及铸造技术领域，特别涉及铸造砂芯或砂型用芯骨。

背景技术：

在铸造的生产过程中，砂芯的结构一般取决于铸件的结构，对于一些结构特殊的砂芯，需设置芯骨提高其使用强度和刚度，芯骨设置吊运构件，便于砂芯的吊运和翻转。

近年来，可再生能源发电空前发展，风力发电得到越来越广泛的推广和应用，其风力发电机组用关键铸件如轮毂等市场需求量急剧上升，铸件订单批量大，对于风力发电机组用轮毂铸件，其内腔结构大多是由上下两侧砂芯组成，为提高其使用的强度和刚度，需设计使用芯骨。

现在常用的芯骨一般是使用规定尺寸规格的方钢管或螺纹钢焊接在一起形成生产所需的专用芯骨，但是此类芯骨存在明显的不足，因为铸件形状特殊，专用芯骨无法直接取出，需要在铸件落砂时将芯骨切割后拿出，这不仅大大影响了铸件的生产效率，而且其一次性的芯骨使用较大程度的提高了生产成本。

技术实现要素：

有鉴于以上专用芯骨在落砂时取出不方便、一次性芯骨生产成本高的问题，有必要提出一种风电轮毂用芯骨，所述芯骨具有可开合、可重复使用的功能。

一种风电轮毂用芯骨，包括主体芯骨和配合芯骨，所述主体芯骨和所述配合芯骨均为圆筒状结构，所述主体芯骨和所述配合芯骨间采用合页连接。所述主体芯骨用来支撑所述风电轮毂主体段，所述配合芯骨沿轴向方向分割为若干瓣，每瓣所述配合芯骨通过一个合页连接于所述主体芯骨上，基于合页连接关系，每瓣所述配合芯骨均可在径向方向上旋转或者翻转90度，从而实现所述配合芯骨的可开合功能，同时也实现了减少制芯用砂量的功能，也方便了后续铸件的打箱落砂。

优选地，所述主体芯骨由钢板卷制而成，所述钢板的厚度为16mm～20mm，且圆筒状的所述主体芯骨上均匀的设有若干砂芯出气孔，所述砂芯出气孔的孔径为20mm～30mm。

更优地，为了提升所述主体芯骨的刚度，以提升所述主体芯骨的支撑能力，在所述主体芯骨内部还设有若干加强筋，所述加强筋穿过所述主体芯骨的中轴线，就所述主体芯骨的横截面而言，所述加强筋表现为圆形所述主体芯骨的直径。所述加强筋沿圆筒状的所述主体芯骨每30度～60度设置一条，且所述加强筋通长的设置在所述主体芯骨周身；更进一步地，所述加强筋为厚度20mm的板状长条结构。

优选地，圆筒状所述主体芯骨的高度低于芯盒端口20mm。

优选地，圆筒状所述主体芯骨的两端设有封板，所述封板也由钢板制成，并焊接与所述圆筒状侧壁上，且所述封板上也设有若干所述砂芯出气孔。所述砂芯出气孔的孔径为30mm～50mm。

更优地，在所述主体芯骨的下半段的外层筒壁上还设有若干轴向方向的通长的竖向筋板和若干径向方向的环形筋带；所述竖向筋板和环形筋带不仅可以增加所述主体芯骨的整体刚度，还起到挂砂的作用，也即使所述主体芯骨能够与轮毂砂芯紧密结合，两者不会发生分离或者芯骨固定不牢固的问题，从而造成砂芯强度不足。

优选地，所述配合芯骨有钢板卷制而成，再沿轴向方向将所述配合芯骨分割为若干瓣，如可以将所述配合芯骨均匀分割为三瓣，每瓣为圆筒状的所述配合芯骨的三分之一圆弧，也即每瓣的弧度为120度。

更优地，所述配合芯骨的内径大于所述主体芯骨的外径，从而实现将所述配合芯骨套接在所述主体芯骨的上半段，同时设置在下半段外壁上的所述环形筋带可以作为所述配合芯骨的支撑架，且所述合页的固定端设置在所述主体芯骨上、合页的配合端设置在所述配合芯骨上，通过所述合页将所述配合芯骨连接于所述主体芯骨上。

更优地，所述配合芯骨的内径比所述主体芯骨外径大5mm～10mm。

更优地，所述配合芯骨的高度与轮毂砂芯的芯头长度差为轮毂砂芯芯头的吃砂量，所述吃砂量为50mm～100mm。

更优地，每瓣所述配合芯骨旋转打开90度时，所述配合芯骨的外壁正好靠接在环形筋带上。

所述风电轮毂用芯骨的使用方法为：

1)在制作风电轮毂砂芯时，将所述风电轮毂用芯骨放入风电轮毂砂芯的芯盒中，并在所述主体芯骨的最上层环形筋带上挂设吊耳，以方便将所述风电轮毂用芯骨置入所述芯盒中；所述吊耳除满足吊运芯骨的作用外，还有是风电轮毂砂芯吊耳，具体是在风电轮毂制芯过程中将所述吊耳处的芯砂去除，使所述吊耳裸露与风电轮毂砂芯外，所述吊耳由20mm的圆钢制成，且所述吊耳距离风电轮毂砂芯用芯盒的端口的距离为20mm～30mm；

2)将所述配合芯骨打开，使每瓣所述配合芯骨旋转90度并呈水平状态，在水平状的每瓣所述配合芯骨上扣合封盖，以防止在流砂制芯过程中芯砂进入所述配合芯骨内腔内，从而提高轮毂生产的砂铁比，降低芯砂的使用量，从而降低生产成本；

3)开始流砂制芯，也即流砂制作所述风电轮毂砂芯；

4)经过施涂、型芯装配与合箱后，进行轮毂铸件的浇注，待轮毂冷凝后进行打箱落砂，落砂后将扣合在配合芯骨上的封盖摘除；

5)沿轮毂铸件的主轴孔从所述主体芯骨方向上将所述风电轮毂用芯骨取出，在所述主体芯骨被拉出的同时，所述配合芯骨随之合拢并一并被带出，从而取出完整的所述风电轮毂用芯骨。

本发明技术方案的有益效果：所述风电轮毂用芯骨通过设置具有支撑轮毂主体刚度的所述主体芯骨和具有降低砂铁比作用的配合芯骨，实现了最低砂铁比生产球形结构的轮毂铸件。

附图说明

图1是主体芯骨示意图；

图2是配合芯骨示意图；

图3是轮毂用芯骨示意图；

图4是主体芯骨与配合芯骨连接关系放大示意图；

图5是轮毂用芯骨使用状态示意图；

图中，1-主体芯骨；101-加强筋；102-竖向筋板；103-环形筋带；104-砂芯出气孔；2-配合芯骨；3-合页；4-芯盒。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明的技术方案，将按照附图实施例进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的结构形式或者组合。

本实施例基于的风电轮毂用芯骨的具体结构如图1至图5所示。所述风电轮毂用芯骨设有主体芯骨1和配合芯骨2。

所述主体芯骨1为由厚度为20mm的钢板卷制而成圆筒状结构体；为了使所述主体芯骨1具有疏导浇注过程中的气体，在所述主体芯骨1的周身上均匀的设有砂芯出气孔104，所述砂芯出气孔104的孔径25mm；为了提升所述主体芯骨1的整体刚度，在圆筒状的所述主体芯骨1的内部沿轴向方向还设有三条加强筋101，所述加强筋101均穿过所述主体芯骨1的中心，三条所述加强筋101均匀分布在圆筒状的所述主体芯骨1内部，也即三条所述加强筋101之间的夹角60度，就所述主体芯骨1的横截面方向而言，所述加强筋101为所述主体芯骨101的圆形横截面的三条直径，同时所述加强筋101与主体芯骨1连接于未分布砂芯出气孔104的部位，所述加强筋101为厚度为20mm的钢板；为了提升所述主体芯骨1的挂砂能力，也即增加主体芯骨1与风电轮毂砂芯的配合紧密性，以提升主体芯骨1对所述风电轮毂砂芯的支撑能力，增加风电轮毂砂芯的刚度和强度，在所述主体芯骨1的轴向高度的一半外壁上设有竖向筋板102和环形筋带103，所述竖向筋板102沿主体芯骨外壁每隔30度～60度设置一条，所述环形筋带103每隔150mm～200mm设置一条，所述竖向筋板102和环形筋带103避开所述砂芯出气孔104设置，就本实施例而言，所述竖向筋板102的端头不超过所述环形筋带103的范围内，且所述竖向筋板102每隔60度设置一条，所述环形筋带103之间的轴向距离为150mm、且设置有3条所述环形筋带103；为了使所述主体芯骨1能够在打箱落砂时顺利抽出，所述主体芯骨1的最大外径(也即设有所述环形筋带103和竖向筋板102的一段主体芯骨1的外径)小于风电轮毂铸件主轴孔直径30mm～50mm；为了给所述风电轮毂砂芯留有足够的吃砂量，所述主体芯骨101的高度低于芯盒4的端口20mm。

所述配合芯骨2由厚度为20mm的钢板卷制而成，且所述配合芯骨2的内径比未设置环形筋带103的主体芯骨1的外径大5mm，所述配合芯骨2的高度由风电轮毂砂芯的芯头长度决定，一般给芯头预留50mm～100mm的吃砂量，在本实施例中，所述配合芯骨2的高度为小于芯头长度50mm；所述配合芯骨2在轴向上均等地分切为弧度为120度的三瓣。所述主体芯骨1与配合芯骨2之间采用合页3连接，每瓣所述配合芯骨2可以径向上向外旋转或者翻转90度，直至每瓣所述配合芯骨2的外壁触碰到所述环形筋带103，此时每瓣所述配合芯骨2处于水平状态，且处于风电轮毂芯骨相应的芯头位置；为了降低风电轮毂的铸造砂铁比，也即尽可能降低芯砂的用量，将三瓣所述配合芯骨2的内腔用封盖扣住，从而实现所述配合芯骨2占用风电轮毂砂芯的芯砂空间，减少了芯砂的使用量。

作为本实施例的一种改进，为了避免芯砂在流入所述主体芯骨1的圆筒状内部，在所述主体芯骨1的两端还设有封板，所述封板焊接于所述主体芯骨的圆筒状内壁上，从而形成一个封闭的柱状体结构的主体芯骨1。更进一步的，所述在所述封板上也设有所述砂芯出气孔104，封板上的所述砂芯出气孔104的孔径为30mm～50mm，在本实施例中，封板上的砂芯出气孔104的孔径为40mm。

本实施例的风电轮毂用芯骨的使用方法为：

1)在制作风电轮毂砂芯时，将所述风电轮毂用芯骨放入轮毂砂芯的芯盒中，并在所述主体芯骨的最上层环形筋带上挂设吊耳，以方便将所述风电轮毂用芯骨置入所述芯盒中；

2)将所述配合芯骨打开，使每瓣所述配合芯骨旋转90度并呈水平状态，在水平状的每瓣所述配合芯骨上扣合封盖，以防止在流砂制芯过程中芯砂进入所述配合芯骨内腔内，从而降低轮毂生产的砂铁比，降低芯砂的使用量，从而降低生产成本；

3)开始流砂制芯，也即流砂制作风电轮毂砂芯；

4)经过施涂、型芯装配与合箱后，进行风电轮毂铸件的浇注，待风电轮毂冷凝后进行打箱落砂；

5)沿风电轮毂铸件的主轴孔从所述主体芯骨方向上将所述轮毂用芯骨取出，在所述主体芯骨被拉出的同时，所述配合芯骨随之合拢并一并被带出，从而取出完整的所述轮毂用芯骨；也可以说，从所述主体芯骨设有所述环形筋带的一端，以所述环形筋带为着力点，也即可以将吊耳挂到所述环形筋带上将所述风电轮毂用芯骨沿风电轮毂的主轴孔拉出，同时水平状态的所述配合芯骨瓣被顺势合拢，在合页的作用下一并被拉出。

以上实施例仅是对本发明技术方案的一种典型应用的描述，在合理的、不需要付出创造性劳动的基础上，还可以进行合理的拓展。