本技术涉及一种高韧性、低温冲击韧性的风力发电机主轴铸件的装置,它属于风力发电机主轴铸件。
背景技术:
1、风力发电技术是一种绿色、可持续发展的新能源技术,在我国已经进入了快速发展期,已成为世界上最大的风力发电装置制造国和使用国,风力发电技术得到飞速发展,各种新材料、新工艺、新技术在风电领域得到很好的应用。目前,如何增强风电机组的自主设计能力和水平、改进风电机组的结构、降低风电机组的制造成本、提高风机发电的效率等等,已成为国内各风电主机制造装备企业占领市场、提升竞争实力的关键。就6兆瓦以上的大型风力发电机组而言,提升风电机组各部件的材料性能,实现风电机组各部件轻量化,是更好地发挥风电机组发电效率、降低风电机组制造成本的重要手段之一。
2、风力发电机主轴(以下简称风电主轴)为降低制作成本,采用球墨铸铁铸造生产已逐渐替代原来的锻钢件生产。但铸造球墨铸铁主轴的韧性、特别是其低温冲击性能与锻钢主轴相比,仍有较大的差距,使球墨铸铁风电主轴的应用场合受到很大的限制。此外,目前铸造大型的风电主轴铸件(一般单件重量在15-25吨),球墨铸铁风电主轴铸造在工艺上同样存在着一些不足,例如:铸件内在组织不致密、综合机械性能较低、生产工序比较复杂、生产效率低、生产成本较高、生产过程控制要求严格等;这些不足已经制约了球墨铸铁风电主轴的进一步应用。
3、铁型覆砂铸造技术是一种节能、节材、高效、高质量铸造的新技术,对于风电主轴这类内部中空且存在一定形状内腔的铸件,采用铁型覆砂、自硬树脂砂(以下简称自硬砂)复合铸造工艺技术能很好地克服上述不足。结合调整其球墨铸铁中各元素组成、改进球墨铸铁球化及孕育处理方式,进一步地提升球墨铸铁材质的综合机械性能,使风电主轴铸件具备与锻钢件相媲美的优良延伸性能和低温冲击性能。
技术实现思路
1、本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足,而提供一种结构设计合理,安全可靠,节能环保,铸件综合性能好,操作简单易行,工人劳动强度低,易于实现机械化生产的高韧性、低温冲击韧性的风力发电机主轴铸件的装置。
2、本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是:该高韧性、低温冲击韧性的风力发电机主轴铸件的装置,包括集渣环和数根用于铁型覆砂覆砂层气体排放的排气通道,其特征在于:还包括用于风电主轴外侧面铸型的铁型覆砂铸型以及用于风电主轴的法兰底面、风电主轴的内腔面、风电主轴的浇注系统、风电主轴的上平面均为自硬树脂砂铸型,所述铁型覆砂铸型与自硬树脂砂铸型合箱连接,铁型覆砂铸型采用贯穿形多级结构,浇注系统包括直浇道、多条分散式横浇道、多条反雨淋式内浇道、铁水过滤挡渣系统、多块泡沫陶瓷过滤网和多组过滤浇道,直浇道底部设置多条分散式横浇道,多块泡沫陶瓷过滤网分别与多条反雨淋式内浇道连接,多条分散式横浇道与多组过滤浇道相匹配,铁水过滤挡渣系统在自硬树脂砂铸型和铁型覆砂铸型中形成,集渣环设置在风电主轴内腔上部。
3、作为优选,本实用新型所述铁型覆砂铸型与自硬树脂砂铸型采用合箱紧固螺杆、合箱销进行合箱连接;合箱紧固螺杆、合箱销为常规的部件,也可采用其他方式进行固定。
4、作为优选,本实用新型所述铁型覆砂铸型可水平分割成数个贯通式铸型。
5、作为优选,本实用新型所述自硬树脂砂铸型的分型采用分段式方式。
6、作为优选,本实用新型所述铁型覆砂铸型中的覆砂层厚度为5-25mm,铁型的厚度为150-250mm,铁型重量:风电主轴铸件重量=1:4-5.7。
7、作为优选,本实用新型所述浇注系统的各截面积比例为∑直:∑横:∑内=1:1.5-1.8:3.8-4.6,浇注时间为210-270秒。
8、本实用新型与现有技术相比,具有以下优点和效果:1)整体结构设计合理,安全可靠,实现球墨铸铁铸态高韧性、-20℃低温冲击韧性11焦耳以上的风电主轴铸件的铸造生产;2)对实现风电机组的轻量化、低成本制造的促进作用意义重大;3)本实用新型生产工艺,操作简单易行,工人劳动强度低;4)对于大型风电主轴铸件的铸造生产而言,易于实现机械化生产;5)铸造生产实现无冒口铸造,铁水收得率高,可实现铸态生产,生产过程节能效果显著;7)风电主轴铸件生产过程用砂量少,生产环境好。
1.一种高韧性、低温冲击韧性的风力发电机主轴铸件的装置,包括集渣环(4)和数根用于铁型覆砂覆砂层气体排放的排气通道(5),其特征在于:还包括用于风电主轴外侧面铸型的铁型覆砂铸型(1)以及用于风电主轴的法兰底面、风电主轴的内腔面、风电主轴的浇注系统(3)、风电主轴的上平面均为自硬树脂砂铸型(2),所述铁型覆砂铸型(1)与自硬树脂砂铸型(2)合箱连接,铁型覆砂铸型(1)采用贯穿形多级结构,浇注系统(3)包括直浇道(31)、多条分散式横浇道(32)、多条反雨淋式内浇道(33)、铁水过滤挡渣系统(34)、多块泡沫陶瓷过滤网(35)和多组过滤浇道(36),直浇道(31)底部设置多条分散式横浇道(32),多块泡沫陶瓷过滤网(35)分别与多条反雨淋式内浇道(33)连接,多条分散式横浇道(32)与多组过滤浇道(36)相匹配,铁水过滤挡渣系统(34)在自硬树脂砂铸型(2)和铁型覆砂铸型(1)中形成,集渣环(4)设置在风电主轴内腔上部。
2.根据权利要求1所述的高韧性、低温冲击韧性的风力发电机主轴铸件的装置,其特征在于:所述铁型覆砂铸型(1)与自硬树脂砂铸型(2)采用合箱紧固螺杆、合箱销进行合箱连接。
3.根据权利要求1所述的高韧性、低温冲击韧性的风力发电机主轴铸件的装置,其特征在于:所述铁型覆砂铸型(1)可水平分割成数个贯通式铸型。
4.根据权利要求1所述的高韧性、低温冲击韧性的风力发电机主轴铸件的装置,其特征在于:所述自硬树脂砂铸型(2)的分型采用分段式方式。
5.根据权利要求1所述的高韧性、低温冲击韧性的风力发电机主轴铸件的装置,其特征在于:所述铁型覆砂铸型(1)中的覆砂层厚度为5-25mm,铁型的厚度为150-250mm,铁型重量:风电主轴铸件重量=1:4-5.7。