大型水轮机叶片砂芯对称下芯合箱方法
【专利摘要】一种大型水轮机叶片砂芯对称下芯合箱方法，包括准备砂箱、下芯、设置第一隔角箱板、设置第二隔角箱板、设置箱板支顶、设置砂芯支顶，本发明采用两件砂芯同时浇注，提高了生产效率，两件砂芯中心对称下芯，两个砂箱之间的隔离空间也是中心对称，这不仅简化了浇注系统和冒口设置的复杂程度，降低了浇注系统和冒口的设计难度，而且两个砂箱相对设置，单间砂芯和砂箱的胀箱力反作用于对方，使得胀箱作用力相互抵消，进一步降低了胀箱风险。
【专利说明】
大型水轮机叶片砂芯对称下芯合箱方法
技术领域
[0001]本发明涉及砂型铸造技术领域，尤其涉及一种大型水轮机叶片砂芯对称下芯合箱方法。
【背景技术】
[0002]水轮机叶片是水利发电机组中的核心部件，由于特殊的结构限制和质量要求，多采用立式浇注，特别是一些大型的贯流式水轮机叶片，其具有大曲率、浇注压头高等特点，如图1、图2所示水轮机叶片结构。在造型时，由于该水轮机叶片的特定的形状决定，进水边100在上，出水边200在下，上小下大，采用多层组芯造型方案，为了保证组芯后的强度，不能使用工装来降低型砂使用量，这样就导致型砂浪费严重，如果为了降低型砂使用量，组芯后的强度又会下降，浇注后铸件质量不能满足工艺要求。
[0003]现有技术采用传统的单箱单芯造型，就是一个砂芯选用一个砂箱造型，砂芯与砂箱之间全部填充型砂，这样存在以下弊端:
单件浇注，对大批量叶片生产而言，效率低，影响生产进度；
砂箱与砂芯之间没有支点，浇注时胀箱风险较大，浇注后的铸件质量很差；
随形度低，型砂用量大，成本浪费大。
【发明内容】
[0004]有必要提出一种降低型砂使用量、又能保证砂芯强度、浇注效率高的大型水轮机叶片砂芯对称下芯合箱方法。
[0005]—种大型水轮机叶片砂芯对称下芯合箱方法，包括:
准备砂箱:选择一个能够同时容纳两件水轮机叶片砂芯的砂箱，在砂箱的中间设置一个钢性隔板，以将砂箱隔离为对称的第一砂箱和第二砂箱；
下芯:将分别为第一砂芯和第二砂芯的两件水轮机叶片砂芯分别放入第一砂箱和第二砂箱中，保持水轮机叶片砂芯的出水边在下、进水边在上，第一砂芯与第一砂箱的内壁之间的吃砂空间厚度大于150mm，第二砂芯与第二砂箱的内壁之间的吃砂空间厚度大于150mm，放入砂箱后的第一砂芯和第二砂芯以钢性隔板呈中心对称；
设置第一隔角箱板:在第一砂箱的一个箱角的两个内壁之间设置第一隔角箱板，以使第一隔角箱板与箱角之间形成隔离空间，所述隔离空间沿着第一砂芯的高度方向贯通，所述第一隔角箱板与所述第一砂芯的出水边之间预留厚度为150mm的吃砂空间，所述第一隔角箱板与所述第一砂芯的进水边之间预留厚度为150mm的吃砂空间，以使第一隔角箱板与第一砂芯之间的吃砂量大于150mm;
设置第二隔角箱板:在第二砂箱的一个箱角的两个内壁之间设置第二隔角箱板，以使第二隔角箱板与箱角之间形成隔离空间，所述第二隔角箱板与所述第二砂芯的出水边之间预留厚度为150mm的吃砂空间，所述第二隔角箱板与所述第二砂芯的进水边之间预留厚度为150mm的吃砂空间，以使第二隔角箱板与第二砂芯之间的吃砂量大于150mm，所述第二隔角箱板与第一隔角箱板以钢性隔板呈中心对称；
设置箱板支顶:在所述第一隔角箱板和所述第一砂箱的箱角的内壁之间设置箱板支顶，以增加第一隔角箱板的强度，在所述第二隔角箱板和所述第二砂箱的箱角的内壁之间设置箱板支顶，以增加第二隔角箱板的强度；
设置砂芯支顶:在第一砂芯与第一砂箱之间设置砂芯支顶，以防止浇注时第一砂芯受热胀开，在第二砂芯与第二砂箱之间设置砂芯支顶，以防止浇注时第二砂芯受热胀开。
[0006]本发明采用两件砂芯同时浇注，提高了生产效率，两件砂芯中心对称下芯，两个砂箱之间的隔离空间也是中心对称，这不仅简化了浇注系统和冒口设置的复杂程度，降低了浇注系统和冒口的设计难度，而且两个砂箱相对设置，单间砂芯和砂箱的胀箱力反作用于对方，使得胀箱作用力相互抵消，进一步降低了胀箱风险。
【附图说明】
[0007]图1为所述水轮机叶片的结构示意图。
[0008]图2为所述水轮机叶片的另一个角度的结构示意图。
[0009]图3为本发明中两件砂芯对称下芯合箱后的结构示意图。
[0010]图4为图3中表达砂芯出水边的平面结构示意图。
[0011 ]图5为本发明中两件砂芯对称下芯合箱后的另一个角度的结构示意图。
[0012]图6为图5中表达砂芯进水边的平面结构示意图。
[0013]图中:第一砂箱10、第二砂箱20、钢性隔板30、隔离空间40、箱板支顶50、砂芯支顶60、第一砂芯11、第一隔角箱板12、第一箱口随形隔板13、第一连接隔板14、第二砂芯21、第二隔角箱板22、第二箱口随形隔板23、第二连接隔板24、进水边100、出水边200、冒口 300、浇注系统400。
【具体实施方式】
[0014]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，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附图。
[0015]参见图3至图6，本发明实施例提供了一种大型水轮机叶片砂芯对称下芯合箱方法，包括:
准备砂箱:选择一个能够同时容纳两件水轮机叶片砂芯的砂箱，在砂箱的中间设置一个钢性隔板30，以将砂箱隔离为对称的第一砂箱10和第二砂箱20;相比较于现有技术中两件砂芯需要两件砂箱，本发明中，钢性隔板30替代了两个单件砂箱的两个侧壁，将砂箱的成本降低了 1/4，而且选择一个能够同时容纳两件水轮机叶片砂芯的砂箱，整体结构稳定性能好，降低了胀箱的风险。
[0016]下芯:将分别为第一砂芯11和第二砂芯21的两件水轮机叶片砂芯分别放入第一砂箱10和第二砂箱20中，保持水轮机叶片砂芯的出水边200在下、进水边100在上，第一砂芯11与第一砂箱10的内壁之间的吃砂空间厚度大于150mm，第二砂芯21与第二砂箱20的内壁之间的吃砂空间厚度大于150mm，放入砂箱后的第一砂芯11和第二砂芯21以钢性隔板30呈中心对称； 设置第一隔角箱板:在第一砂箱10的一个箱角的两个内壁之间设置第一隔角箱板12，以使第一隔角箱板12与箱角之间形成隔离空间40，隔离空间40沿着第一砂芯11的高度方向贯通，造型时该隔离空间40不流型砂，从而节省型砂使用量，第一隔角箱板12与第一砂芯11的出水边200之间预留厚度为150mm的吃砂空间，第一隔角箱板12与第一砂芯11的进水边100之间预留厚度为150_的吃砂空间，以使第一隔角箱板12与第一砂芯11之间的吃砂量大于150mm ；进而保证第一砂芯11的稳定性。
[0017]设置第二隔角箱板:在第二砂箱20的一个箱角的两个内壁之间设置第二隔角箱板22，以使第二隔角箱板22与箱角之间形成隔离空间40，造型时该隔离空间40不流型砂，从而节省型砂使用量，第二隔角箱板22与第二砂芯21的出水边200之间预留厚度为150mm的吃砂空间，第二隔角箱板22与第二砂芯21的进水边100之间预留厚度为150mm的吃砂空间，以使第二隔角箱板22与第二砂芯21之间的吃砂量大于150mm，第二隔角箱板22与第一隔角箱板12以钢性隔板30呈中心对称;进而保证第二砂芯21的稳定性。
[0018]设置箱板支顶:在第一隔角箱板12和第一砂箱10的箱角的内壁之间设置箱板支顶50，以增加第一隔角箱板12的强度，在第二隔角箱板22和所述第二砂箱20的箱角的内壁之间设置箱板支顶50，以增加第二隔角箱板22的强度；
设置砂芯支顶:在第一砂芯11与第一砂箱10之间设置砂芯支顶60，以防止饶注时第一砂芯11受热胀开，在第二砂芯21与第二砂箱20之间设置砂芯支顶60，以防止浇注时第二砂芯21受热胀开；
进一步，还在第一砂芯11的进水边100与第一砂箱10的侧壁之间设置第一箱口随形隔板13，第一箱口随形隔板13连接在钢性隔板30和相邻的第一砂箱10的侧壁之间，以形成隔离空间40，从而减少型砂使用量，所述第一箱口随形隔板13为向第一砂箱10内部延伸的直板，所述第一箱口随形隔板13向第一砂箱10内部延伸至与第一砂芯11最接近的距离为150mm，以保证第一箱口随形隔板13与第一砂芯11之间的最小吃砂空间的厚度为150mm;
还在第二砂芯21的进水边100与第二砂箱20的侧壁之间设置第二箱口随形隔板23，以形成隔离空间40，第二箱口随形隔板23与所述第一箱口随形隔板13以钢性隔板30呈中心对称；S卩:第二箱口随形隔板23连接在钢性隔板30和相邻的第二砂箱20的侧壁之间，第二箱口随形隔板23为向第二砂箱20内部延伸的直板，第二箱口随形隔板23向第二砂箱20内部延伸至与第二砂芯21最接近的距离为150mm，以保证第二箱口随形隔板23与第二砂芯21之间的最小吃砂空间的厚度为150mm;
进一步，还在第一隔角箱板12与第一砂箱10的侧壁之间设置第一连接隔板14，以形成隔离空间40，第一连接隔板14为向第一砂箱10内部延伸的直板，第一连接隔板14向第一砂箱10内部延伸至与第一砂芯11最接近的距离为150mm，以保证第一连接隔板14与第一砂芯11之间的最小吃砂空间的厚度为150mm ；
还在第二隔角箱板22与第二砂箱20的侧壁之间设置第二连接隔板24，以形成隔离空间40，第二连接隔板24与第一连接隔板14以钢性隔板30呈中心对称；S卩:第二连接隔板24为向第二砂箱20内部延伸的直板，第二连接隔板24向第二砂箱20内部延伸至与第二砂芯21最接近的距离为150mm，以保证第二连接隔板24与第二砂芯21之间的最小吃砂空间的厚度为150mmο
[0019]本发明结合水轮机叶片的结构，在较小的进水边100的砂芯与砂箱之间设置多组隔板，例如第一隔角箱板12、第一箱口随形隔板13、第一连接隔板14、第二隔角箱板22、第二箱口随形隔板23、第二连接隔板24，在保证进水边100砂芯周围150mm的吃砂量的同时，隔离出多个隔离空间40，然后在砂芯与砂箱侧壁之间、及砂芯与第一隔角箱板12、第一箱口随形隔板13、第一连接隔板14、第二隔角箱板22、第二箱口随形隔板23、第二连接隔板24之间流入型砂，而在隔离空间40中不流砂，这样既保证了砂芯下芯后的强度，又节省了型砂使用量。
[0020]采用本发明方法下芯合箱后，保持砂芯的进水边100在上、出水边200在下来设置砂箱，在砂芯的进水边100预留冒口 300，从浇注系统400中浇注金属液，冷却得到水轮机叶片。
[0021]本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。
[0022]以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
【主权项】
1.一种大型水轮机叶片砂芯对称下芯合箱方法，其特征在于包括: 准备砂箱:选择一个能够同时容纳两件水轮机叶片砂芯的砂箱，在砂箱的中间设置一个钢性隔板，以将砂箱隔离为对称的第一砂箱和第二砂箱； 下芯:将分别为第一砂芯和第二砂芯的两件水轮机叶片砂芯分别放入第一砂箱和第二砂箱中，保持水轮机叶片砂芯的出水边在下、进水边在上，第一砂芯与第一砂箱的内壁之间的吃砂空间厚度大于150mm，第二砂芯与第二砂箱的内壁之间的吃砂空间厚度大于150mm，放入砂箱后的第一砂芯和第二砂芯以钢性隔板呈中心对称； 设置第一隔角箱板:在第一砂箱的一个箱角的两个内壁之间设置第一隔角箱板，以使第一隔角箱板与箱角之间形成隔离空间，所述隔离空间沿着第一砂芯的高度方向贯通，所述第一隔角箱板与所述第一砂芯的出水边之间预留厚度为150mm的吃砂空间，所述第一隔角箱板与所述第一砂芯的进水边之间预留厚度为150mm的吃砂空间，以使第一隔角箱板与第一砂芯之间的吃砂量大于150mm; 设置第二隔角箱板:在第二砂箱的一个箱角的两个内壁之间设置第二隔角箱板，以使第二隔角箱板与箱角之间形成隔离空间，所述第二隔角箱板与所述第二砂芯的出水边之间预留厚度为150mm的吃砂空间，所述第二隔角箱板与所述第二砂芯的进水边之间预留厚度为150mm的吃砂空间，以使第二隔角箱板与第二砂芯之间的吃砂量大于150mm，所述第二隔角箱板与第一隔角箱板以钢性隔板呈中心对称； 设置箱板支顶:在所述第一隔角箱板和所述第一砂箱的箱角的内壁之间设置箱板支顶，以增加第一隔角箱板的强度，在所述第二隔角箱板和所述第二砂箱的箱角的内壁之间设置箱板支顶，以增加第二隔角箱板的强度； 设置砂芯支顶:在第一砂芯与第一砂箱之间设置砂芯支顶，以防止浇注时第一砂芯受热胀开，在第二砂芯与第二砂箱之间设置砂芯支顶，以防止浇注时第二砂芯受热胀开。2.如权利要求1所述的大型水轮机叶片砂芯对称下芯合箱方法，其特征在于:还在所述第一砂芯的进水边与第一砂箱的侧壁之间设置第一箱口随形隔板，所述第一箱口随形隔板连接在所述钢性隔板和相邻的第一砂箱的侧壁之间，以形成隔离空间，从而减少型砂使用量，所述第一箱口随形隔板为向第一砂箱内部延伸的直板，所述第一箱口随形隔板向第一砂箱内部延伸至与第一砂芯最接近的距离为150mm，以保证第一箱口随形隔板与第一砂芯之间的最小吃砂空间的厚度为150mm ； 还在所述第二砂芯的进水边与第二砂箱的侧壁之间设置第二箱口随形隔板，以形成隔离空间，所述第二箱口随形隔板与所述第一箱口随形隔板以钢性隔板呈中心对称。3.如权利要求2所述的大型水轮机叶片砂芯对称下芯合箱方法，其特征在于:还在所述第一隔角箱板与第一砂箱的侧壁之间设置第一连接隔板，以形成隔离空间，所述第一连接隔板为向第一砂箱内部延伸的直板，所述第一连接隔板向第一砂箱内部延伸至与第一砂芯最接近的距离为150mm，以保证第一连接隔板与第一砂芯之间的最小吃砂空间的厚度为150mm； 还在所述第二隔角箱板与第二砂箱的侧壁之间设置第二连接隔板，以形成隔离空间，所述第二连接隔板与所述第一连接隔板以钢性隔板呈中心对称。
【文档编号】B22C9/10GK106077466SQ201610607205
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月28日 公开号201610607205.5, CN 106077466 A, CN 106077466A, CN 201610607205, CN-A-106077466, CN106077466 A, CN106077466A, CN201610607205, CN201610607205.5
【发明人】马瑞虎, 马瑞, 徐鹏波, 王新军
【申请人】共享铸钢有限公司