CN117047039A - 一种风力发电机高强度机壳铸造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种风力发电机高强度机壳铸造方法，涉及风力发电机制造领域。该风力发电机高强度机壳铸造装置，包括工作台和机壳铸造模组，所述机壳铸造模组浇铸口顶部设置有竖管，所述竖管顶部固定连接有漏斗，所述漏斗外侧顶部固定套设有支撑环。该风力发电机高强度机壳铸造装置，竖管会移动到机壳铸造模组的浇铸口内部一部分，金属液通过漏斗和竖管的引导进入机壳铸造模组内部，即可完成对机壳铸造模组内部浇灌金属液的工作，避免直接将金属液从机壳铸造模组的浇铸口灌输出现的对齐困难和金属液飞溅的情况出现，保证工作人员操作机壳铸造模组对风力发电机机壳的各种小型配件铸造时的安全，减少金属液的浪费。

Description

一种风力发电机高强度机壳铸造方法

技术领域

本发明涉及一种铸造方法，具体为一种风力发电机高强度机壳铸造方法，属于风力发电机制造技术领域。

背景技术

铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺，已有约6000年的历史。中国约在公元前1700～前1000年之间已进入青铜铸件的全盛期，工艺上已达到相当高的水平。铸造是将液体金属浇铸到与零件形状相适应的铸造空腔中，待其冷却凝固后，以获得零件或毛坯的方法。被铸物质多为原为固态但加热至液态的金属，而铸模的材料可以是砂、金属甚至是陶瓷。因应不同要求，使用的方法也会有所不同。

随着社会的不断进步，机械制造行业得到了快速的发展。在机械加工过程中，包括很多种加工方式，其中铸造是重要的组成部分。铸造生产过程中会涉及很多部件，风力发电机机壳是其中的一种。现有的浇铸过程大都为将金属熔液直接对准浇铸口浇灌，这种方式对于风力发电机机壳主体的铸造来说方便简单，但实际生产中往往会将风力发电机机壳的主体和各种配件进行分开铸造，以保证铸造成本和便捷，浇铸的方式在对风力发电机机壳的小型配件进行铸造时，很难精准对位，会发生金属熔液飞溅的现象，造成金属熔液的浪费，烫伤相关工作人员。

同时，采用硅化镁等相具有低密度、高熔点及高硬度的合金材料特性作为风力发电机高强度机壳铸造原材料，但优于风力发电机机壳不同功能部位需要表现不同的力学特性，因此铸造的合格品率较低。

发明内容

(一)解决的技术问题

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种风力发电机高强度机壳铸造装置，以解决现有技术中会将风力发电机机壳的主体和各种配件进行分开铸造，以保证铸造成本和便捷，浇铸的方式在对风力发电机机壳的小型配件进行铸造时，很难精准对位，会发生金属熔液飞溅的现象，造成金属熔液的浪费，烫伤相关工作人员的问题；

同时对风力发电机高强度机壳铸造原材料采用多流浇注工艺，多流浇注技术通过抑制熔体间的对流和扩散促进熔体在结晶区内顺序凝固实现不同成分的合金部分混合是生产梯度材料的出发点，进一步的利用脉冲电磁装置对多流浇注的合金材料金相结构进行干预，进而实现合金材料在铸造过程中产生偏聚及梯度分布，进而实现风力发电机机壳不同功能部位表现不同的力学特性，提高铸造成品的合格率。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种风力发电机高强度机壳铸造装置，包括工作台和机壳铸造模组，所述机壳铸造模组浇铸口顶部设置有竖管，所述竖管顶部固定连接有漏斗，所述漏斗外侧顶部固定套设有支撑环，所述工作台顶部后侧转动连接有转轴，所述转轴外侧设置有多个安装环，多个所述安装环顶部均设置有移动环，所述移动环与安装环之间设置有多个弹簧，所述漏斗设置于其中一个安装环内部。

优选地，所述支撑环设置于移动环顶部，所述竖管设置于安装环与机壳铸造模组之间，所述漏斗底部贯穿移动环和安装环，通过移动环和安装环对漏斗进行支撑限位，保证漏斗工作的稳定。

优选地，多个所述移动环底部均固定连接有橡胶块，所述弹簧和橡胶块底部均设置有安装槽，所述安装槽开设于安装环顶部，多个所述橡胶块和弹簧底部分别设置于多个安装槽内部并与安装环固定连接，在移动环与安装环之间设置有橡胶块，通过橡胶块对移动环施加力，保证移动环移动的低速稳定。

优选地，所述安装环顶部两侧均开设有限位槽，所述限位槽内部设置有限位板，所述限位板固定连接于移动环底部，在移动环与安装环之间设置有限位板，通过限位板对移动环进行限位，保证移动环进行水平移动。

优选地，所述转轴底部贯穿工作台并与工作台转动连接，工作台底部设置有转动电机，所述转轴外侧底部套设有电磁铁，所述电磁铁固定连接于工作台底部，所述电磁铁电性连接有电磁铁电源按钮，所述电磁铁电源按钮固定连接于工作台顶部，在转轴底部套设有电磁铁，保证随时对电磁铁进行固定，保证安装环停留在合适的位置，于此同时电磁铁制造相应的高电磁脉冲磁场(高电磁脉冲频率不会影响电磁铁对安装环的吸引定位)。

优选的，安装槽底部设置有压电传感器，压电传感器连接有控制电路，通过漏斗内材料重量的减少，压电传感器可以对漏斗内部材料的重力以及受到电磁吸引的吸力的合力进行表征，并且随着漏斗内材料的减小实时反馈给控制电路，控制电路通过控制电磁铁的吸引力保证移动环在浇注过程中位置固定不变，当漏斗内部材料浇注完毕，压电传感器对控制电路输出信号。

优选地，多个所述安装环靠近转轴的一侧均固定连接有连接板，所述连接板顶部设置有安装片，所述安装片与连接板之间螺纹连接有螺杆，多个所述安装片一端均与转轴固定连接。

优选地，所述转轴外侧套设有圆环，所述圆环设置于连接板底部，所述圆环底部两侧与工作台之间均固定连接有竖杆，通过圆环对连接板进行支撑，保证连接板旋转过程中的稳定，减少安装环晃动的可能。

本发明提供了一种风力发电机高强度机壳铸造装置，其具备的有益效果如下：

1、该风力发电机高强度机壳铸造装置，工作人员直接将容器内部的金属液倾倒到漏斗内部，此时竖管会移动到机壳铸造模组的浇铸口内部一部分，金属液通过漏斗和竖管的引导进入机壳铸造模组内部，即可完成对机壳铸造模组内部浇灌金属液的工作，避免直接将金属液从机壳铸造模组的浇铸口灌输出现的对齐困难和金属液飞溅的情况出现，保证工作人员操作机壳铸造模组对风力发电机机壳的各种小型配件铸造时的安全，减少金属液的浪费。

2、该风力发电机高强度机壳铸造装置，使漏斗和竖管进行轮流工作，保证漏斗和竖管的使用寿命，也可以在多个安装环内部放置不同直径的漏斗和竖管，对不同的机壳铸造模组进行适应，保证在工作台顶部使用机壳铸造模组对风力发电机机壳的各种小型配件铸造的经济效益。

3、通过压电传感器的设置，可以对漏斗内部材料的剩余量进行监控，保证多流浇注的及时与准确性，进而提升铸造质量高。

4、采用可旋转的多个浇注工位，可以实现风力发电机高强度机壳铸造材料的多流浇注，通过高频率电磁脉冲磁场可以实现合金材料的金相改性，进而实现风力发电机机壳不同功能部位表现不同的力学特性，提高铸造成品的合格率。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明移动环的结构示意图；

图3为本发明竖杆的结构示意图；

图4为本发明安装片的结构示意图。

图中：1、工作台；2、机壳铸造模组；3、竖管；4、漏斗；5、支撑环；6、移动环；7、安装环；8、橡胶块；9、弹簧；10、安装槽；11、限位板；12、限位槽；13、连接板；14、转轴；15、电磁铁；16、电磁铁电源按钮；17、圆环；18、竖杆；19、安装片；20、螺杆。

具体实施方式

本发明实施例提供一种风力发电机高强度机壳铸造装置。

为能进一步了解本发明专利的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语解释部分：本发明中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

实施例1：

请参阅图1、图2、图3和图4，包括工作台1和机壳铸造模组2，机壳铸造模组2浇铸口顶部设置有竖管3，竖管3顶部固定连接有漏斗4，漏斗4外侧顶部固定套设有支撑环5，支撑环5设置于移动环6顶部，竖管3设置于安装环7与机壳铸造模组2之间，漏斗4底部贯穿移动环6和安装环7，多个移动环6底部均固定连接有橡胶块8，弹簧9和橡胶块8底部均设置有安装槽10，安装槽10开设于安装环7顶部，多个橡胶块8和弹簧9底部分别设置于多个安装槽10内部并与安装环7固定连接，工作台1顶部后侧转动连接有转轴14，转轴14外侧设置有多个安装环7，多个安装环7顶部均设置有移动环6，移动环6与安装环7之间设置有多个弹簧9，漏斗4设置于其中一个安装环7内部，安装环7顶部两侧均开设有限位槽12，限位槽12内部设置有限位板11，限位板11固定连接于移动环6底部。

具体的，在风力发电机机壳的主体和各种配件进行铸造时，将原料高温熔化后形成金属液，然后通过容器将金属液移动到机壳铸造模组2的浇铸口顶部，随后倾斜容器将金属液通过浇铸口灌输到机壳铸造模组2内部，当机壳铸造模组2内部金属液冷却成型后，将机壳铸造模组2拆开，即可得到风力发电机机壳的主体或各种配件的毛坯料；

在机壳铸造模组2的浇铸口顶部设置有竖管3，并且竖管3顶部固定连接有上大下小的漏斗4，工作人员直接将容器内部的金属液倾倒到漏斗4内部，此时竖管3会移动到机壳铸造模组2的浇铸口内部一部分，金属液通过漏斗4和竖管3的引导进入机壳铸造模组2内部，即可完成对机壳铸造模组2内部浇灌金属液的工作，避免直接将金属液从机壳铸造模组2的浇铸口灌输出现的对齐困难和金属液飞溅的情况出现，保证工作人员操作机壳铸造模组2对风力发电机机壳的各种小型配件铸造时的安全，减少金属液的浪费；

漏斗4固定的支撑环5设置于移动环6顶部，因此金属液倾倒进漏斗4和竖管3内部时，内部重量增加的竖管3和漏斗4会向下运动，并且移动环6与安装环7之间通过弹簧9和橡胶块8安装连接，因此漏斗4会通过支撑环5推动移动环6，使移动环6与漏斗4和支撑环5同步移动，使竖管3底部内部进入机壳铸造模组2的浇铸口内部一部分；并且移动环6在限位板11和限位槽12的限位下，只能够进行水平运动；当漏斗4内部金属液完全进入机壳铸造模组2内部后，反弹的弹簧9推动移动环6，使移动环6带动支撑环5、漏斗4和竖管3返回原位，使机壳铸造模组2能够从竖管3底部拿走，并且在移动环6与安装环7之间设置有橡胶块8，伸展需要力的橡胶块8对移动环6的移动进行限速，保证移动环6低速稳定的移动复位。

请再次参阅图1、图3和图4，转轴14底部贯穿工作台1并与工作台1转动连接，转轴14外侧底部套设有电磁铁15，电磁铁15固定连接于工作台1底部，电磁铁15电性连接有电磁铁电源按钮16，电磁铁电源按钮16固定连接于工作台1顶部，多个安装环7靠近转轴14的一侧均固定连接有连接板13，连接板13顶部设置有安装片19，安装片19与连接板13之间螺纹连接有螺杆20，多个安装片19一端均与转轴14固定连接，转轴14外侧套设有圆环17，圆环17设置于连接板13底部，圆环17底部两侧与工作台1之间均固定连接有竖杆18。

具体的，在转轴14外侧通过连接板13安装有多个安装环7，可以在多个安装环7内部放置漏斗4，转轴14连接有转动电机(未示出)使漏斗4和竖管3进行轮流工作，保证漏斗4和竖管3的使用寿命，也可以在多个安装环7内部放置不同直径的漏斗4和竖管3，对不同的机壳铸造模组2进行适应，保证在工作台1顶部使用机壳铸造模组2对风力发电机机壳的各种小型配件铸造的经济效益；按压电磁铁电源按钮16使电磁铁15停止工作，即可通过连接板13旋转安装环7，使电磁铁15在工作台1顶部进行旋转，将合适的安装环7内部设置的竖管3和漏斗4旋转到合适位置后，再次按压电磁铁电源按钮16，即可使电磁铁15通电产生磁力对转轴14进行吸附固定，使转轴14和安装环7的位置进行限制；

并且工作台1顶部通过竖杆18固定连接有圆环17，通过圆环17对多个连接板13进行支撑，保证连接板13旋转移动的稳定，只需要旋转螺杆20，使螺杆20离开安装片19和连接板13，即可将连接板13进行拆卸，保证对安装环7更换得快速。

实施例2：

安装槽10底部设置有压电传感器，压电传感器连接有控制电路，通过漏斗内材料重量的减少，压电传感器可以对漏斗4内部材料的重力以及受到电磁吸引的吸力的合力进行表征，并且随着漏斗4内材料的减小实时反馈给控制电路，控制电路通过实时控制电磁铁4的吸引力保证移动环6在浇注过程中位置固定不变，当漏斗4内部材料浇注完毕，压电传感器对控制电路输出信号，电磁铁4断电，驱动电机驱动转轴14转动，实现另一个安装环7旋转到相应浇注位置。

实施例3：

通过多个旋转安装环7上设置的多个漏斗4实现容纳多种不同成分的熔体的逐次浇注，先浇注的合金溶体在机壳铸造模组内受激冷而首先凝固成一定厚度的合金结构，后浇注的合金溶体在于已经初步冷却形成合金结构的接触位置被凝固合金结构和富含籽晶和熔断枝晶的残余外部金属液包围，通过调整铸造时的工艺参数一方面可以控制先、后浇包中多种液体的凝固时间差促进结晶器内熔体由外向内顺序凝固；另一方面可以抑制对流实现多种液体的部分混合使得合金成分在铸件宏观截面连续变化不出现内表面，利用上述逐次浇注方法形成风力发电机高强度机壳梯度材料铸造，在上述过程中需要保证铸造过程中温度场的恒定，并且配合电磁铁15的可变磁场，保证移动环6在浇注过程中的相位稳定，进而保证流体充型的平稳。

实施例4：

电磁铁15在浇注过程中相应的高电磁脉冲磁场，在施加脉冲磁场时合金熔体在脉冲磁场的作用下会形成一个磁压强，磁感应强度越大，在脉冲磁场磁压强的作用下金属熔体会产生强烈的振荡熔体产生强迫对流，进而破坏合金溶体在浇注时的均匀质分布，进一步促进合金材料的金相改性，提高合金材料的梯度分布，进而实现铸造风力发电机高强度机壳的不同功能部位表现出不同的力学特性。

实际上，综上所述电磁铁15具有三种功能：1、在浇注过程中对转轴14进行限位固定；2、实时调节的磁力保证移动环6在浇注过程中位置固定不变；3、为多流浇注提供高电磁脉冲磁场。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种风力发电机高强度机壳铸造方法，其方法包括设置有工作台(1)和机壳铸造模组(2)，其特征在于：所述机壳铸造模组(2)浇铸口顶部设置有竖管(3)，所述竖管(3)顶部固定连接有漏斗(4)，所述漏斗(4)外侧顶部固定套设有支撑环(5)，所述工作台(1)顶部后侧转动连接有转轴(14)，所述转轴(14)外侧设置有多个安装环(7)，多个所述安装环(7)顶部均设置有移动环(6)，所述移动环(6)与安装环(7)之间设置有多个弹簧(9)，所述漏斗(4)设置于其中一个安装环(7)内部；所述支撑环(5)设置于移动环(6)顶部，所述竖管(3)设置于安装环(7)与机壳铸造模组(2)之间，所述漏斗(4)底部贯穿移动环(6)和安装环(7)；多个所述移动环(6)底部均固定连接有橡胶块(8)，所述弹簧(9)和橡胶块(8)底部均设置有安装槽(10)，所述安装槽(10)开设于安装环(7)顶部，多个所述橡胶块(8)和弹簧(9)底部分别设置于多个安装槽(10)内部并与安装环(7)固定连接；所述安装环(7)顶部两侧均开设有限位槽(12)，所述限位槽(12)内部设置有限位板(11)，所述限位板(11)固定连接于移动环(6)底部。

2.根据权利要求1所述的一种风力发电机高强度机壳铸造方法，其特征在于：所述转轴(14)底部贯穿工作台(1)并与工作台(1)转动连接，所述转轴(14)外侧底部套设有电磁铁(15)，所述电磁铁(15)固定连接于工作台(1)底部，所述电磁铁(15)电性连接有电磁铁电源按钮(16)，所述电磁铁电源按钮(16)固定连接于工作台(1)顶部。

3.根据权利要求2所述的一种风力发电机高强度机壳铸造方法，其特征在于：多个所述安装环(7)靠近转轴(14)的一侧均固定连接有连接板(13)，所述连接板(13)顶部设置有安装片(19)，所述安装片(19)与连接板(13)之间螺纹连接有螺杆(20)，多个所述安装片(19)一端均与转轴(14)固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种风力发电机高强度机壳铸造方法，其特征在于：所述转轴(14)外侧套设有圆环(17)，所述圆环(17)设置于连接板(13)底部，所述圆环(17)底部两侧与工作台(1)之间均固定连接有竖杆(18)。

5.根据权利要求4所述的一种风力发电机高强度机壳铸造方法，其特征在于：安装槽10底部设置有压电传感器，压电传感器连接有控制电路，通过漏斗内材料重量的减少，压电传感器可以对漏斗4内部材料的重力以及受到电磁吸引的吸力的合力进行表征，并且随着漏斗4内材料的减小实时反馈给控制电路，控制电路通过实时控制电磁铁4的吸引力保证移动环6在浇注过程中位置固定不变，当漏斗4内部材料浇注完毕，压电传感器对控制电路输出信号，电磁铁4断电，驱动电机驱动转轴14转动，实现另一个安装环7旋转到相应浇注位置。

6.根据权利要求5所述的一种风力发电机高强度机壳铸造方法，其特征在于：通过多个旋转安装环7上设置的多个漏斗4实现容纳多种不同成分的熔体的逐次浇注，先浇注的合金溶体在机壳铸造模组内受激冷而首先凝固成一定厚度的合金结构，后浇注的合金溶体在于已经初步冷却形成合金结构的接触位置被凝固合金结构和富含籽晶和熔断枝晶的残余外部金属液包围，通过调整铸造时的工艺参数一方面可以控制先、后浇包中多种液体的凝固时间差促进结晶器内熔体由外向内顺序凝固；另一方面可以抑制对流实现多种液体的部分混合使得合金成分在铸件宏观截面连续变化不出现内表面，利用上述逐次浇注方法形成风力发电机高强度机壳梯度材料铸造，在上述过程中需要保证铸造过程中温度场的恒定，并且配合电磁铁15的可变磁场，保证移动环6在浇注过程中的相位稳定。

7.根据权利要求5所述的一种风力发电机高强度机壳铸造方法，其特征在于：所述电磁铁15在浇注过程中相应的高电磁脉冲磁场。