全文摘要
本实用新型是一种钛合金大型薄壁件高温离心铸造装置，底座内穿过有传动轴，传动轴的端部与离心转盘固定连接，离心转盘的上表面固定安装有保护罩外壳，保护罩外壳内设置有离心桶，离心桶与保护罩外壳轴向同心设置，离心桶的外壁表面固定安装有加热线圈，加热线圈通过导电环与电源连通，导电环设置在离心转盘和底座之间；离心桶与保护罩外壳之间设置有保温层；该装置采用无线热电偶温度变送器采集离心桶温度。该装置中离心系统和加热系统同时增强了金属液的充型能力，对于复杂薄壁铸件尤其是叶轮、导叶铸件等有特别优异的成型表现，能够有效克服充型过程中的浇不足、冷隔等缺陷，极大的提高了成品合格率，提高了生产效率。
主设计要求
1.一种钛合金大型薄壁件高温离心铸造装置，其特征是：包括底座（1），所述的底座（1）中央位置竖直穿过有传动轴（14），所述的传动轴（14）的端部与离心转盘（4）的中央位置固定连接，所述的离心转盘（4）设置在底座（1）的上方，离心转盘（4）的上表面固定安装有保护罩外壳（7），所述的保护罩外壳（7）内设置有离心桶（5），所述的离心桶（5）与保护罩外壳（7）轴向同心设置，所述的离心桶（5）与保护罩外壳（7）固定连接，所述的离心桶（5）顶部设置有开口；所述的离心桶（5）的外壁表面固定安装有加热线圈（6），所述的加热线圈（6）通过导电环（3）与电源连通，所述的导电环（3）设置在离心转盘（4）和底座（1）之间；所述的离心桶（5）与保护罩外壳（7）之间设置有保温层（11）；所述的离心桶（5）侧壁外侧面与热电偶温度探针（13）相接触，所述的热电偶温度探针（13）与无线热电偶温度变送器（12）信号连接。
设计方案
1.一种钛合金大型薄壁件高温离心铸造装置，其特征是：包括底座（1），所述的底座（1）中央位置竖直穿过有传动轴（14），所述的传动轴（14）的端部与离心转盘（4）的中央位置固定连接，所述的离心转盘（4）设置在底座（1）的上方，离心转盘（4）的上表面固定安装有保护罩外壳（7），所述的保护罩外壳（7）内设置有离心桶（5），所述的离心桶（5）与保护罩外壳（7）轴向同心设置，所述的离心桶（5）与保护罩外壳（7）固定连接，所述的离心桶（5）顶部设置有开口；
所述的离心桶（5）的外壁表面固定安装有加热线圈（6），所述的加热线圈（6）通过导电环（3）与电源连通，所述的导电环（3）设置在离心转盘（4）和底座（1）之间；
所述的离心桶（5）与保护罩外壳（7）之间设置有保温层（11）；
所述的离心桶（5）侧壁外侧面与热电偶温度探针（13）相接触，所述的热电偶温度探针（13）与无线热电偶温度变送器（12）信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种钛合金大型薄壁件高温离心铸造装置，其特征在于：所述的导电环（3）的转子端面与离心转盘（4）固定连接，所述的导电环（3）的定子端面与底座（1）固定连接，导电环（3）的转子端通过导线与加热线圈（6）连接，所述的导线穿过离心转盘（4），导电环（3）的定子端通过接线柱（2）与电源连接，所述的接线柱（2）穿过底座（1）。
3.根据权利要求1所述的一种钛合金大型薄壁件高温离心铸造装置，其特征在于：所述的离心桶（5）内用于固定铸造模型（8），铸造模型（8）的顶部设置有浇杯口（9），铸造模型（8）的中心轴线与离心桶（5）中心轴线重合。
4.根据权利要求3所述的一种钛合金大型薄壁件高温离心铸造装置，其特征在于：所述的铸造模型（8）和离心桶（5）内壁之间填充石英砂。
5.根据权利要求1所述的一种钛合金大型薄壁件高温离心铸造装置，其特征在于：所述的离心桶（5）的顶部开口边缘水平向外延伸形成固定板（10），所述的固定板（10）与保护罩外壳（7）的顶部端面固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种钛合金大型薄壁件高温离心铸造装置，其特征在于：所述的保温层（11）设置在离心桶（5）侧壁与保护罩外壳（7）侧壁之间以及离心桶（5）底面和保护罩外壳（7）底面之间，离心桶（5）侧壁与保护罩外壳（7）侧壁之间以及离心桶（5）底面和保护罩外壳（7）底面之间填充有硅酸铝纤维保温材料。
7.根据权利要求1所述的一种钛合金大型薄壁件高温离心铸造装置，其特征在于：所述的热电偶温度探针（13）与离心桶（5）侧壁的中央位置紧密接触，所述的加热线圈（6）由下向上螺旋环绕固定安装在离心桶（5）侧壁外表面，螺旋环绕的加热线圈（6）相邻之间的间距相等。
8.根据权利要求7所述的一种钛合金大型薄壁件高温离心铸造装置，其特征在于：所述的无线热电偶温度变送器（12）固定安装在保护罩外壳（7）外侧表面。
9.根据权利要求1所述的一种钛合金大型薄壁件高温离心铸造装置，其特征在于：所述的传动轴（14）与驱动电机的输出轴通过联轴器传动连接。
设计说明书
技术领域
本实用新型是涉及金属铸造技术领域，具体的说是一种钛合金大型薄壁件高温离心铸造装置。
背景技术
目前，钛合金薄壁铸件在铸造过程中易于出现冷隔、浇不足等问题，尤其是钛合金薄壁铸件，由于钛液散热快，冷却速度较快和粘性阻力的限制，使得薄壁钛铸件的顺利充填难以实现，出现铸件浇不足或冷隔的缺陷。特别是厚度在1mm以下的复杂薄壁结构，常规的铸造方法基本无法直接形成满足要求的铸造件。针对以上缺陷，需要一种能够整合离心铸造和高温铸型的铸造装置，使钛液能够在高温下持续保持流动性，并在离心力的作用下快速填充进复杂薄壁模壳内。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种钛合金大型薄壁件高温离心铸造装置。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
一种钛合金大型薄壁件高温离心铸造装置，其特征是：包括底座，所述的底座中央位置竖直穿过有传动轴，所述的传动轴的端部与离心转盘的中央位置固定连接，所述的离心转盘设置在底座的上方，离心转盘的上表面固定安装有保护罩外壳，所述的保护罩外壳内设置有离心桶，所述的离心桶与保护罩外壳轴向同心设置，所述的离心桶与保护罩外壳固定连接，所述的离心桶顶部设置有开口；
所述的离心桶的外壁表面固定安装有加热线圈，所述的加热线圈通过导电环与电源连通，所述的导电环设置在离心转盘和底座之间；
所述的离心桶与保护罩外壳之间设置有保温层；
所述的离心桶侧壁外侧面与热电偶温度探针相接触，所述的热电偶温度探针与无线热电偶温度变送器信号连接。
所述的导电环的转子端面与离心转盘固定连接，所述的导电环的定子端面与底座固定连接，导电环的转子端通过导线与加热线圈连接，所述的导线穿过离心转盘，导电环的定子端通过接线柱与电源连接，所述的接线柱穿过底座。
所述的离心桶内用于固定铸造模型，铸造模型的顶部设置有浇杯口，铸造模型的中心轴线与离心桶中心轴线重合。
所述的铸造模型和离心桶内壁之间填充石英砂。
所述的离心桶的顶部开口边缘水平向外延伸形成固定板，所述的固定板与保护罩外壳的顶部端面固定连接。
所述的保温层设置在离心桶侧壁与保护罩外壳侧壁之间以及离心桶底面和保护罩外壳底面之间，离心桶侧壁与保护罩外壳侧壁之间以及离心桶底面和保护罩外壳底面之间填充有硅酸铝纤维保温材料。
所述的热电偶温度探针与离心桶侧壁的中央位置紧密接触，所述的加热线圈由下向上螺旋环绕固定安装在离心桶侧壁外表面，螺旋环绕的加热线圈相邻之间的间距相等。
所述的无线热电偶温度变送器固定安装在保护罩外壳外侧表面。
所述的传动轴与驱动电机的输出轴通过联轴器传动连接。
该种钛合金大型薄壁件高温离心铸造装置能够产生的有益效果为：
第一，离心系统利用离心力场的作用进行充填铸型和凝固成形，加热系统金属液能够较长时间的保持液态，离心系统和加热系统同时增强了金属液的充型能力，对于复杂薄壁铸件尤其是叶轮、导叶铸件等有特别优异的成型表现，能够有效克服充型过程中的浇不足、冷隔等缺陷，极大的提高了成品合格率，提高了生产效率。
第二，在离心桶外侧设置均匀分布的加热线圈，在加热的过程能够保证铸造金属液的流动性。离心桶、保护罩外壳和铸造模型的中心轴相互重合，离心桶在离心转盘的带动下转动进而带动铸造模型转动，进而形成离心力，辅助铸造金属液加速填充铸造模型。
第三，通过在离心转盘和底座之间设置导电环，在保证离心转盘旋转特性的同时还能够导电，为加热线圈的电加热提供电能。
第四，热电偶温度探针与离心桶侧壁紧密接触，通过无线热电偶温度变送器将采集到的温度数据无线传送到外部终端，用于监测离心浇注装置中的温度，该种设置不但解决了旋转装置中的排线困难问题而且增加了测控精度。
附图说明
图1为本实用新型一种钛合金大型薄壁件高温离心铸造装置的结构原理图。
说明书附图标注：1、底座；2、接线柱；3、导电环；4、离心转盘；5、离心桶；6、加热线圈；7、保护罩外壳；8、铸造模型；9、浇杯口；10、固定板；11、保温层；12、无线热电偶温度变送器；13、热电偶温度探针；14、传动轴。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本实用新型作进一步描述。
如图1所示，一种钛合金大型薄壁件高温离心铸造装置，该种铸造装置针对150KG的真空凝壳自耗炉进行设计，能够铸造出厚度低于0.7 mm的形状复杂无缺陷薄壁铸件。
具体结构包括底座1，所述的底座1中央位置竖直穿过有传动轴14，所述的传动轴14的端部与离心转盘4的中央位置固定连接，所述的离心转盘4设置在底座1的上方，离心转盘4的上表面固定安装有保护罩外壳7，所述的保护罩外壳7内设置有离心桶5，所述的离心桶5与保护罩外壳7轴向同心设置，所述的离心桶5与保护罩外壳7固定连接，所述的离心桶5顶部设置有开口；
所述的离心桶5的外壁表面固定安装有加热线圈6，所述的加热线圈6通过导电环3与电源连通，所述的导电环3设置在离心转盘4和底座1之间；
所述的离心桶5与保护罩外壳7之间设置有保温层11；
所述的离心桶5侧壁外侧面与热电偶温度探针13相接触，所述的热电偶温度探针13与无线热电偶温度变送器12信号连接。
传动轴14穿过底座1，传动轴14的端部镶嵌在离心转盘4内，传动轴14端面与保护罩外壳7的底面固定连接，在传动轴14转动时，能够带动离心转盘4和保护罩外壳7共同转动，离心桶5的外侧包裹有加热线圈6，加热线圈6通过导电环3与外界电源连接，由于导电环3的设置，保证了离心桶5在转动的时，外接电源也能够为加热线圈6供电，实现对离心桶5进行温度补偿。
本实施例中，导电环3的转子端面与离心转盘4固定连接，所述的导电环3的定子端面与底座1固定连接，导电环3的转子端通过导线与加热线圈6连接，所述的导线穿过离心转盘4，导电环3的定子端通过接线柱2与电源连接，所述的接线柱2穿过底座1。
导电环3连接的离心转盘4和底座1能够相对自由转动，导电环3能够在转动的工况下为加热线圈6提供电能供应，由于加热线圈6电路连接比较简易，导电环3满足对电能供应的要求。本实施例中所采用的导电环3具体结构为现有技术。
本实施例中，离心桶5内用于固定铸造模型8，铸造模型8的顶部设置有浇杯口9，铸造模型8的中心轴线与离心桶5中心轴线重合。
通过定位螺栓将铸造模型8进行定位，三组定位螺栓环形均匀分布，通过调整三组定位螺栓将铸造模型8的中心轴线调整到与离心桶5中心轴线重合的状态。
进一步的，铸造模型8和离心桶5内壁之间填充石英砂。
石英砂能够对铸造模型8进行定位，同时具有导热保温的作用，将加热线圈6产生的热量传导至铸造模型8周围，实现温度补偿。
本实施例中，离心桶5的顶部开口边缘水平向外延伸形成固定板10，所述的固定板10与保护罩外壳7的顶部端面固定连接。
固定板10与保护罩外壳7通过螺栓固定连接，该种固定方式保证了离心桶5的位置固定，即离心桶5的轴心与保护罩外壳7的轴心重合，由于离心桶5、保护罩外壳7以及铸造模型8的轴心重合，在保护罩外壳7转动时，铸造模型8内的金属液体能够在离心力的作用下快速填充到模壳内。
本实施例中，保温层11设置在离心桶5侧壁与保护罩外壳7侧壁之间以及离心桶5底面和保护罩外壳7底面之间，离心桶5侧壁与保护罩外壳7侧壁之间以及离心桶5底面和保护罩外壳7底面之间填充有硅酸铝纤维保温材料。
离心桶5的外部周围空间均充满保温材料，硅酸铝纤维保温材料能够有效阻隔加热线圈6产生的热量散失。
本实施例中，热电偶温度探针13与离心桶5侧壁的中央位置紧密接触，所述的加热线圈6由下向上螺旋环绕固定安装在离心桶5侧壁外表面，螺旋环绕的加热线圈6相邻之间的间距相等。
加热线圈6均匀分布在离心桶5侧壁周围，能够均匀对离心桶5内的物质进行加热。热电偶温度探针13则能够采集加热温度，操作者可通过人工或智能控制的手段实现温控。
进一步的，无线热电偶温度变送器12固定安装在保护罩外壳7外侧表面。
能够使无线信号向外传输。热电偶温度探针13通过数据信号线与无线热电偶温度变送器12信号连接，将采集到的温度信号传送到无线热电偶温度变送器12内，无线热电偶温度变送器12进一步将数据信号通过无线信号向外部发送，温度数据显示屏置于真空凝壳自耗炉壳的操作室，监测离心浇注装置中的温度，与普通热电偶相比，不但解决了排线困难问题而且增加了测控精度的功能。
本实施例中，传动轴14与驱动电机的输出轴通过联轴器传动连接。
驱动电机能够带动传动轴14转动，进而实现离心浇注的功能。通过控制驱动电机的工作状态，例如转速、转向等，进而控制离心浇注的工况。而驱动电机的结构和控制均为现有技术。
以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920068064.3
申请日:2019-01-16
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:84(南京)
授权编号:CN209578097U
授权时间:20191105
主分类号:B22D 13/00
专利分类号:B22D13/00
范畴分类:25D;
申请人:南京宝泰特种材料股份有限公司
第一申请人:南京宝泰特种材料股份有限公司
申请人地址:211100 江苏省南京市江宁经济技术开发区高湖路29号
发明人:邓宁嘉;夏能;朱明宝;王斌;方久才
第一发明人:邓宁嘉
当前权利人:南京宝泰特种材料股份有限公司
代理人:戴朝荣
代理机构:32252
代理机构编号:南京钟山专利代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计