[发明专利]大型水轮机叶片砂芯对称下芯合箱方法

说明书

技术领域

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

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。

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

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。

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，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。

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

图1为所述水轮机叶片的结构示意图。

图2为所述水轮机叶片的另一个角度的结构示意图。

图3为本发明中两件砂芯对称下芯合箱后的结构示意图。

图4为图3中表达砂芯出水边的平面结构示意图。

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。

图6为图5中表达砂芯进水边的平面结构示意图。

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