[实用新型]一种新能源大型储能飞轮电机外壳铸造模具

说明书

本实用新型公开了一种新能源大型储能飞轮电机外壳铸造模具，包括一体式飞轮外壳铸造模具和分体式飞轮外壳铸造模具；所述模具采用树脂砂芯模，通过铝模抽芯成型；外模采用至少30个扇型模块，通过扇型模块相互紧密拼接成为圆形桶体外模，所述扇型模块所对应的圆心角角度为圆周角的等分角，所述树脂砂芯模采用起重设备，由桶体内孔中完成与底座的定位装配；所述分体式飞轮外壳包括桶体和底板，所述桶体与底板通过机器人焊接相互垂直成型；本新型飞轮外壳采用铝硅合金、美标A356，通过树脂砂造型低压浇铸工艺生产，生产效率高、成本低、产品质量稳定可靠、成品率高。

技术领域

本实用新型涉及大型储能飞轮电机外壳铸造技术设备领域，特别涉及一种新能源大型储能飞轮电机外壳铸造模具。

背景技术

随着新能源发电规模快速攀升，电网与新能源的矛盾越来越突出，对储能的需求更为迫切；飞轮储能系统是一种物理方法储能的机电能量转换的储能装置。典型的飞轮储能系统由飞轮本体、轴承、电机/发电机、电力转换器和真空室5个主要组件构成。

现有技术中，专业从事动能储能装置的美国波音公司下属的罗特尼克公司的飞轮外壳高1.2米、直径1.1米；在美国通过厚铝板材卷压、焊接成型后，外表散热片采用机加工而成；而此方案成本高、能耗高、加工生产效率低，从美国进口一台飞轮外壳需要2.5万美金；国内公司均未能成功开发制造此产品；其难以制造的原因是外桶体复杂、工件尺度大、浇铸成形困难；用传统浇铸方式(砂型或者重力浇铸)会导致浇铸困难，传统的垂直浇铸从圆心中间往下浇，通过底下冒上来；但由于此产品高度太高，达到1.2米，当铝液从中间注入浇铸口后，从底部分多路往上冒，铝液慢慢往上升，使产品成形；当铝液温度为750℃时，真正从产品中间浇出来，流入型腔时，产品顶部温度可能已降至650℃，造成底部温度高、顶部温度低，导致无法进行冒口补缩，最终导致产品发生疏松现象；产品解剖后气孔增多，进而导致承受压力的能力几乎为零；而成形过程中，因为产品外观散热片大约有50片，传统成形方式很难将50片散热片一一取出，可能会导致型腔坍塌，无法成型，故国内大公司均放弃生产制造。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种新能源大型储能飞轮电机外壳铸造模具，针对现有技术中飞轮外壳桶体复杂、工件尺度大、重量重、且有压力要求，外部散热片有近50根筋的不足，采用铝硅合金、美标A356，通过树脂砂造型低压浇铸工艺生产，飞轮外壳成品后做热处理，已通过美国公司检验，完全达到结构设计要求、物理性能及压力要求；其产品费用仅需约3.5万元人民币，为国家节约了大量的外汇。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种新能源大型储能飞轮电机外壳铸造模具，包括一体式飞轮外壳铸造模具和分体式飞轮外壳铸造模具，其特征在于：

所述一体式飞轮外壳铸造模具铸造的一体式飞轮外壳包括底座、桶下沿、桶上沿、桶体、散热片；

所述一体式飞轮外壳铸造模具，包括树脂砂芯模、内腔架、外模芯头和外模；所述内腔架与铝模采用铝模抽芯方式制备砂型芯模，所述外模芯头与砂型芯模垂直装配，所述树脂砂芯模外部装配外模；所述外模包括下沿定位槽、扇型模块、散热型腔、模块沿、上沿定位槽、圆锥定位块；所述外模芯头包括锥形定位销、模架杆、模架、凸台、柱形凸台；所述内腔架包括芯壳体、条形加强筋、圆柱内腔、锥形凸台腔。

所述一体式飞轮外壳铸造模具，包括圆形或者矩形的模架、带有桶下沿和桶上沿的截面为圆形桶体，所述桶体与模架相互一体式垂直连接，所述桶体的外圆周面上，在桶上沿至桶下沿之间，竖向均布等角设置有多个扇型模块，所述扇型模块上设置有散热型腔。

所述模具采用树脂砂芯模，通过铝模抽芯成型；外模采用至少30个扇型模块，通过扇型模块相互紧密拼接成为圆形桶体外模，所述扇型模块所对应的圆心角角度为圆周角的等分角，30个扇型模块对应的圆心角为12 度；所述树脂砂芯模采用起重设备，由桶体内孔中完成与底座的定位装配。