【技术实现步骤摘要】
本技术属于柴油机生产，具体涉及一种大型柴油机机身浇注系统。
技术介绍
1、柴油机机身一般包括l型、v型两种形式。大型柴油机机身由于二者机构的差异，铸造时l型、v型机身浇注位置有所不同，l型机身浇注位置有缸孔面朝下、缸孔面侧向放置两种方法，如图31、图32所示，v型一般采取缸孔面朝下放置的方法，如图33所示。
2、机身浇注系统是将熔化合格的金属液引入铸型中的通道，浇注系统设计是否科学、合理对金属液充填的平稳性有着非常重要的影响，而金属液流动是否平稳对铁液的温度场的分布及与空气接触表面积变化有着决定性作用，铁液流动越不平稳，甚至出现喷射等现象时，铁液与空气接触的表面积增大，铁液氧化程度增加，铁液中的铁、锰、硅、镁等元素与空气中的氧等形成的氧化物越多，这些氧化物就是二次渣的主要成分。另外，由于散热面积的增加，铁液散热加快，铁液温度降低较多，较低的铁液温度加剧了氧化物产生的量，所以，保证铁液平稳充型是浇注系统设计的一个重要考虑因素，浇注系统是否合理对柴油机机身质量至关重要。
3、大型柴油机机身浇注方法一般有底注式、中注式和阶梯式三种，底注式一般充型平稳，但铁水上部温度较低；中注式铁液有一定的紊流，但上部温度降低较少；对于高度尺寸较大的柴油机机身铸件，考虑到充填过程中温度降低的情况，一般在上部某个位置增设一个或一组浇口，以补充一定量的热铁水到铸件较高的位置，即为阶梯式浇注。阶梯式浇注，上部铁液与下部铁液会发生对冲，容易产生紊流。中注式、底注与阶梯浇注如图34、图35、图36所示。浇注方式对铁液稳定充型、铸型的温度场
4、大型柴油机机身浇注的铁水量大，一般重达二十吨以上，有的机身液重超过四十吨，为了有效的控制铁液温度等参数，大型柴油机机身一般采取定量或半定量浇口杯将铁液引入铸型内。浇口杯是铁液进入铸型的第一关口，对铁液的温度控制、铁液的净化非常重要。定量浇口杯是将浇注机身的全部铁液放入浇口杯中，铁液在浇口杯中进行一系列的静置、测量温度操作后进入铸型的一种大型耐高温容器。半定量浇口杯是铁液充满浇口杯后测温达到要求后铁液进入铸型，同时浇包继续向浇口杯内注入铁液，直至铁液流完的一种容积较小的耐高温容器。定量和半定量浇口杯各有特点，半定量浇口杯尺寸及容量小，浇口杯的修筑、起吊方便，另外半定量浇口杯由于没有静置过程，铁液散热小，降温慢，但半定量浇口杯只对部分铁液进行了温度测量，整个铁液温度无法准确测量，铁液温度控制难度大，另外，半定量浇口杯无法实现铁液静置，不利于渣子、气体的上浮、去除。定量浇口杯虽然尺寸大，铁液热量有一定的损失，但便于铁液静置，利于渣、气的上浮和去除，也便于浇注温度的精准控制。
5、大型柴油机机身的直浇道一般采用圆柱形，直浇道将铁液由浇口杯引入机身的浇注位置平面，是铁液进入铸型的第二个通道。直浇道内，不同的高度压头是不相同的，随着高度的降低，铁液压力越来越大，正是一定压头的存在，铁液才能充满铸型，形成机身铸件，所以合理的设计直浇道高度等参数，对避免机身浇不足、尺寸形状不完整、冷隔、气孔等缺陷至关重要。
6、机身横浇道一般为梯形或圆柱形，上与直浇道相连，下与内浇道相通，是铁液进入铸型的一个及其重要的中间环节。一般情况，同一高度横浇道内压力是基本相同的。横浇道的尺寸、形状和位置对铁液稳定充型和挡渣作用的发挥有着重要影响。
7、大型柴油机内浇道是铁液进入铸型的最后一道关口，内浇道一端与横浇道相连，另一端与铸件相接，内浇道的形式与布置对铁液充型的稳定性、铁液型内分布均匀性有较大的影响，机身浇注系统各部分组成如图37-图38所示。
8、一般大型柴油机机身采用阶梯式封闭式或半封闭式浇注系统，且多采用半定量浇口杯。如某大型柴油机机身为v型20缸，缸孔夹角60°，机身轮廓尺寸为5400×1500×1400mm，缸径φ310mm，缸孔中心距为490mm，a列和b列缸孔错位间距为90mm。最薄壁厚为20mm，最厚处为150mm。主要壁厚：缸孔和曲轴箱周围壁厚为20mm，自由端、输出端曲轴瓦面厚度分别为110mm、120mm，中间档曲轴瓦面厚度为100mm，底脚板主要厚度为120mm，机身液重26吨。该机身采用汽缸面向下的方案，铸型采用上、中、下分型方式，采用组芯的方式成型。浇注系统采取阶梯式浇注系统，即铁液进入浇口杯后先打开下层浇注系统，铁液依次进入直浇道、缓冲铸型、分直浇道、横浇道、内浇道后进入铸型，当铁液上升的机身约三分之二时开启上层浇注系统，铁液通过直浇道、横浇道、内浇道进入机身上部预定高度与原先铁液共同充填铸型直至充满，如图38所示。半定量浇口杯只对部分铁液进行了温度测量，整个铁液温度无法准确测量，铁液温度控制难度大，另外，半定量浇口杯无法实现铁液静置，不利于渣子、气体的上浮、去除。
9、这种浇注方式，在生产中经常出现柴油机机身凸轮轴孔、观察窗口、上下缸孔、气腔等部位出现夹渣、夹杂缺陷，缸孔等部位因夹杂出现漏水的情况。经统计与分析发现，机身夹渣、夹杂缺陷整体呈随机分布，夹渣、夹杂缺陷在凸轮轴、缸孔不同档、不同缸，离散分布，但在分析比较时还发现，缺陷在不同高度方向还是有一定的规律性，缺陷一般分布在坭芯的拐角位置附近或坭芯大平面位置下部。针对上述问题，先后采取了强化炉前出铁液及转运过程各个环节的拔渣操作，以减少一次渣的数量，控制浇注温度减少二次渣的形成以及进行局部工艺补正以便通过加工或打磨的方式消除缺陷，但从验证效果上看，措施作用不明显，缺陷依然时有发生。夹渣、夹杂的处理影响了生产节点，延滞了交货期，引起用户抱怨；更为重要的是大量缺陷造成不少机身报废，有的缺陷是在机身加工即将完成时才发现的，废品损失巨大。
10、在综合人、机、料、法、环各个要素中的作用，结合机身缺陷特点及原机身工艺状况及前期排查和措施后，认为造成机身频繁出现夹渣、夹杂缺陷的根本原因是机身铁液中混有大量的渣子和其他异物造成的。由于渣子和夹杂比重较铁液小，这些渣子和异物随铁液进入铸型后，前期随铁液一起上浮，铁液充满铸型后继续上浮，上浮过程中这些渣子和异物会不断聚集长大，当上浮到型芯拐角部位或大平面部位时渣子和夹杂物受阻，要么上浮速度减少，要么无法上浮，从而导致渣子和夹杂物滞留在铸件内，在清理或加工机身铸件时暴露出各式各样的夹杂类缺陷。这与浇注系统形式、各组员的比例、浇注系统挡渣功能缺失有关。故机身浇注系统直接影响铁液充型的平稳性、对二次渣的产生有着及其重要的影响；更为重要的是浇注系统挡渣、蔽渣效果不足，导致大量的一次渣和异物进入铸型中。
11、基于上述缺陷，因此有必要提出改进。
技术实现思路
1、本技术解决的技术问题：提供一种大型柴油机机身浇注系统，本技术通过在定量浇口杯内设计动态挡渣装置、拔塞装置、铁液收集装置、主动震动浮渣结构，并设计底注开放式浇注系统，具有集渣功能的横浇道，开放式的变径内浇道，便携式多功能静压式过滤器，铁液封闭限流装置，从而能够减少铁液中的渣子和其他异物，避免铸件成型后频繁出现夹渣、夹杂缺陷，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.大型柴油机机身浇注系统，该浇注系统为底注开放式浇注系统，包括置于铸型上部的浇口杯(1)，所述浇口杯(1)出水口依次通过直浇道(2)、横浇道(3)、内浇道(4)与铸型内腔连通，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的大型柴油机机身浇注系统，其特征在于：所述浇口杯本体(1-1)焊接成型后在其内部底面先铺一层厚度3mm～5mm的耐热层A(1-1-1)，再铺一层60mm厚的成型耐火材料B层(1-1-2)，再铺上一层10mm～20mm厚的耐火材料C层(1-1-3)，最后铺一层30mm厚的耐火材料D层(1-1-4)，形成基础隔热层，在铺设基础耐热层时两端各预留一个水口位置；
3.根据权利要求1所述的大型柴油机机身浇注系统，其特征在于：所述震动装置(1-2)包括固定在浇口杯本体(1-1)底部一外侧中部的震动基座(1-2-1)，所述震动基座(1-2-1)上通过紧固螺栓(1-2-3)固定有震动器(1-2-2)。
4.根据权利要求1所述的大型柴油机机身浇注系统，其特征在于：所述拔塞装置(1-3)包括耐火拔塞头(1-3-1)、成型耐火管(1-3-2)、拔塞杆(1-
5.根据权利要求1所述的大型柴油机机身浇注系统，其特征在于：所述挡渣环(1-4)包括用φ8mm圆钢焊接制成的能够与隔热水口(1-1-5)外周适配的圆环L(1-4-1)，所述圆环L(1-4-1)周围上缠绕一层厚度为3mm的耐火材料M1层(1-4-2)，再反方向缠绕一圈φ1mm紧固材料N1层(1-4-3)，再在紧固材料N(1-4-3)上缠绕一层2mm的耐火材料M2层(1-4-4)，再反方向缠绕一圈φ1mm的紧固材料N2层(1-4-5)；重复上述使圆环L(1-4-1)再增厚5mm。
6.根据权利要求1所述的大型柴油机机身浇注系统，其特征在于：所述横浇道(3)上的蔽渣集渣浇道结构包括在横浇道(3)内壁上均布的多个蔽渣槽(3-1)，以及设于横浇道(3)端部的集渣包(3-2)。
7.根据权利要求1所述的大型柴油机机身浇注系统，其特征在于：所述铁液过滤装置(7)包括铁液过滤器(7-1)，所述铁液过滤器(7-1)上部设有虑前铁液缓冲区(7-2)，所述铁液过滤器(7-1)下部设有虑后铁液缓冲区(7-3)。
8.根据权利要求1所述的大型柴油机机身浇注系统，其特征在于：所述内浇道(4)包括圆柱状的内浇道直管(4-1)，所述内浇道直管(4-1)之间通过圆柱状的内浇道弯管(4-2)连接，所述内浇道(4)出口通过异型变截面内浇道(4-3)与铸型内腔连接，所述异型变截面内浇道(4-3)一端截面尺寸与内浇道直管(4-1)和内浇道弯管(4-2)相同，所述异型变截面内浇道(4-3)另一端截面逐渐放大至1.5～3倍，其末端呈长宽比为3～8的矩形。
9.根据权利要求1所述的大型柴油机机身浇注系统，其特征在于：所述铸型包括上铸型(6)和下铸型(5)，所述下铸型(5)上的分型面上距离铸件30--50mm范围内设有封闭环槽(5-1)，所述封闭环槽(5-1)内设有封箱条(8)，该结构形成铁液封闭限流结构。
...【技术特征摘要】
1.大型柴油机机身浇注系统，该浇注系统为底注开放式浇注系统，包括置于铸型上部的浇口杯(1)，所述浇口杯(1)出水口依次通过直浇道(2)、横浇道(3)、内浇道(4)与铸型内腔连通，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的大型柴油机机身浇注系统，其特征在于：所述浇口杯本体(1-1)焊接成型后在其内部底面先铺一层厚度3mm～5mm的耐热层a(1-1-1)，再铺一层60mm厚的成型耐火材料b层(1-1-2)，再铺上一层10mm～20mm厚的耐火材料c层(1-1-3)，最后铺一层30mm厚的耐火材料d层(1-1-4)，形成基础隔热层，在铺设基础耐热层时两端各预留一个水口位置；
3.根据权利要求1所述的大型柴油机机身浇注系统，其特征在于：所述震动装置(1-2)包括固定在浇口杯本体(1-1)底部一外侧中部的震动基座(1-2-1)，所述震动基座(1-2-1)上通过紧固螺栓(1-2-3)固定有震动器(1-2-2)。
4.根据权利要求1所述的大型柴油机机身浇注系统，其特征在于：所述拔塞装置(1-3)包括耐火拔塞头(1-3-1)、成型耐火管(1-3-2)、拔塞杆(1-3-3)、拔塞压杆(1-3-5)和拔塞支架(1-3-6)，所述拔塞杆(1-3-3)上依次安装有耐火拔塞头(1-3-1)和成型耐火管(1-3-2)且上部和下部用螺母(1-3-4)锁紧；所述拔塞压杆(1-3-5)中部与拔塞支架(1-3-6)顶端通过螺栓ⅰ(1-3-8)连接起来，所述拔塞杆(1-3-3)顶端和拔塞压杆(1-3-5)端头用螺栓ⅱ(1-3-7)连接起来。
5.根据权利要求1所述的大型柴油机机身浇注系统，其特征在于：所述挡渣环(1-4)包括用φ8mm圆钢焊接制成的能够与隔热水口(1-1-...
【专利技术属性】
技术研发人员：王永红，郭敏，赵悦光，付岳楼，王喆，李骥，景高楼，谷刚，刘彦，任耀刚，张长春，刘建军，卫蓉，
申请(专利权)人：陕西柴油机重工有限公司，
类型：新型
国别省市：
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