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u在钢筋混凝土轴承座上的应用 在电机的侧面结构下，选择新的轴承座的支撑结构，这决定了轴承座应具备良好的质量和使用性。轴承座材质为ZG20Mn。化学成分要求w(%)为:0.12～0.22 C,0.6～0.8 Si,1.0～1.3 Mn,0.4 Ni,P≤0.035,S≤0.035。力学性能:抗拉强度σb≥510MPa,屈服强度σs≥295 MPa,伸长率δ≥14%,断面收缩率Ψ≥30%,冲击吸收功AKU≥30J。轴承座轴孔壁相关圆弧面之间的同轴度误差不大于0.1 mm。轴承座轴向两外侧端面与轴向内腔圆弧基准面的垂直度误差不大于0.08 mm。内腔全加工,粗糙度为Ra1.6～3.2。外表大部分面积加工,粗糙度要求为Ra3.2～6.3。几个UT检查部位按GB7233-87二级检查。要求加工面不应有沟痕裂纹等缺陷,精加工的配合面不应有退火现象。要求铸件内在组织致密,不得有孔洞类缺陷和裂纹、夹砂、夹渣等缺陷。还要求外表光洁,结构规矩,尺寸准确,以保证在后续加工过程中不因缺陷及相关处理工作而影响产品的质量和进程。产品轮廓尺寸为1 290 1 轴承座侧壁对比ut 轴承座轴孔内径一端是准575 mm,另一端是准680mm。而在准575 mm孔相邻两侧,又有内径更大的内孔。即外壁厚沿轴向不等。轴承座径向主体壁厚差异更大,以热节圆直径T说明。为方便叙述,以轴孔为中心,将主体壁厚沿圆周方向分区,如图1。 尤其要保证的是该轴承座的3个主要侧壁,这3个侧壁均要做UT检查(如图双点划线所示)。显然铸造工艺必须使铸件内外质量良好。 若将轴承座侧立浇注(轴心线水平),不但补缩距离长而需要大量的补贴和冷铁,且补缩通道不顺畅,不能保证内部的凝固补缩,也给模型制作、造型和后续的清理和精整及检查带来诸多不便,增加成本,影响质量。 若将轴承座平放浇注(轴心线垂直),在壁厚相对较厚的3区位置设置冒口,竖直方向距离短,易于补缩。在水平横向上,再在外侧面局部设置外冷铁和补贴,冒口即可对1区、2区、4区形成补缩。几个UT检查面侧放,中孔以竖直芯形成,从一端凸台处分模,把模样的大部分置于下型,这一切都有利于保证质量,也给木型、造型、检查、清理和精整等工序带来方便。 2 传统的冷铁补贴设计 (1)浇注位置和分模分型面如图2。用树脂砂造型,水玻璃砂制芯。型腔和砂芯的成型面刷醇基锆英粉快干涂料。砂芯内腔辅以退让排气措施。合型后再施以风干。铸件径向缩尺取1.5%,高度方向缩尺取2.0%。 (2)外冷铁及补贴的设计 2区的初始几何模数M2=6.2 cm 1区的初始几何模数M0=8.2 cm 因为M22/3M0,因此在1区直接设置冷铁是适宜的。据此需要将1区的几何模数缩小至当量模数,即 经计算1区的体积V0=129 000 cm3。据铸造工艺手册及以上数据,计算在1区设置有气隙外冷铁的面积A′ch: 实现该面积的冷铁配置,冷铁必然与冒口距离较近,影响冒口效率发挥,也容易产生裂纹夹杂等缺陷,且备料造型等环节工作量大,故需要进行工艺调整。 由上述A′ch的计算公式可知,只有增大Mr,才能使A′ch的数值减小,从而接近预设外冷铁面积的预想。而增大Mr,即是要增大M2,合适的方法是在2区壁交处增加补贴即有此效,如图1、图3。 冷铁最理想的设置部位是在1区最大的竖侧面之处。这样,冷铁与冒口之间既保持距离,有明显的冷却端,又有冒口的补缩作用,形成合理的温度梯度。为使问题简化,经试算,预定1区最大竖侧面放置冷铁的面积为1 800 cm2,较为合理。 图3是2区的纵剖面示意图。经计算,该剖面的初始面积为1 030 cm2,周长为168 cm。假设在2区的壁交处沿径向增加的补贴厚度为x厘米,则此处的几何模数M2为: 而V0=129 000 cm3,M0=8.2 cm。又因预设A′ch=1 800cm2。 将以上数据代入式A′ch=V0(M0-Mr)/M0Mr,求x得 x=13 cm(如图2所示),则相应地 依据上式查铸造工艺手册中“有气隙的冷铁设置表面积图表”,得冷铁部位单位体积所需的冷铁表面积为13 cm2。计算所需冷铁表面积为:13V0=13×129=1 677(cm2),与上述预设外冷铁的面积1 800 cm2接近。这说明按接近预设数据的面积设置冷铁,只增设上述尺寸的补贴即可。故在补贴尺寸已定的情况下,可最终确定单个外冷铁的尺寸,如图2,设外冷铁厚度为δch,则 单个冷铁宽160mm,高350mm。数量3块。 (3)轴孔内壁补贴的设计 如图1、图2、图4所示,在产品图上,轴孔内壁的上端局部集中出现参差不齐的凸台凹糟,其最小内径φ575 mm。中下部内径为φ680 mm。按照传统的补贴设置方法即是过最外侧的点从内壁下部端点向上斜线拉通,还要加厚补贴厚度,如图4(b)。这样做会使补贴厚度大而出现弊端,增