[實用新型]重力澆鑄模擬試驗臺

有效

• 申請號: 201721294909.8
• 申請日: 2017-10-09
• 公開（公告）號: CN207366545U
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發明（設計）人: 王成軍;竇海石;鄭艷;李龍;郭永存;沈豫浙;余漢偉
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: G01N33/20
• 分類號: G01N33/20;G09B25/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種重力澆鑄模擬試驗臺，包括底座、澆包架、試驗澆包、傾倒裝置、振動臺、模擬砂箱和測量裝置。本實用新型可選用水、泥漿或甘油等作為介質模擬液態金屬，主要用于鑄造成型過程中的充型過程的水力模擬試驗、澆鑄規律模擬試驗和振動澆鑄模擬試驗。所述的試驗澆包通過傾倒裝置驅動實現重力澆鑄，在模擬砂箱內安裝不同的澆注系統和鑄型可開展充型試驗；試驗結果可通過測量裝置、振動臺、模擬砂箱和試驗澆包中安裝的傳感器獲取，且試驗參數可由計算機自動采集、轉換。本實用新型可以根據不同的工況、澆注系統和鑄型有針對性地制定試驗方案，得到有規律的結論，且具有研究不受環境和場地等因素的制約，易于操作、成本低等諸多優點。

技術領域

本實用新型屬于鑄造試驗設備技術領域，特別涉及一種重力澆鑄模擬試驗臺。

背景技術

傳統鑄造生產中目前仍然是根據經驗來確定流量系數、流速等鑄造工藝參數及合理的澆注系統，這對于重大復雜及批量大的一些鑄件是非常不夠的，也是不科學的，鑄件廢品率居高不下，常常造成重大經濟損失。在鑄造生產中澆鑄時鐵水或鋼水需要用澆包轉到生產線上，對準澆注口把澆包中的鐵水或鋼水倒在澆鑄工件的澆口杯中，冷卻后經過落砂清理形成鑄件。目前，澆鑄鐵水或鋼水是由工人手抬或行車吊運沉重的澆包，從高頻電爐處接鐵水或鋼水，再把鐵水或鋼水與澆包移到澆鑄地點，兩人或多人配合，將澆包慢慢地傾斜，將澆包中的鐵水或鋼水傾倒在工件的澆注口中。此種方法不便于現場教學或試驗研究，主要制約因素有：(1)受到用電的限制，一般鑄造生產都在夜間進行，不便于開展參與人數較多的教學或需要調試的試驗研究；(2)鑄造現場工作環境差。鐵水或鋼水的溫度高達1500℃左右，其工作環境溫度在40℃以上，安全隱患大；(3)工作環境危險，時刻要小心鐵水或鋼水飛濺，現場工作人員的人身安全保障存在隱患；(4)現場澆鑄全程周期較長，澆鑄速度慢；(5)現場澆鑄試驗成本高。在涉及鑄造過程的教學、研究方面，鑄造成型方面的教學都是基于教師或師傅的口述和視頻教學，很少有學生可切身體會鑄造的過程，導致對鑄造方面的很多知識僅停留在紙上談兵的階段。而且到現場參觀受到參觀時機安排、現場接受參觀的條件、安全管理以及交通等諸多限制，一次教學往往要花費很多的時間和精力在籌備和組織上。不僅增加了組織籌備的工作量，提高了教學成本，而且鑄造現場教學還存在一定的安全隱患和管理難度。因此，數值模擬和以水力模擬為主的物理相似模擬試驗成為替代現場澆鑄試驗進行教學和科研試驗的一種主要手段。同時，隨著鑄造生產技術的發展、測試技術和計算機在鑄造生產和研究中的應用，以及對鑄件質量要求的提高，迫切需要在實驗室通過物理模擬和數學模擬的方法，對鑄造生產的主要過程——充型過程和凝固過程，進行精確的測量，研究其規律、得出定性和定量的數學公式。從而能夠測出一些未知的現象，并以實驗室中所得到的規律去指導和控制生產過程，提高鑄件的質量和產量，進而取得更好的經濟效益。

基于計算機的數值模擬方法盡管具有一定的參考價值，但是誤差較大，且很多工藝參數無法通過計算機模擬的方法獲取。國外一些工廠從上世紀70年代就開始對于重大、復雜和批量較大的鑄件，已經普遍地先在實驗室中用水模擬的方法研究充型過程及澆注系統，找出其規律，確定最合理的工藝方案，然后進行生產，以取得最佳的經濟效果。

水模擬技術已成為鑄件鑄造工藝優化設計中常用的研究方法,理想的鑄造工藝設計可有效地減輕液態金屬充型過程中的卷氣和夾雜傾向。研究過程不僅在于流動過程的顯示和對計算機數值模擬過程的補充，而且隨著近代計算機技術、圖像處理技術以及激光技術的發展，如利用PIV等液體流場可視化技術，利用計算機圖形圖像學高速有效的算法，對獲得的流場圖像進行定量化研究。但對水模擬過程與液態金屬充型過程的相似性有更高的要求，對水模擬的試驗臺設計提出了更高的要求，從而提高水模擬試驗結果的準確性。