銅套的離心鑄造裝置的製作方法

2023-07-07 14:49:51 3

本發明屬於機械元件加工裝置領域，具體涉及銅套的離心鑄造裝置。

背景技術：

銅套，是一種用於各種輕工、大型、重型機械上的軸套，是機械上的重要組成件，包括銅輥、銅軸承等。銅套是以電解銅為原料，配以多種微量金屬元素，經高溫燒結，再通過離心鑄造加工而成。離心鑄造時需要使用離心鑄造裝置。

現有的離心鑄造裝置，主要包括型筒、託輪和電機，型筒安裝在託輪上，託輪與電機連接，通過電機帶動託輪轉動，並帶動型筒轉動；型筒的兩端均設有端蓋，防止原料飛濺。使用時，打開端蓋，向型筒內注入原料，啟動電機，電機帶動託輪轉動，從而帶動型筒轉動，使得型筒內的原料在離心力的作用下鑄造成型，形成銅套；本方案通過端蓋對原料進行阻隔，能夠避免原料飛濺，保護操作者的人身安全。

但是，上述離心鑄造裝置還存在以下問題：銅套在鑄造成型時，原料會在重力的作用下向下移動，導致原料在型筒的底部堆積，使得成型的銅套結晶不均。

技術實現要素：

本發明意在提供銅套的離心鑄造裝置，以解決現有技術銅套結晶不均的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案，銅套的離心鑄造裝置，包括機架、安裝在機架上的支撐臺和鑄型筒，鑄型筒的兩端均設有端蓋，其特徵在於：所述支撐臺的上表面設有筒託，鑄型筒與筒託轉動連接；支撐臺縱向滑動連接在機架上，機架的上部與支撐臺連接的一側設有限位孔，限位孔內設有固定支撐臺的限位塊；機架的上部設有電機，電機連接有電源，鑄型筒靠近機架的一端連接有飛輪，飛輪與電機連接；鑄型筒的筒壁為中空，且兩端均封閉，鑄型筒的筒壁的一端開有開口，開口上連接有貫穿端蓋的冷卻管，冷卻管遠離鑄型筒的一端連接有冷卻罐，冷卻罐內注有冷卻液，冷卻管上設有控制閥；機架的底部設有緩衝機構。

本方案技術特徵的技術效果：支撐臺用於支撐鑄型筒，端蓋能夠避免銅套成型時原料飛濺；筒託能夠用於安裝鑄型筒，並且鑄型筒能夠在筒託上轉動。將限位塊放置在限位孔內，能夠對支撐臺進行縱向定位，避免支撐臺在機架上縱向滑動。電源帶動電機轉動，電機帶動飛輪轉動，飛輪帶動鑄型筒轉動，產生離心力；斷開電源後，飛輪能夠在慣性的作用下帶動鑄型筒轉動，能夠節約帶動鑄型筒持續轉動所消耗的電能。冷卻罐內的冷卻液能夠對鑄型筒內的原料進行冷卻，使得銅套成型。緩衝機構能夠對鑄型筒進行緩衝，避免銅套被撞擊損壞。

本方案的技術原理是：首先，將支撐臺滑動至機架的頂端，將限位塊放置入限位孔內，對支撐臺進行支撐；再打開端蓋，向鑄型筒內注入銅套原料，再連通電源，使電機帶動飛輪轉動，從而帶動鑄型筒轉動，鑄型筒轉動時會產生離心力使鑄型筒內的原料沿著鑄型筒內壁轉動；再取下限位塊，使得支撐臺失去支撐，在重力的作用下，支撐臺、筒託、鑄型筒沿機架縱向向下滑動，此時原料處於失重狀態，並且斷開電機的電源，但是在慣性的作用下，飛輪帶動鑄型筒繼續轉動，原料在處於失重狀態之前有一個沿著鑄型筒內壁方向的初速度，因此原料在鑄型筒轉動時會沿著初速度的方向繼續轉動，並在離心力的作用下粘附在鑄型筒內壁；當鑄型筒下降至機架中部時，打開控制閥，使冷卻液進入鑄型筒的側壁內，對粘附在鑄型筒內壁的原料進行冷卻，形成銅套，銅套成型後在支撐臺、筒託、鑄型筒重力的作用下會繼續下降，機架底部的緩衝機構能夠對鑄型筒進行緩衝，避免支撐臺、筒託、鑄型筒之間在慣性下發生撞擊，避免銅套受撞擊損壞。

本方案能產生的技術效果是：

1、本方案與現有技術相比，不需要通過電源一直帶動鑄型筒轉動，利用飛輪在慣性下轉動的原理，帶動鑄型筒持續轉動，能夠節約能源；

2、本方案使得原料處於失重的狀態，避免原料在重力的作用下在底部堆積，從而避免銅套結晶不均；

3、本方案通過給原料沿筒壁方向的初速度，在失重狀態下避免原料在筒內漂浮，使得原料沿著初速度的方向轉動；

4、本方案通過在機架的底部設置緩衝機構進行緩衝，能夠避免銅套被撞擊損壞。

以下是基於上述方案的優選方案：

優選方案一：所述冷卻罐連接在鑄型筒遠離機架的一端。避免冷卻罐與飛輪接觸，阻擋飛輪轉動。

優選方案二：基於優選方案一，所述冷卻罐與鑄型筒可拆卸連接。銅套鑄型完成後，方便對冷卻罐進行更換。

優選方案三：基於優選方案二，所述冷卻液為液氮。冷卻的效果好，速度快。

優選方案四：基於優選方案三，所述端蓋靠近鑄型筒的一端設有石棉墊。石棉具有高度耐火性和絕熱性，能夠避免端蓋被燒壞。

優選方案五：基於優選方案四，所述筒託的上表面為與鑄型筒配合的弧面。弧面能夠與鑄型筒的外壁配合，使得鑄型筒的轉動效果更好。

優選方案六：基於優選方案五，所述緩衝機構包括水箱，水箱內注有水，機架安裝在水箱的底部。鑄型筒下降至水箱內時，通過水箱內的水的浮力對鑄型筒進行緩衝，既能夠達到緩衝的效果，也能夠對銅套進行進一步的冷卻，便於銅套取出。

優選方案七：基於優選方案六，所述支撐臺遠離機架的一端設有支架，支架頂端設有與鑄型筒截面面積相同的限位板，且限位板靠近鑄型筒的一側設有環形滑槽，冷卻罐遠離鑄型筒的一端位於環形滑槽內。

鑄型筒轉動時，冷卻罐沿著環形滑槽轉動，能夠避免冷卻罐發生扭轉，確保冷卻液快速進入中空的鑄型筒的側壁內對銅套進行冷卻成型。

附圖說明

圖1為本發明銅套的離心鑄造裝置的結構示意圖；

圖2為本發明圖1中a-a的剖視圖；

圖3為本發明圖1中c的放大圖；

圖4為本發明圖1中b-b部分的剖視圖。

具體實施方式

下面通過具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明：

說明書附圖中的附圖標記包括：機架1、限位孔11、限位塊12、支撐臺2、筒託3、鑄型筒4、端蓋41、石棉墊42、飛輪43、冷卻管44、冷卻罐45、電機5、電源6、支架7、限位板8、環形滑槽81、水箱9。

如圖1所示，銅套的離心鑄造裝置，包括水箱9，水箱9內注有水，且水箱9內設有機架1，機架1沿縱向滑動連接有支撐臺2，機架1上部的右側設有限位孔11，限位孔11設有配合的限位塊12，機架1上位於限位孔11的上方設有電機5，電機5上連接有電源6。

支撐臺2的上表面設有筒託3，如圖2所示，筒託3的上表面為弧面，且筒託3的上表面轉動連接有鑄型筒4，鑄型筒4的兩端均設有端蓋41，端蓋41與鑄型筒4靠近的一端均設有石棉墊42。鑄型筒4的左端設有飛輪43，飛輪43與電機5的輸出軸的右端連接的齒輪嚙合。

如圖4所示，鑄型筒4的筒壁為中空，且兩端均封閉形成冷卻空腔；鑄型筒4的右端面設有開口，開口上連接有貫穿端蓋41的冷卻管44，冷卻管44的右端可拆卸連接有冷卻罐45，冷卻罐45內注有液氮；支撐臺2的右端設有支架7，支架7上設有與鑄型筒4截面面積一致的限位板8，如圖3所示，限位板8的左側設有環形滑槽81，冷卻罐45的右端位於環形滑槽81內。

使用本實施例時，首先，將支撐臺2滑動至機架1的上部，再將限位塊12插入限位孔11內對支撐臺2進行固定，再向鑄型筒4內加入原料，並將鑄型筒4的兩端用端蓋41蓋上，端蓋41靠近鑄型筒4一側設置的石棉墊42能夠避免端蓋41被燒毀；此時鑄型筒4右端的飛輪43與電源6的輸出軸右端連接的齒輪嚙合，打開電源6，啟動電機5，電機5的輸出軸帶動齒輪轉動，從而帶動飛輪43轉動，飛輪43帶動鑄型筒4轉動，鑄型筒4內的原料在離心力的作用下沿著內壁轉動；再拔出限位孔11內的限位塊12，在重力的作用下，支撐臺2、筒託3和鑄型筒4沿著機架1向下滑動，在下降的過程中，原料處於失重的狀態，並且飛輪43在慣性下會繼續轉動，因此鑄型筒4會繼續轉動，而且原料有一個沿著鑄型筒4內壁的初速度，因此原料會繼續沿著鑄型筒4內壁轉動，粘附在鑄型筒4的內壁；當鑄型筒4下降至機架1的中部時，打開冷卻管44上的控制閥，冷卻罐45內的液氮進入冷卻空腔內，對鑄型筒4內的原料進行冷卻，使得銅套成型；銅套成型後，支撐臺2繼續下降進入水箱9中，通過水箱9內的水對支撐臺2、筒託3和鑄型筒4進行緩衝，避免鑄型筒4和鑄型筒4內的銅套撞擊受損，並且水能夠對銅套進行進一步的冷卻，便於銅套脫模；再打開端蓋41將銅套取出，再重複上述步驟進行銅套成型。

對於本領域的技術人員來說，在不脫離本發明結構的前提下，還可以作出若干變形和改進，這些也應該視為本發明的保護範圍，這些都不會影響本發明實施的效果和專利的實用性。