梅花彈性聯(lián)軸器是刮板輸送機的一種動力傳遞裝置,一端連接電機,另一端連接減速機。利用計算機模擬軟件V-Cast對聯(lián)軸器的凝固過程進行了數(shù)值模擬,利用模擬軟件添加了保溫冒口、保溫材料、冷鐵和澆注系統(tǒng)。模擬結(jié)果表明,產(chǎn)品質(zhì)量得到了保證。
【部分圖文】：

lumelasticcouplingisthescraperconveyorpowertransferdevice,whoseendconnectstothemotorandtheotherendconnectsthereducer.ThecomputersimulationsoftwareV-Castwascarriedonthenumericalsimulationofcouplingsolidificationprocess.Theinsulatingriser,insulatingmaterials,chillironandgatingsystemweredesignedwiththesimulationsoftware.Thesimulationresultsshowthatthequalityofthecastingisensured.Keywords：coupling;numericalsimulation;foundrytechnique聯(lián)軸器也叫梅花彈性聯(lián)軸器，是刮板機上傳遞動力的零件；如圖1所示，其一端形狀類似梅花，中部是一個帶孔的圓盤，另一端是空心的圓柱。一般情況下，一臺刮板機上有兩件聯(lián)軸器，一件安裝在電動機上，另一件安裝在減速機上，兩件聯(lián)軸器的梅花部位對接，加上彈性塊相互配合，就完成了動力從電動機到減速機的輸出。聯(lián)軸器的材質(zhì)是低合金鋼ZG30SiMn；聯(lián)軸器不能有縮孔、氣孔、砂眼、縮松等質(zhì)量缺陷。本文利用計算機數(shù)值模擬技術(shù)，運用鑄造模擬軟件V-Cast，模擬聯(lián)軸器的凝固過程，預(yù)測缺陷位置，通過添加保溫冒口、冷鐵以及澆注系統(tǒng)，獲得了合理的鑄造工藝。1聯(lián)軸器的輪廓尺寸及鑄造參數(shù)設(shè)定SGZ730/320刮板輸送機安裝的聯(lián)軸器，內(nèi)孔直徑100mm，總長260mm，質(zhì)量103kg。根據(jù)聯(lián)軸器的形狀結(jié)構(gòu)，分型面放在如圖2所示最大平面上，有利于造型。利用Pro/E繪制聯(lián)軸器的三維立體圖，導(dǎo)入V-Cast軟件，設(shè)置相關(guān)鑄造參數(shù)：網(wǎng)格剖分數(shù)目50萬，澆注溫度1580℃，熱導(dǎo)率為35W/（m·K），平均壁厚選擇25mm，收縮率為6.9%，初始溫度25℃，砂型重力鑄造[1-2]。圖1聯(lián)軸器的實體模型Fig.1Solidmassmodelofcoupling收稿日期:2015-11-11基金項目:河南省質(zhì)監(jiān)局科技計劃項目(2015zj07)作者簡

口中的液體不能向下對熱節(jié)部位提供有效補縮，該部位的缺陷不能消除，說明工藝需要進一步改進。4帶澆注系統(tǒng)的工件凝固過程聯(lián)軸器產(chǎn)生質(zhì)量缺陷最主要的原因是補縮通道在熱節(jié)部位之前凝固，冒口中的液體不能對最后凝固區(qū)域進行補縮�？紤]從三個方面對此問題進行改進：①在聯(lián)軸器的準200mm×140mm圓柱部位加上20mm厚的保溫材料，以延長此處的凝固時間；②在梅花連接齒的中心部位加上準130mm×30mm圓盤狀冷鐵，以加快該熱節(jié)部位的冷卻速度，縮短其凝固時間；③把冒口的高度由200mm增加到250mm，以延長冒口的補縮距離。圖2聯(lián)軸器的分型面示意圖Fig.2Partingsurfaceschematicmapofcoupling22651705116758931(a)t=300s(b)t=1000s(c)t=1500s(d)t=2000s圖4帶帽口工件的凝固過程數(shù)值模擬結(jié)果Fig.4Thenumericalsimulationresultsofthesolidificationprocesswithrisers1521114877440026(a)t=200s(b)t=400s(c)t=800s(d)t=1400s圖3凝固過程的數(shù)值模擬結(jié)果Fig.3Thenumericalsimulationresultsofthesolidificationprocesst/st/s96

HotWorkingTechnology2016,Vol.45,No.152聯(lián)軸器的凝固過程模擬結(jié)果圖3是聯(lián)軸器凝固過程的數(shù)值模擬結(jié)果，透明區(qū)域表示固態(tài)，深色區(qū)域表示液態(tài)或半液態(tài)。t=200s時，聯(lián)軸器下部的梅花連接齒首先開始凝固；t=400s時，梅花連接齒已經(jīng)凝固；t=800s時，圓盤部位由外向內(nèi)凝固，液體區(qū)域保持環(huán)狀連通，逐漸向中心退縮；從t=1400s時的凝固圖可看出，中心部位的液體最后凝固，是熱節(jié)部位。由于該部位最后凝固，因此縮松縮孔會分布在其上面的整個空心圓柱上，這就要求設(shè)計的冒口具有足夠的補縮距離。3加上冒口的工件凝固過程數(shù)值模擬考慮到冒口需要向下補縮較長的距離，在聯(lián)軸器的圓柱上添加尺寸為準160mm×200mm的保溫冒口，保溫套厚20mm，再次繪制三維圖形，導(dǎo)入V-Cast軟件進行數(shù)值模擬[3]，圖4是數(shù)值模擬結(jié)果。t=300s時，聯(lián)軸器的梅花連接齒部位已經(jīng)凝固；t=1000s時，液體區(qū)域逐漸縮小，冒口頸處和圓柱與圓盤交界處的溫度最高；t=1500s時，在聯(lián)軸器圓柱上的某一部位，由于溫度較低而首先凝固，把液體熔池分成上下兩部分；t=2000s時，被分割開來的兩部分液體熔池各自獨立凝固，冒口的補縮通道被關(guān)閉，冒口中的液體不能向下對熱節(jié)部位提供有效補縮，該部位的缺陷不能消除，說明工藝需要進一步改進。4帶澆注系統(tǒng)的工件凝固過程聯(lián)軸器產(chǎn)生質(zhì)量缺陷最主要的原因是補縮通道在熱節(jié)部位之前凝固，冒口中的液體不能對最后凝固區(qū)域進行補縮�？紤]從三個方面對此問題進行改進：①在聯(lián)軸器的準200mm×140mm圓柱部位加上20mm厚的保溫材料，以延長此處的凝固時間；②在梅花連接齒的中心部位加上準130mm×30mm圓盤狀冷鐵，以加快該熱節(jié)部位的冷卻速度，縮短其凝固時間；③把冒口的高度由200mm增加到250mm，以延長冒口的補縮距離。圖2聯(lián)軸器?
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