采煤机铸钢件冒口设计与计算方法发展综述.pdf
《采煤机铸钢件冒口设计与计算方法发展综述.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《采煤机铸钢件冒口设计与计算方法发展综述.pdf(5页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第44卷第3期2023年6 月肖博予,戴建平,宋相坤.采煤机铸钢件冒口设计与计算方法发展综述J.煤矿机电,2 0 2 3,44(3):16-2 0.doi:10.16545/ki.cmet.2023.03.004采煤机铸钢件冒口设计与计算方法发展综述煤矿机电Colliery Mechanical&Electrical TechnologyVol.44 No.3Jun.2023肖博予,戴建平,宋相坤3(1.煤炭科学研究总院有限公司,北京10 0 0 2 0;2.中煤科工集团上海有限公司,上海2 0 0 0 30;3.天地上海采掘装备科技有限公司,上海2 0 140 1)摘要:合理设计冒口对保证采
2、煤机部件质量具有重要意义。介绍了目前通用的传统冒口与基于数值模拟冒口的设计计算方法,在传统计算方法中介绍了模数法、补缩液量法与比例法。在数值模拟计算方法中介绍了基于CAD/CAE、O p e n C a s c a d e 以及Flow-3D三种方法。最后以摇臂壳体为例,对比分析了在设计采煤机铸钢件时不同计算方法的优缺点,并对冒口设计计算方法的发展趋势与研究方向进行了展望。关键词:铸钢件;冒口设计;模数法;数值模拟中图分类号:TF777Overview of the Development of Riser Design and CalculationMethods for Coal Mini
3、ng Machine Steel Castings扫码移动阅读文献标志码:B文章编号:10 0 1-0 8 7 4(2 0 2 3)0 3-0 0 16-0 5XIAO Boyu,DAI Jianping,SONG Xiangkun(1.CCTEG Chinese Institute of Coal Science,Beijing 100020,China;2.CCTEG Shanghai Co.,Ltd.,Shanghai 200030,China;3.Tiandi Shanghai Mining Equipment Technology Co.,Ltd.,Shanghai 201401,C
4、hina)Abstract:Reasonable design of risers is of great significance in ensuring the quality of coal mining machinecomponents.The commonly used traditional riser and numerical simulation based riser design and calculationmethods was introduced,including modular method,feeding liquid method,and proport
5、ion method.Three methodsbased on CAD/CAE,Open Cascade,and Flow-3D were introduced in the numerical simulation calculationmethod.Finally,taking the rocker arm shell as an example,the advantages and disadvantages of differentcalculation methods in designing coal mining machine steel castings were comp
6、ared and analyzed,and thedevelopment trend and research direction of riser design calculation methods were prospected.Keywords:steel casting;riser design;modular method;numerical simulation液的结构,起到对铸件进行补缩与引导充型的作用,0引言能有效减少凝固过程中出现的缩孔、缩松等缺陷。作为煤矿采掘过程中的重要设备,采煤机在工冒口的设计是否合理与其设计计算方法密切相关。作时往往要承受较大的载荷,因此采煤机的各个
7、部本文对国内外铸钢件冒口常用设计计算方法进行系件对强度性能的要求较高。采煤机的行星架、摇臂统介绍,并对未来发展情况进行展望,为铸钢件冒口壳体、行走箱等重要部件均为铸钢件,铸钢具有强度的设计及其计算方法的选择提供参考。高、韧性好、灵活性大等优点,但铸钢熔点高,钢液流1传统冒口设计计算方法动性差,钢液易吸气且线收缩率较大,这使得铸钢件在铸造充型凝固过程中易出现缩孔、气孔等缺陷,影响铸件强度 。冒口作为铸型内设置的储存金属1.1 模数法模数法是国内铸钢件冒口设计中较为普遍的计2023年第3期算方法。模数又称为凝固系数,其取决于铸件的体积与传热表面积的比值。即:M=V/A式中:M为模数;V为体积;A为
8、传热表面积。模数与铸件完全凝固所需时间成正相关,计算模数是为了保证铸件完全凝固时,冒口中的金属液还未完全凝固,这样才能达到补缩的效果。对于如何确定冒口模数,目前主流的算法有如下几种:1)简化模数法。冒口模数在简化模数法中被简化表示为:MR=fM,式中:MR为冒口模数;f为模数扩大系数;M为被补缩部分铸件模数。通常使用简化模数法时还要配合冒口补缩效率公式对冒口体积进行计算。冒口补缩效率公式表示为:Vrmx二&VR二VR8式中:Vrmax为可被冒口补缩的最大体积;n为冒口补缩效率;为金属液体收缩率;VR为冒口的初始体积。在利用简化模数法进行计算后,往往还需要用补缩液量法进行校对。2)一般模数法。该
9、方法基于Chvorinov法则,其方程表示为:M=KJt式中:K为凝固系数;t为凝固时间。3)Q 参数法。研究表明,冒口的体积主要由被补缩部分铸件的体积与模数所决定2 。据此所定义出来的Q参数表示为:=M式中:V为被补缩部分铸件原体积加浇注后型腔扩大的体积。对于铸钢件,Q参数满足以下公式:VR=200+0.15Q4)周界商法。周界商与Q参数的定义相同,即铸件的体积与其模数三次方的比值3。使用周界商法时需要满足的算式如下:(1-6)-f-%=0式中:Q为被补缩部分铸件的周界商;QR为冒口的周界商。5)三次方程法。该方法基于铸件凝固终了时,肖博予等:采煤机铸钢件冒口设计与计算方法发展综述(1)MR
10、=AR式中:M为凝固后冒口的实际模数;AR为冒口的传热表面积。对于补缩部分的铸件,将其密度变化视为体积变化,得出实际模数:(2)M=(1+)M在实际计算中,往往还需要加人一个安全系数来保证对铸件进行有效补缩4。因此最后获得的算式为:Vr-Vr=6(1+)M,AR1.2补缩液量法(3)补缩液量法是基于凝固等温线与补缩金属液量对冒口进行计算的方法,其大多被用于计算大气压力暗冒口的大小。凝固等温线表示的是铸件与冒口的凝固层厚度。而补缩液量表示冒口中能用于补缩的金属液应足够用于对被补缩部分铸件缩孔部分进行补缩。算式表达为:Go=(Gp+GR)8式中:G。为冒口中用于补缩的金属液的重量Gp为(4)被补缩
11、部分铸件原型腔与浇注后型腔扩大体积之和的金属液的重量;GR为冒口原体积中金属液的重量。在计算完冒口用于补缩的金属液重量后,可以根据所选的冒口类型,对冒口尺寸进行进一步计算。V1)球顶圆柱形暗冒口:(5)(d-do)?Go=34式中:d为冒口直径;d。为热节圆直径;h为冒口高度;h为保险高度;p为钢液密度;k,为修正系数,通常取0.7 7。(6)2)腰型顶暗冒口:Go=(-do)(b-do)h-(+h)ehi式中:为冒口宽度;b为冒口长度。(7)1.3比例法比例法是一种较为简单的基于经验性的铸造方法,其根据被补缩部位的热节圆直径或壁厚对冒口尺寸进行计算,基本表达式为:17冒口与被补缩部分铸件两者
12、的实际模数相等这一定理4。对于冒口,其用于补缩而形成的缩孔往往位于冒口中间,其凝固后的传热表面积可以约等于其原有的散热表面积,因此其实际模数可表示为:(8)(9)(10)(11)%+hi)pk(12)(13)VR-VF18式中:K,为经验系数;T为热节圆直径或壁厚。比例法的关键在于经验系数K 的确定5。K由被补缩部分铸件形状、材料,根据经验进行确定。K,除了与热节圆直径或等效壁厚有关,还与补缩距离有关。结合数据可以得出K,的回归方程如下:K,=0.22(15)T式中:L为补缩距离;Z为修正系数,其与被补缩部分铸件的平均壁厚以及冒口与热节圆的相对位置有关。由于比例法的经验性较强,因此在对冒口设计
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 采煤 铸钢件 冒口 设计 计算方法 发展 综述
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。