特大型旋回破碎机横梁铸造工艺的模拟研究

发布时间：2016-07-10 01:09

本文关键词：特大型旋回破碎机横梁铸造工艺的模拟研究，由笔耕文化传播整理发布。

《沈阳工业大学》 2015年

特大型旋回破碎机横梁铸造工艺的模拟研究

张子慧

【摘要】：凝固过程是决定铸件质量的关键环节，很多铸造缺陷如缩孔缩松，热裂和变形与该过程密切相关。因此铸件的温度场计算、凝固顺序的控制是铸造工艺设计的关键问题。应用数值模拟技术对铸件的温度场进行分析，不仅能够通过可视化方法再现铸造过程、预测产品质量，确定工艺方案，同时也能够有效地降低生产成本、缩小生产周期、提高经济效益。本文利用ProCAST数值模拟软件对特大型旋回破碎机横梁的两种铸造工艺进行了模拟分析，改进工艺方案，并进行浇注验证和探伤检验。采用圆形冒口设计方案，铸件内缩孔缺陷大多出现在横梁铸件的厚壁处，其中出现在冒口下方铸件壁厚处缺陷尺寸较大，且整体上呈对称分布；采用腰形冒口设计方案，在铸件内出现的缺陷较少，只在铸件对称两臂下端厚大部位出现两处缺陷，且分布较为集中，说明腰形冒口设计方案优于圆形冒口设计方案。针对腰形冒口设计方案进行了进一步的铸造工艺改进，，即采用两个保温发热冒口进行金属液补缩，并在冒口根部增加补贴，同时在远离冒口的端部位置设置冷铁。根据Niyama判据对原工艺及改进后工艺的铸件进行缩松缩孔预测，结果表明，原铸造工艺在远离冒口和铸件激冷端部的区域，存在小于Niyama判据临界值的区域，预测在此区域会产生缩松缺陷，而在实际生产中，发现在该区域确实出现探伤不符合要求情况。改进工艺的模拟实验和Niyama判据计算表明，铸件末端到冒口处为正的温度梯度，不存在小于Niyama判据临界值的区域。利用改进工艺所生产的特大型旋回破碎机横梁，探伤检验满足技术要求。

【关键词】：
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG24
【目录】：

下载全文更多同类文献

CAJ全文下载

(如何获取全文？欢迎：购买知网充值卡、在线充值、在线咨询)

CAJViewer阅读器支持CAJ、PDF文件格式

【参考文献】

中国期刊全文数据库前10条

1 潘利文;郑立静;张虎;高文理;;Niyama判据对铸件缩孔缩松预测的适用性[J];北京航空航天大学学报;2011年12期

2 张舒娟;侯华;杨晶;毛红奎;;充型过程的数值模拟技术[J];材料导报;2007年03期

3 郭可讱,金俊泽,高钦,黄琪瑞,徐安顺,王卫东;大型铸件凝固进程的数字模拟[J];大连工学院学报;1980年02期

4 晁大海;;热凝固工艺计算机模拟技术及应用研究[J];舰船科学技术;2009年05期

5 晏星凡;钟文彬;李柏林;何朝明;;破碎机振动梁动力响应优化设计[J];机械设计与制造;2008年01期

6 周征;段国林;岳磊;贾东升;;PCM160锤式破碎机动态仿真和轴径设计优化[J];煤矿机械;2010年06期

7 郭年琴,沈绍刚;矿山设备标准件参数化设计[J];南方冶金学院学报;2000年01期

8 刘静;丁凌蓉;;基于Matlab的低矮式破碎机V带传动模糊优化设计[J];江西理工大学学报;2009年02期

9 孙立斌,张光跃,柳百成,苏玉斌,徐志刚,龙云清;凝固模拟技术在铸钢件上的应用[J];热加工工艺;2000年03期

10 周丹晨,蒋玉明,杨屹;国外铸件充型凝固过程数值模拟软件介绍[J];热加工工艺;2000年05期

【共引文献】

中国期刊全文数据库前10条

1 陈建明;;空心微珠保温帽的研制与应用[J];安徽工学院学报;1984年03期

2 朱先琦,汤宗成;用大孔出流理论解决大中型盘类铸件浇注系统设计问题[J];安徽机电学院学报;2000年04期

3 张建;王皖;王新华;;反向凝固08Al/15F复合钢带凝固传热过程的有限元分析[J];安徽冶金;2001年01期

4 石钱军;ZU70Mn2 Mo轧辊的开发与应用[J];包钢科技;2003年S1期

5 程军,程眉,徐宏;发动机铝铸件三维凝固过程数值模拟研究[J];兵工学报;1995年03期

6 王军,贾成厂,郭志猛,殷声;逐步熔融凝固启动阶段电磁场和温度场的数值计算[J];北京科技大学学报;2000年04期

7 娄娟娟,包燕平,刘建华,孙维,杜松林,黄社清;连铸异型坯凝固过程的数值模拟[J];北京科技大学学报;2005年02期

8 董雷;韩庆礼;刘国权;;扩散焊接多层材料淬火过程的有限元分析[J];北京科技大学学报;2007年12期

9 谢朝阳;张炯明;胡波;吴苏州;罗衍昭;肖超平;杨锦;;大扁锭凝固过程模拟及缩孔优化[J];北京科技大学学报;2011年01期

10 潘雄;翟步英;;无余量熔模精密铸造的技术特点及其应用领域的拓展[J];重庆工学院学报;2005年11期

中国重要会议论文全文数据库前9条

1 刘文川;;大型铸钢件铸造工艺的优化设计[A];第十二届全国铸造年会暨2011中国铸造活动周论文集[C];2011年

2 何静波;黄因慧;田宗军;刘志东;王玮琳;刘朝晖;;激光重熔过程流场及温度场的数值模拟研究现状和发展[A];2005年中国机械工程学会年会论文集第11届全国特种加工学术会议专辑[C];2005年

3 张良;赵旭平;;计算机模拟技术在铸造中的应用[A];2006年石油装备学术研讨会论文集[C];2006年

4 王芹;王海峰;;锻造用钢锭凝固过程温度场分析[A];2008年全国冶金物理化学学术会议专辑（上册）[C];2008年

5 王哲;刘坤;任子平;;大型圆台钢锭定向凝固温度场数值模拟[A];2010全国能源与热工学术年会论文集[C];2010年

6 刘文川;;灰铸铁件浇注系统最小截面积计算公式研究[A];中国机械工程学会第十一届全国铸造年会论文集[C];2006年

7 王晓林;赵志龙;马余选;张延生;马海印;马敏团;;大型复杂ZTC4合金铸件充型凝固过程的模拟[A];第十四届全国钛及钛合金学术交流会论文集（下册）[C];2010年

8 吕超;刘爽;王世明;;计算机辅助破碎设备先进设计发展现状与趋势[A];2013年中国智能自动化学术会议论文集（第四分册）[C];2013年

9 杨平莉;杨军;陈美玲;赵研博;;STORM3002D铸件的铸造工艺设计及优化[A];2014中国铸造活动周论文集[C];2014年

中国博士学位论文全文数据库前10条

1 张立强;凝固界面换热系数反求及铝合金薄壁件压铸造工艺优化[D];湖南大学;2011年

2 王同敏;金属凝固过程微观模拟研究[D];大连理工大学;2000年

3 吴旭敏;材料不平衡凝聚非线性行为研究及数值模拟[D];武汉理工大学;2003年

4 吴扣根;圆坯连铸结晶器电磁搅拌过程数学模拟与实验研究[D];上海大学;2001年

5 杨湘杰;半固态合金（A356）触变成形流变特性及其浇道系统的研究[D];上海大学;1999年

6 龙文元;铝合金凝固过程枝晶生长的相场法数值模拟[D];华中科技大学;2004年

7 李文珍;铸件凝固过程微观组织及缩孔缩松形成的数值模拟研究[D];清华大学;1995年

8 江海涛;半固态Al-4Cu-Mg合金的制备及微观组织演化研究[D];西北工业大学;2004年

9 丁恒敏;铸造合金的微观组织模拟[D];华中科技大学;2005年

10 何清;焊接钢质药筒设计理论与研究[D];中北大学;2005年

中国硕士学位论文全文数据库前10条

1 张锦志;耐磨铝青铜集电靴组织性能研究及金属型模具设计[D];河南理工大学;2010年

2 王岩;树枝晶前沿热电磁流体动力学效应的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年

3 潘大伟;下壳体压铸件数值模拟及工艺研究[D];沈阳理工大学;2010年

4 吴菲;铝合金异形件压铸成形工艺的数值模拟分析[D];华南理工大学;2010年

5 陶鑫;铸造凝固过程温度场与应力场有限元数值模拟[D];昆明理工大学;2009年

6 邱彬;汽车发动机缸体低压铸造工艺设计及数值模拟[D];太原理工大学;2011年

7 闫质昭;汽车铝硅合金发动机缸套的半固态成形工艺[D];沈阳工业大学;2011年

8 王希;1.5MW级风力发电机组球铁轮毂铸件浇注及补缩系统设计[D];沈阳工业大学;2011年

9 陈月蕾;大型铝合金主传动箱箱体低压铸造成形过程的数值模拟[D];沈阳工业大学;2011年

10 初国凯;铝合金缸体低压铸造过程的数值模拟及工艺优化[D];吉林大学;2011年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库前10条

1 郭可讱,金俊泽,高钦,黄琪瑞,徐安顺,王卫东;大型铸件凝固进程的数字模拟[J];大连工学院学报;1980年02期

2 弭尚林,符寒光;半固态铸造技术研究现状与展望[J];大型铸锻件;2003年01期

3 米国发;何斌锋;;计算机模拟在铸钢后桥工艺优化中的应用[J];航天制造技术;2008年02期

4 陈立亮,刘瑞祥,严有为,林汉同;加快铸件流动场数值计算速度方法的研究[J];华中理工大学学报;1998年10期

5 李伯虎 ,朱文海,刘杰,柴旭东 ,熊光楞,毛媛,陈晓波,王行仁 ,王江云;复杂产品虚拟样机技术的研究与实践[J];测控技术;2001年11期

6 贾宝仟,柳百成,王东涛;铸钢件准固态区域应力、应变数值模拟及热裂机制[J];金属学报;1997年05期

7 郭志鹏;熊守美;John Allison;;压铸过程中铸件-铸型界面换热系数与铸件凝固速率的关系[J];金属学报;2009年01期

8 韩维涛;张亚新;;ANSYS优化技术在零件结构设计中的应用[J];机械研究与应用;2005年06期

9 李世芸,李世萍;铸件在凝固过程中瞬态温度场和热应力场分析[J];昆明理工大学学报;2000年01期

10 刘全,张晓轶,水鸿寿;数值模拟界面流方法进展[J];力学进展;2002年02期

【相似文献】

中国期刊全文数据库前10条

1 李怀先;;世界最大的移动式旋回破碎机[J];有色矿山;1987年02期

2 陈秋勤;■500旋回破碎机小皮带轮支承系统改造[J];矿山机械;2001年09期

3 席亮;董军民;李秀清;;900／100旋回破碎机排放口工艺的调整[J];包钢科技;2005年S1期

4 邓林欣,方志坚;54″旋回破碎机基础护板安装方式的改造[J];矿山机械;2005年S1期

5 胡树群;;电压降低时旋回破碎机启动难的解决[J];矿山机械;2007年05期

6 赵子仪;;旋回破碎机横梁腔体部润滑改造及应用[J];矿山机械;2011年07期

7 侯金彪;;旋回破碎机的日常维护与检修[J];现代商贸工业;2012年06期

8 周志红;;60-89型旋回破碎机动锥衬套浇灌的应用[J];铜业工程;2013年02期

9 邱静雯;郭文哲;付晓蓉;;国内外大型液压旋回破碎机的发展现状[J];金属矿山;2013年07期

10 王勇澎;赵梅;叶龙;任云鹏;;旋回破碎机动平衡计算及虚拟样机验证[J];矿山机械;2013年09期

中国重要会议论文全文数据库前3条

1 兰宪斌;;旋回破碎机横梁衬套材质的改进[A];节能·降本·增效——第三届露天矿山技术及装备现场研讨会会议资料[C];2014年

2 张印忠;钟华仁;;S50-65旋回破碎机的特点和应用经验[A];2005年全国选矿高效节能技术及设备学术研讨与成果推广交流会论文集[C];2005年

3 符川;;PX-1200/180旋回破碎机园锥齿轮的测绘[A];2007海南机械科技论坛论文集[C];2007年

中国硕士学位论文全文数据库前6条

1 毕秋实;大型旋回破碎机腔形优化设计及离散元仿真验证[D];吉林大学;2014年

2 李永胜;大型旋回破碎机腔型设计及优化[D];吉林大学;2014年

3 王帅;基于离散元方法的大型旋回破碎机破碎特性研究[D];吉林大学;2014年

4 冯启飞;基于离散元理论的旋回破碎机破碎性能分析及腔型优化[D];湖南大学;2014年

5 唐萌;特大型旋回破碎机上机架和锥体铸造工艺的模拟研究[D];沈阳工业大学;2015年

6 张子慧;特大型旋回破碎机横梁铸造工艺的模拟研究[D];沈阳工业大学;2015年

中国知网广告投放