本发明涉及风电主轴的铸造，特别涉及一种风电主轴的铁砂覆膜铸造模具及铸造方法。
背景技术：
1、风力发电机是目前国内广泛采用的一种发电机机型，主要由叶片、轮毂、主轴、齿轮箱、机架等组成。在风力发电机组中，主轴承担了叶轮传递过来的各种载荷，并将扭矩传递给增速齿轮箱，将轴向推力、气动弯矩传递给机舱和塔架，风电主轴包括实心风电主轴和空心风电主轴，现有一种空心风电主轴呈喇叭状，其铸造方法存在工人操作劳动量大，对工人的熟练操作技能要求高，要求作业面积大，作业环境差，粉尘大，铸件表面料粗糙度值高，预留加工量大，原材料浪费，易变型，合格成品率低等缺陷，而且在铸造的过程中，由于主轴的喇叭部位为薄壁结构，造成在风电主轴喇叭部位的铸件表面或内部存在表面粗糙的孔，严重时许多分散的小缩孔形成缩松，由于缩孔或缩松处铸件晶粒粗大，使铸造质量无法达到设计要求，因此需要在铸造时控制喇叭部位的缩孔或缩松的产生。
技术实现思路
1、本发明的目的是为了解决上述技术问题，而提供一种风电主轴的铁砂覆膜铸造模具及铸造方法，通过铸造模具及铸造方法控制缩孔或缩松的产生，提高风电主轴的铸造质量。
2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种风电主轴的铁砂覆膜铸造模具，包括：外模组件，所述外模组件上设有浇口杯，所述浇口杯的下端与外模组件的上端连接，所述外模组件内设有砂壳组件，所述砂壳组件的顶部设有上顶盖，所述砂壳组件的底部设有下底盖，所述砂壳组件包括若干个覆膜砂砂壳，每个覆膜砂砂壳表面设有铁砂覆膜层，若干个所述覆膜砂砂壳之间设置有模具腔，所述模具腔内的下底盖设有砂芯组件，所述砂芯组件包括若干个砂芯，所述砂芯组件内设有浇铸组件，所述浇口杯与所述浇铸组件连通；
3、所述浇铸组件包括有直浇道、若干个横浇道和若干个内浇道，若干个所述砂芯之间通过开设圆孔形成有直浇道，所述浇口杯与直浇道连通，所述砂芯的下端面设置有与直浇道连通的横浇道，所述砂芯的下端面上还设置有用于连通横浇道和模具腔的内浇道。
4、为了避免所述风电主轴喇叭位置产生缩松，进一步优选的技术方案还有，所述下砂芯内设有一组环形阵列设置的冒口，所述冒口正对所述风电主轴最大弯曲部位设置。
5、为了防止风电主轴喇叭位置产生塌型缺陷或者铸型溃散，进一步优选的技术方案还有，在相邻的两个冒口之间的下砂芯上设有冷铁。
6、为了控制金属液体的流量均匀，保证浇铸效果，进一步优选的技术方案还有，所述浇口杯包括杯体，所述杯体具有内腔，所述杯体的底部一部分为平底，另一部分为与平底连接的坡底，所述杯体上部为敞开的入液口，所述杯体下部的平底位置具有出液口，所述出液口位置设有分离的漏斗状的出料斗，所述出料斗通过螺栓与所述杯体连接，所述出料斗的出料端与所述直浇道抵接；所述杯体的内腔与所述出料斗的内腔上设有一层铁砂覆膜层，所述铁砂覆膜层具有与所述杯体相吻合的上腔体以及与所述出料斗相配合的下腔体，所述铁砂覆膜层靠近所述杯体出液口的位置设有一层隔板，所述隔板将所述铁砂覆膜层的上腔体和下腔体进行分割成两个分离的腔体；所述隔板上设有一组出液孔，每个所述出液孔上设有一块滤网。
7、一种风电主轴的铸造方法，包括以下步骤：
8、s1：按照所述风电主轴进行分型；
9、s2：按照分型面分别制作外模；
10、s3：配置覆膜砂，采用覆膜砂制壳，砂壳厚度为5-8毫米；
11、s4：喷涂料：在壳型内表面喷涂涂料，涂料为锆英粉水基涂料，所述涂料喷涂厚度为0.5-1毫米；
12、s5：组装：在外模内按照图纸将铸件壳型、水冒口壳型进行组装；
13、s6：浇注：将融化钢水倒入壳型中，同时将浇注过程中产生的气体通过抽真空设备引出；
14、s7：废气净化处理：将引出的浇注废气进行净化处理；
15、s8：拆箱：将冷却后的铸件、砂箱进行拆箱、落砂。
16、为了形成均匀致密的铁覆膜砂壳，进一步优选的技术方案还有，在s4步骤中：所述涂料中各种成分的质量百分比分别为：锆英粉45％、钠基膨润土1％、羧甲基纤维素钠纤维素2％、乳胶0.5％、水25％、酒精25％；
17、涂料混制工艺为：先加入锆英粉、钠基膨润土、羧甲基纤维素钠纤维素，干混5分钟，加入水，混制20分钟，加入乳胶，混制10分钟后静置，涂料使用前，加入酒精，搅拌均匀；所述锆英粉颗粒300-325目，其中96％为325目锆英粉颗粒；所述锆英粉中氧化锆含量70％。
18、为了形成均匀致密的铁覆膜砂壳，进一步优选的技术方案还有，在s2步骤中，按照分型面分别制作第一外模、第二外模、第三外模、第四外模，并外模外表面设置若干逃料槽，所述逃料槽分布在第三外模的四周，所述逃料槽设置为方形孔，并在孔内设置有加强筋；逃料槽设置为至少2层。
19、为了形成均匀致密的铁覆膜砂壳，提高风电主轴的铸造质量进一步优选的技术方案还有，在s3步骤中，在恒温车间采用覆膜砂制壳，按照分型面分别制作第一覆膜砂壳、第二覆膜砂壳、第三铁覆膜砂壳、第四铁覆膜砂壳；制作完成后在24-26℃恒温车间且负压空间内放置24小时。
20、为了形成均匀致密的铁覆膜砂壳，提高风电主轴的铸造质量，进一步优选的技术方案还有，在s4步骤中，在第一覆膜砂壳、第二覆膜砂壳、第三铁覆膜砂壳、第四铁覆膜砂壳喷涂料形成第一铁砂覆膜层、第二铁砂覆膜层、第三铁砂覆膜层、第四铁砂覆膜层，涂料为锆英粉水基涂料，所述涂料喷涂厚度为0.8毫米，喷涂完成后在24-26℃恒温车间且负压空间内放置24小时。
21、为了形成均匀致密的铁覆膜砂壳，提高风电主轴的铸造质量，进一步优选的技术方案还有，在s4步骤中，喷涂时，将砂壳安装在喷涂机的真空室，并在喷涂时保持砂壳匀速旋转，而所述喷嘴沿所述砂壳轴线匀速运动，将涂料分两次喷涂至砂壳内表面，每次喷涂厚度为0.3-0.5毫米。
22、与现有技术相比，本发明的有益效果是：铸件浇注后表面质量良好，没有气孔、夹渣等明显铸造缺陷产生，铸件毛坯表面无粘砂、气孔缺陷，铸件尺寸符合图纸要求，无涨箱现象发生；铸件经加工后，表面无气孔缺陷，经超声波探伤检验，铸件内部组织致密；浇注废气经真空泵抽出，浇注环境改善。
1.一种风电主轴的铁砂覆膜铸造模具，其特征在于，包括：外模组件，所述外模组件上设有浇口杯，所述浇口杯的下端与外模组件的上端连接，所述外模组件内设有砂壳组件，所述砂壳组件的顶部设有上顶盖，所述砂壳组件的底部设有下底盖，所述砂壳组件包括若干个覆膜砂砂壳，每个覆膜砂砂壳表面设有铁砂覆膜层，若干个所述上覆膜砂砂壳之间设置有模具腔，所述模具腔内的下底盖上设有砂芯组件，所述砂芯组件包括若干个砂芯，所述砂芯组件内设有浇铸组件，所述浇口杯与所述浇铸组件连通；
2.根据权利要求1所述的一种风电主轴的铁砂覆膜铸造模具，其特征在于，所述下砂芯内设有一组环形阵列设置的冒口，所述冒口正对所述风电主轴最大弯曲部位设置。
3.根据权利要求2所述的一种风电主轴的铁砂覆膜铸造模具，其特征在于，在相邻的两个冒口之间的下砂芯上设有冷铁。
4.根据权利要求1所述的一种风电主轴的铁砂覆膜铸造模具，其特征在于，所述浇口杯包括杯体，所述杯体具有内腔，所述杯体的底部一部分为平底，另一部分为与平底连接的坡底，所述杯体上部为敞开的入液口，所述杯体下部的平底位置具有出液口，所述出液口位置设有分离的漏斗状的出料斗，所述出料斗通过螺栓与所述杯体连接，所述出料斗的出料端与所述直浇道抵接；所述杯体的内腔与所述出料斗的内腔上设有一层铁砂覆膜层，所述铁砂覆膜层具有与所述杯体相吻合的上腔体以及与所述出料斗相配合的下腔体，所述铁砂覆膜层靠近所述杯体出液口的位置设有一层隔板，所述隔板将所述铁砂覆膜层的上腔体和下腔体进行分割成两个分离的腔体；所述隔板上设有一组出液孔，每个所述出液孔上设有一块滤网。
5.一种风电主轴的铸造方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种风电主轴的铸造方法，其特征在于，在s4步骤中：所述涂料中各种成分的质量百分比分别为：锆英粉45％、钠基膨润土1％、羧甲基纤维素钠纤维素2％、乳胶0.5％、水25％、酒精25％；
7.根据权利要求5所述的一种风电主轴的铸造方法，其特征在于，在s2步骤中，按照分型面分别制作第一外模、第二外模、第三外模、第四外模，并外模外表面设置若干逃料槽，所述逃料槽分布在第三外模的四周，所述逃料槽设置为方形孔，并在孔内设置有加强筋；逃料槽设置为至少2层。
8.根据权利要求5所述的一种风电主轴的铸造方法，其特征在于，在s3步骤中，在恒温车间采用覆膜砂制壳，按照分型面分别制作第一覆膜砂壳、第二覆膜砂壳、第三铁覆膜砂壳、第四铁覆膜砂壳；制作完成后在24-26℃恒温车间且负压空间内放置24小时。
9.根据权利要求8所述的一种风电主轴的铸造方法，其特征在于，在s4步骤中，在第一覆膜砂壳、第二覆膜砂壳、第三铁覆膜砂壳、第四铁覆膜砂壳喷涂料形成第一铁砂覆膜层、第二铁砂覆膜层、第三铁砂覆膜层、第四铁砂覆膜层，涂料为锆英粉水基涂料，所述涂料喷涂厚度为0.8毫米，喷涂完成后在24-26℃恒温车间且负压空间内放置24小时。
10.根据权利要求9所述的一种风电主轴的铸造方法，其特征在于，在s4步骤中，喷涂时，将砂壳安装在喷涂机的真空室，并在喷涂时保持砂壳匀速旋转，而所述喷嘴沿所述砂壳轴线匀速运动，将涂料分两次喷涂至砂壳内表面，每次喷涂厚度为0.3-0.5毫米。
