ZG20SiMn铸钢摇臂壳体铸造过程数值仿真及工艺优化

作     者：赵国超 张一鸣 王慧 赵丽娟 周国强 ZHAO Guochao;ZHANG Yiming;WANG Hui;ZHAO Lijuan;ZHOU Guoqiang

作者机构：辽宁工程技术大学机械工程学院辽宁阜新123000 辽宁省大型工矿装备重点实验室辽宁阜新123000 

出 版 物：《材料科学与工艺》 (Materials Science and Technology)

年 卷 期：2024年第32卷第3期

页      面：78-86页

核心收录：

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52204169,51674134) 辽宁省教育厅项目(LJKQZ20222321). 

主　　题：采煤机 摇臂壳体 铸造缺陷 工艺优化 残余应力 

摘      要：摇臂壳体是采煤机的重要组成部件,具有多级壁厚、变截面等异形特征。为提高采煤机摇臂壳体铸造质量,解决因铸造工艺不成熟导致的缩松、缩孔等缺陷问题。以MG325型采煤机摇臂壳体为研究对象,设计顶注式和底注式两种铸造工艺方案,采用ProCAST软件探究不同浇注工艺方案下摇臂壳体铸件充型及凝固过程,分析铸件温度场、凝固场及缩松、缩孔铸造缺陷位置。基于Niyama判据和应力场分布对底注式铸造工艺方案进行优化。结果表明:优化后摇臂壳体铸件在凝固冷却过程中保持温度梯度递增,促进铸件实现顺序凝固,铸件缺陷率明显降低且充型效果更佳,缩孔体积仅占摇臂壳体体积的0.0049%,电机孔薄壁端面应力优化量为38.47%,输出端孔处应力优化量达到91.08%。本文研究成果为采煤机摇臂壳体的铸造工艺提供了理论基础和数据支撑。