天然气压缩机机体铸件的凝固模拟及工艺优化

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1、学兔兔www.xuetutu.com2011年第6期铸造设备与工艺2011年12月FOUNDRYEOUIPMENTANDTECHN0LOGYDec．2011No6·铸造工艺·天然气压缩机机体铸件的凝固模拟及工艺优化唐大超，范晓明。，邓国山(1．十堰职业技术学院，湖北十堰442000；2．武汉理工大学，湖北武汉430070)摘要：机体铸件是天然气压缩机组的关键部件之一。文章根据基体铸件的技术要求，结合铸造厂的实际生产条件，讨论了基体铸件的铸造工艺方案和浇注系统，并使用华铸CAE／InteCAST进行了凝固模拟分析和工艺优化。所得结果适用于实际生产。关键词：天然气压缩机机体；凝

2、固模拟；优化中图分类号：TG24文献标识码：A文章编号：1674—6694(2011)06—0017—03SolidificationSimulationandProcessOptimizationofNaturalGasCompressorBodyCastingTANGDa-chao，FANXiao—ming，DENGGuo-shan(1．ShiYanTechnicalInstitute，ShiyanHubei442000，China；2．WuhanUniversityofTechnology，WuhanHubei430070，China)Abstract：Natural

3、gascompressorbodycastingisoneofthekeycomponents．Basedonthetechnicalrequirementsofthebodycasting，combinedwiththeactualfoundryproductionconditions，thecastingprocessandgatingsystemhavebeendiscussed．Thecastingsolidifi·cationsimulationanalysisandprocessoptimizationwerealsocarriedoutbyusingHuazh

4、uCAE／InteCASTsoftware．Theresultsaresuitableforactualproduction．Keywords：naturalgascompressorbody，solidificationsimulation，processoptimization天然气压缩机机体铸件是压缩机中体积最大为168kg，最大尺寸为且结构较复杂的零件，是整台压缩机的骨架，它支518mm×440mm×承压缩机全部质量并保证各零部件之间有正确的465mm，最小壁厚为相对位置，同时用作润滑油箱用。其几何形状较复24mm。机体作为压缩杂，加工面较多，抗渗性要求较高。由于在

5、机体内外机组的重要组成部分，安装着压缩机主要零部件，在压缩机工作时各种激要求铸件不允许存在励力都以不同的方式作用在机体上，引起机体以及裂纹等影响强度的缺装在机体上的各种零部件的复杂振动【】-2]。因此，制陷，非加工表面应光备出合格的基体铸件对保证天然气压缩机组的使洁，不允许有浇铸冒用性能是十分重要的。本文利用三维造型软件口、残渣、凸瘤、结疤、图1基体Pro／E实体造型Pro／E绘制铸件实体图，结合实际生产状况，借助华粘砂等缺陷。铸CAE软件进行了基体铸件的凝固模拟和浇注系采用树脂砂造型，一箱一件，选用砂箱尺寸为统优化，成实施了基体铸件的生产。900mm×650mm×400m

6、m，收缩率取1％。机体形状复杂，壁厚变化不大，热节部位多，在铸造中容易1基体铸件的技术要求及基本生产条件出现缩松、粘砂和变形等铸造缺陷。图1为；饥体铸件的Pro／E三维实体造型结构图。2铸造工艺方案确定及凝固模拟分析该压缩机机是开启式的，材质要求为HT300，重量分型面选在最大截面处，将铸件整体放在下箱，如图2所示。收稿日期：2011-10—12机体浇注系统按封闭原则设计。根据资料[3]，作者简介：唐大超(1963一)，男，学士，副教授，主要研究方向：铸造合金与：亡艺。求得机体铸件的有效浇注时间f=28s；机体铸件的最·17·学兔兔www.xuetutu.comDec．20

7、1l№6铸造设备与工艺2011年第6期小阻断断面面积∑F阻=9．27em2o根据资料，取浇道F茸F横：F内=1．15：1．1：1。由此得F古=l0．66em2,F横=10．2cm。直浇道、横浇道和内浇图2分型面的确定道的断面形状及尺寸如图3所示。L24-4l·——一50————图5STL属性定义蝴态收缩率2E一005。铸件的物性参数设置为密度6．9g／cm3，比热容。’—————一56——0．174867J／(g·oC)，导热系数0．054801J／(cm·S)，初图3浇道断面形状始温度1380℃。基体铸件的浇注位