阅读说明：本技术 一种电机转子鼠笼低压铸铜设备及其铸铜方法 (Motor rotor squirrel cage low-pressure copper casting equipment and copper casting method thereof ) 是由 朱永全 王浩 于 2020-04-24 设计创作，主要内容包括：本发明属于电机制造技术领域,具体的说是一种电机转子鼠笼低压铸铜设备及其铸铜方法；包括保温炉和坩埚；坩埚通过升液管与铸造模型的型腔连通,且升液管分段螺纹连接设置；多个转动扇叶均通过转动柱转动设置的升液管的侧壁；转动柱通过转动套与升液管的侧壁转动连接,且转动柱上固定套接有凸轮；滑杆通过限位块滑动安装在升液管的侧壁；滑杆的顶端与凸轮的圆周外壁挤压接触,且滑杆的底端连接到弹性过滤网上；弹性过滤网设置有环形卡合圈和过滤网板；升液管的底端固定有合金密封环,且合金密封环的底端设置有过滤网板；防止金属液中含有的颗粒杂质或氧化渣跟随金属液进入到铸造模型的型腔内,导致浇筑的铸件产生氧化夹渣的现象。(The invention belongs to the technical field of motor manufacturing, in particular to a low-voltage copper casting device and a copper casting method for a squirrel cage of a motor rotor; comprises a holding furnace and a crucible; the crucible is communicated with a cavity of the casting model through a riser tube, and the riser tube is arranged in a threaded connection manner in sections; the plurality of rotating fan blades are arranged on the side wall of the liquid lifting pipe in a rotating mode through the rotating column; the rotating column is rotationally connected with the side wall of the liquid lifting pipe through a rotating sleeve, and a cam is fixedly sleeved on the rotating column; the slide rod is slidably arranged on the side wall of the lift pipe through a limiting block; the top end of the sliding rod is in pressing contact with the circumferential outer wall of the cam, and the bottom end of the sliding rod is connected to the elastic filter screen; the elastic filter screen is provided with an annular clamping ring and a filter screen plate; an alloy sealing ring is fixed at the bottom end of the liquid lifting pipe, and a filter screen plate is arranged at the bottom end of the alloy sealing ring; particle impurities or oxidation slag contained in the molten metal are prevented from entering a cavity of the casting model along with the molten metal, so that the phenomenon of oxidation slag inclusion of a cast casting is prevented.)

一种电机转子鼠笼低压铸铜设备及其铸铜方法

技术领域

本发明属于电机制造技术领域，具体的说是一种电机转子鼠笼低压铸铜设备及其铸铜方法。

背景技术

鼠笼式电动机是三相异步电动机的一种，鼠笼式转子即鼠笼电动机的转动部分。一般是在转子铁心上笼型的槽内铸有铜制或铝制的转子线圈，该线圈是一个封闭的不与其他部位连接的闭合回路，主要作用是抑制定子电流。

常见的电机转子鼠笼的铸铜方法有压力铸铜、离心铸铜和低压铸铜三种；压力铸侣具有生产效率高、可一模多件等优点，易于实现机械化、自动化。常用设备是立式或卧式压铸机及其熔化系统；离心铸铝生产特点是设备比较简单；低压铸铝生产特点是设备简单，制造方便，投资少，较易实现机械化和自动化。

中国专利公开了一种电机转子鼠笼低压铸铜设备，专利申请号为2017213166358，所述铜熔化炉与铸压机之间设置有加压炉，铜熔化炉与加压炉之间通过脱氧管道连接，脱氧管道与加压炉连接部设置有真空闸门，流液通道上设置有真空设备，模具与流液通道之间设置有导通剂加料装置以及混合装置，电机转子鼠笼低压铸铜设备中设置有控制器。

上述内容虽然能够提高生产效率，降低劳动强度的效果；但现有的低压铸铜设备在将金属液在压缩空气的作用下通过升液管进入到型腔时，由于金属液上层受到压缩空气温度的影响会产生氧化渣的现象，金属液中含有的颗粒杂质或氧化渣跟随金属液进入到铸造模型的型腔内，进而导致浇筑的铸件产生氧化夹渣的现象，进而影响电机转子鼠笼铸造质量。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提出的一种电机转子鼠笼低压铸铜设备及其铸铜方法，本发明主要用于解决现有的低压铸铜设备在将金属液在压缩空气的作用下通过升液管进入到型腔时，金属液中含有的颗粒杂质或金属熔渣跟随金属液进入到铸造模型的型腔内，进而导致浇筑的铸件产生氧化夹渣的现象，进而影响电机转子鼠笼铸造质量。

本发明解决的技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种电机转子鼠笼低压铸铜设备，包括保温炉、坩埚、铸造模型和升降机构；所述保温炉内密封设置有坩埚，且保温炉的上方设置有铸造模型；所述铸造模型的动模通过升降机构进行吊装；所述保温炉的一侧设置有进气管构，且进气管构通过压力控制系统对坩埚进行供气；所述保温炉的另一侧设置有进液导管，且进液导管上设置有液控阀；所述坩埚通过升液管与铸造模型的型腔连通，且升液管分段螺纹连接设置；所述升液管上设置有杂质过滤装置，且杂质过滤装置包括转动扇叶、转动柱、凸轮、滑杆、限位块、弹性过滤网和合金密封环；多个所述转动扇叶均通过转动柱转动设置的升液管的侧壁，且转动扇叶高于坩埚内金属液的最大高度，且转动扇叶位于进气管构的管口底端；所述转动柱通过转动套与升液管的侧壁转动连接，且转动柱上固定套接有凸轮；所述滑杆通过限位块滑动安装在升液管的侧壁，且滑杆上套接有弹簧，且弹簧位于限位块的上端面；所述滑杆的顶端与凸轮的圆周外壁挤压接触，且滑杆的底端连接到弹性过滤网上；所述弹性过滤网设置有环形卡合圈和过滤网板；所述升液管的底端固定有合金密封环，且合金密封环的底端设置有过滤网板；所述过滤网板的通过环形卡合圈滑动卡合到合金密封环的上方，且环形卡合圈内部与合金密封环的上端面填充有耐高温软胶；

工作时，当坩埚内金属液通过压缩的空气进入到升液管内时，压缩的气体会吹动转动扇叶转动，转动柱会带动凸轮挤压滑杆，使得滑杆沿着升液管的侧壁上下滑动，弹性过滤网通过耐高温软胶弹性连接到合金密封环上，且滑杆的底端与弹性过滤网接触，进而滑杆上下滑动会挤压弹性过滤网，使得弹性过滤网在升液管的管口上下摆动，弹性过滤网的摆动会将由于金属液上层受到压缩空气温度的影响产生的氧化渣和金属液中混合的颗粒进行抖动过滤，进而可以防止金属液中含有的颗粒杂质或金属熔渣跟随金属液进入到铸造模型的型腔内，导致浇筑的铸件产生氧化夹渣的现象，进而影响电机转子鼠笼铸造质量；同时抖动的弹性过滤网能够保证金属液在升液管内平稳上升，防止金属液在型腔内产生喷溅的现象，进而导致铸件中产生夹渣的现象；同时弹性过滤网的抖动防止氧化夹渣粘结在弹性过滤网上导致弹性过滤网堵塞的现象，不仅影响弹性过滤网对金属液的高效过滤的现象，同时影响金属液稳定进入到升液管内，影响低压铸铜设备的高效工作；分段设置的升液管，安装人员可以先将杂质过滤网设置下段的升液管上，然后将下段的升液管螺纹连接到上端升液管上，进而便于对落入到弹性过滤网内的夹渣进行清理或对弹性过滤网进行更换作业。

优选的，所述环形卡合圈的圆周外壁上均匀开设有注胶孔，且环形卡合圈与下段的升液管的外壁滑动密封接触；所述耐高温软胶采用灌封的方式多次通过注胶孔注入到环形卡合圈内部，且每次灌封的厚度应～mm；工作时，将耐高温软胶采用灌封的方式填充到环形卡合圈和合金密封环之间，便于弹性过滤网能够弹性安装到下段的升液管上，同时耐高温软胶不仅能够起到粘结密封的效果，同时耐高温软胶产品靠接触空气中的水份自行硫化成弹性体，进而便于弹性过滤网在滑杆的上下滑动挤压下，能够实现在升液管的底端产生上下抖动的效果。

优选的，所述环形卡合圈的内壁开设有波纹凹槽；所述合金密封环的上端面设置有多个弹性支撑条，且弹性支撑条的顶端与环形卡合圈的上端阶梯内壁接触；所述弹性支撑条的侧壁设有波纹凸起，且波纹凸起与波纹凹槽挤压接触；工作时，当环形卡合圈在滑杆的挤压下压缩耐高温软胶时，合金密封环上端设置的弹性支撑条在环形卡合圈的挤压力下会产生压缩，弹性支撑条的压缩会使得一侧设置的波纹凸起能够收缩卡入到环形卡合圈内壁设置的波纹凹槽内，同时弹性支撑条的顶端会压缩抵紧到环形卡合圈的上端阶梯壁上，使得弹性支撑条能够对环形卡合圈起到弹性支撑限位的作用，有效防止当滑杆挤压到环形卡合圈的上端面时，因环形卡合圈与下段的升液管的外壁滑动密封接触，而非滑动卡合接触，进而导致滑杆的挤压力会使得环形卡合圈产生倾斜与升液管的外壁产生脱离的现象，进而影响环形卡合圈与升液管外壁之间的滑动密封效果，同时影响了弹性过滤网上下稳定抖动的现象。

优选的，所述环形卡合圈的上端为弧形斜面设置；所述滑杆的底端通过耐高温软胶弹性粘结到环形卡合圈；工作时，环形卡合圈上端为弧形斜面，防止金属液在环形卡合圈上产生聚集而凝固结块的现象；同时滑杆与环形卡合圈之间的弹性连接，使得滑杆能够对弹性过滤网起到重力支撑的效果，同时便于滑杆能够稳定对弹性过滤网进行挤压作业。

优选的，所述环形卡合圈的内圈壁上开设有环形卡合腔，且环形卡合腔的顶端连接有弹簧；分段设置的下段所述升液管的外壁设置有多个弧形凹陷块，且弧形凹陷块位于环形卡合腔内，且弧形凹陷块的上端面与弹簧接触；所述弧形凹陷块为刚性材料设置；工作时，当环形卡合圈在滑杆的挤压下上下滑动时，环形卡合腔内壁弹簧会挤压到弧形凹陷块的凹陷槽内，使得弹簧能够对环形卡合圈的起到滑动支撑的作业，同时能够使得环形卡合圈的内壁能够稳定的贴合到升液管的外壁；同时弹簧的恢复力同样可以使滑杆在向上摆动时，弹性过滤网能够同步匀速的向上摆动，使得弹性过滤网的抖动处于匀速状态，进而便于弹性过滤网能够使金属液在升液管内匀速上升。

本发明所述的一种电机转子鼠笼低压铸铜的方法，该方法适用于上述所述电机转子鼠笼低压铸铜设备的使用；该方法包括以下步骤：

S1：熔化加热：将铜原料放入到熔化炉内进行熔化，熔化炉的温度1000℃～1150℃；同时对矽钢片叠加而成的转子进行低温预热，预热温度为120℃～150℃；机械手将预热好的转子放入到铸造模型的型腔内；

S2：导液冲压：将S1步骤熔化的铜原料通过导液管导入到坩埚内；压力控制系统将将一定压力的压缩空气通入密封的坩埚内，使金属液沿着升液管平稳上升到铸型的浇道处；

S3：溶液过滤：坩埚内压缩的空气会吹杂质过滤装置在分段的升液管的底端产生振动，弹性过滤网的振动可以将金属液中含有的杂质或熔渣进行匀速抖动过滤，使得过滤后的金属液由浇道进入型腔直至充满铸造模型；弹性过滤网的摆动会将金属液内混合的颗粒杂质或金属熔渣进行抖动过滤，不仅可以防止金属液中含有的饿颗粒杂质或金属熔渣跟随金属液进入到铸造模型的型腔内，进而导致浇筑的铸件产生氧化夹渣的现象，进而影响电机转子鼠笼铸造质量；

S4：增压、保压、排气：金属液充满型腔后，压力控制系统将对坩埚内原充型压力下增加一定值压力，3～5min；立即保持该压力，使铸件在稳定的压力下结晶凝固；铸件凝固后，卸出坩埚内的气压，使升液管和浇道中尚未凝固的金属液回落到坩埚内，待铸件冷却后通过升降机构取出铸件；铸件凝固补缩过程再充入一定量的外加压力，会使得铸件的补缩效果好，铸件致密度高，力学性能好；通过保压处理能够使得铸造在稳定的压力下高效结晶凝固。

本发明的有益效果如下：

1.本发明通过设置的弹性过滤网的摆动会将由于金属液上层受到压缩空气温度的影响产生的氧化渣和金属液中混合的颗粒进行抖动过滤，进而可以防止金属液中含有的颗粒杂质或金属熔渣跟随金属液进入到铸造模型的型腔内，导致浇筑的铸件产生氧化夹渣的现象，进而影响电机转子鼠笼铸造质量。

2.本发明通过增压和保压的过程，增压可以使得铸件凝固补缩过程再充入一定量的外加压力，会使得铸件的补缩效果好，铸件致密度高，力学性能好；通过保压处理能够使得铸造在稳定的压力下高效结晶凝固。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的立体图；

图2是本发明的剖视图；

图3是本发明的弹性过滤网和升液管的连接图；

图4是本发明的方法流程图；

图中：保温炉1、坩埚2、铸造模型3、升降机构4、进气管5、升液管6、杂质过滤装置7、转动扇叶71、转动柱72、凸轮73、滑杆74、限位块75、合金密封环76、弹性过滤网8、环形卡合圈81、注胶孔811、波纹凹槽812、环形卡合腔813、过滤网板82、耐高温软胶9、弹性支撑条10、波纹凸起101、弧形凹陷块20。

具体实施方式

使用图1-图4对本发明一实施方式的一种电机转子鼠笼低压铸铜设备及其铸铜方法进行如下说明。

如图1-图4所示，本发明所述的一种电机转子鼠笼低压铸铜设备，包括保温炉1、坩埚2、铸造模型3和升降机构4；所述保温炉1内密封设置有坩埚2，且保温炉1的上方设置有铸造模型3；所述铸造模型3的动模通过升降机构4进行吊装；所述保温炉1的一侧设置有进气管5，且进气管5通过压力控制系统对坩埚2进行供气；所述保温炉1的另一侧设置有进液导管，且进液导管上设置有液控阀；所述坩埚2通过升液管6与铸造模型3的型腔连通，且升液管6分段螺纹连接设置；所述升液管6上设置有杂质过滤装置7，且杂质过滤装置7包括转动扇叶71、转动柱72、凸轮73、滑杆74、限位块75、弹性过滤网8和合金密封环76；多个所述转动扇叶71均通过转动柱72转动设置的升液管6的侧壁，且转动扇叶71高于坩埚2内金属液的最大高度，且转动扇叶71位于进气管5的管口底端；所述转动柱72通过转动套与升液管6的侧壁转动连接，且转动柱72上固定套接有凸轮73；所述滑杆74通过限位块75滑动安装在升液管6的侧壁，且滑杆74上套接有弹簧，且弹簧位于限位块75的上端面；所述滑杆74的顶端与凸轮73的圆周外壁挤压接触，且滑杆74的底端连接到弹性过滤网8上；所述弹性过滤网8设置有环形卡合圈81和过滤网板82；所述升液管6的底端固定有合金密封环76，且合金密封环76的底端设置有过滤网板82；所述过滤网板82的通过环形卡合圈81滑动卡合到合金密封环76的上方，且环形卡合圈81内部与合金密封环76的上端面填充有耐高温软胶9；

工作时，当坩埚2内金属液通过压缩的空气进入到升液管6内时，压缩的气体会吹动转动扇叶71转动，转动柱72会带动凸轮73挤压滑杆74，使得滑杆74沿着升液管6的侧壁上下滑动，弹性过滤网8通过耐高温软胶9弹性连接到合金密封环76上，且滑杆74的底端与弹性过滤网8接触，进而滑杆74上下滑动会挤压弹性过滤网8，使得弹性过滤网8在升液管6的管口上下摆动，弹性过滤网8的摆动会将由于金属液上层受到压缩空气温度的影响产生的氧化渣和金属液中混合的颗粒进行抖动过滤，进而可以防止金属液中含有的颗粒杂质或金属熔渣跟随金属液进入到铸造模型3的型腔内，导致浇筑的铸件产生氧化夹渣的现象，进而影响电机转子鼠笼铸造质量；同时抖动的弹性过滤网8能够保证金属液在升液管6内平稳上升，防止金属液在型腔内产生喷溅的现象，进而导致铸件中产生夹渣的现象；同时弹性过滤网8的抖动防止氧化夹渣粘结在弹性过滤网8上导致弹性过滤网8堵塞的现象，不仅影响弹性过滤网8对金属液的高效过滤的现象，同时影响金属液稳定进入到升液管6内，影响低压铸铜设备的高效工作；分段设置的升液管6，安装人员可以先将杂质过滤网设置下段的升液管6上，然后将下段的升液管6螺纹连接到上端升液管6上，进而便于对落入到弹性过滤网8内的夹渣进行清理或对弹性过滤网8进行更换作业。

作为本发明的一种实施方式，所述环形卡合圈81的圆周外壁上均匀开设有注胶孔811，且环形卡合圈81与下段的升液管6的外壁滑动密封接触；所述耐高温软胶9采用灌封的方式多次通过注胶孔811注入到环形卡合圈81内部，且每次灌封的厚度应2～3mm；工作时，将耐高温软胶9采用灌封的方式填充到环形卡合圈81和合金密封环76之间，便于弹性过滤网8能够弹性安装到下段的升液管6上，同时耐高温软胶9不仅能够起到粘结密封的效果，同时耐高温软胶9产品靠接触空气中的水份自行硫化成弹性体，进而便于弹性过滤网8在滑杆74的上下滑动挤压下，能够实现在升液管6的底端产生上下抖动的效果。

作为本发明的一种实施方式，所述环形卡合圈81的内壁开设有波纹凹槽812；所述合金密封环76的上端面设置有多个弹性支撑条10，且弹性支撑条10的顶端与环形卡合圈81的上端阶梯内壁接触；所述弹性支撑条10的侧壁设有波纹凸起101，且波纹凸起101与波纹凹槽812挤压接触；工作时，当环形卡合圈81在滑杆74的挤压下压缩耐高温软胶9时，合金密封环76上端设置的弹性支撑条10在环形卡合圈81的挤压力下会产生压缩，弹性支撑条10的压缩会使得一侧设置的波纹凸起101能够收缩卡入到环形卡合圈81内壁设置的波纹凹槽812内，同时弹性支撑条10的顶端会压缩抵紧到环形卡合圈81的上端阶梯壁上，使得弹性支撑条10能够对环形卡合圈81起到弹性支撑限位的作用，有效防止当滑杆74挤压到环形卡合圈81的上端面时，因环形卡合圈81与下段的升液管6的外壁滑动密封接触，而非滑动卡合接触，进而导致滑杆74的挤压力会使得环形卡合圈81产生倾斜与升液管6的外壁产生脱离的现象，进而影响环形卡合圈81与升液管6外壁之间的滑动密封效果，同时影响了弹性过滤网8上下稳定抖动的现象。

作为本发明的一种实施方式，所述环形卡合圈81的上端为弧形斜面设置；所述滑杆74的底端通过耐高温软胶9弹性粘结到环形卡合圈81；工作时，环形卡合圈81上端为弧形斜面，防止金属液在环形卡合圈81上产生聚集而凝固结块的现象；同时滑杆74与环形卡合圈81之间的弹性连接，使得滑杆74能够对弹性过滤网8起到重力支撑的效果，同时便于滑杆74能够稳定对弹性过滤网8进行挤压作业。

作为本发明的一种实施方式，所述环形卡合圈81的内圈壁上开设有环形卡合腔813，且环形卡合腔813的顶端连接有弹簧；分段设置的下段所述升液管6的外壁设置有多个弧形凹陷块20，且弧形凹陷块20位于环形卡合腔813内，且弧形凹陷块20的上端面与弹簧接触；所述弧形凹陷块20为刚性材料设置；工作时，当环形卡合圈81在滑杆74的挤压下上下滑动时，环形卡合腔813内设置的弹簧会挤压到弧形凹陷块20的凹陷槽内，使得弹簧能够对环形卡合圈81的起到滑动支撑的作业，同时能够使得环形卡合圈81的内壁能够稳定的贴合到升液管6的外壁；同时弹簧的恢复力同样可以使滑杆74在向上摆动时，弹性过滤网8能够同步匀速的向上摆动，使得弹性过滤网8的抖动处于匀速状态，进而便于弹性过滤网8能够使金属液在升液管6内匀速上升。

本发明所述的一种电机转子鼠笼低压铸铜的方法，该方法适用于上述所述电机转子鼠笼低压铸铜设备的使用；该方法包括以下步骤：

S1：熔化加热：将铜原料放入到熔化炉内进行熔化，熔化炉的温度1000℃～1150℃；同时对矽钢片叠加而成的转子进行低温预热，预热温度为120℃～150℃；机械手将预热好的转子放入到铸造模型3的型腔内；

S2：导液冲压：将S1步骤熔化的铜原料通过导液管导入到坩埚2内；压力控制系统将将一定压力的压缩空气通入密封的坩埚2内，使金属液沿着升液管6平稳上升到铸型的浇道处；

S3：溶液过滤：坩埚2内压缩的空气会吹杂质过滤装置7在分段的升液管6的底端产生振动，弹性过滤网8的振动可以将金属液中含有的杂质或熔渣进行匀速抖动过滤，使得过滤后的金属液由浇道进入型腔直至充满铸造模型3；弹性过滤网8的摆动会将金属液内混合的颗粒杂质或金属熔渣进行抖动过滤，不仅可以防止金属液中含有的饿颗粒杂质或金属熔渣跟随金属液进入到铸造模型3的型腔内，进而导致浇筑的铸件产生氧化夹渣的现象，进而影响电机转子鼠笼铸造质量

S4：增压、保压、排气：金属液充满型腔后，压力控制系统将对坩埚2内原充型压力下增加一定值压力，3～5min；立即保持该压力，使铸件在稳定的压力下结晶凝固；铸件凝固后，卸出坩埚2内的气压，使升液管6和浇道中尚未凝固的金属液回落到坩埚2内，待铸件冷却后通过升降机构4取出铸件；铸件凝固补缩过程再充入一定量的外加压力，会使得铸件的补缩效果好，铸件致密度高，力学性能好；通过保压处理能够使得铸造在稳定的压力下高效结晶凝固。

具体工作流程如下：

工作时，将铜原料放入到熔化炉内进行熔化，熔化炉的温度1000℃～1150℃；同时对矽钢片叠加而成的转子进行低温预热，预热温度为120℃～150℃；机械手将预热好的转子放入到铸造模型3的型腔内，铜原料金属液通过导液管导入到坩埚2内；压力控制系统将将一定压力的压缩空气通入密封的坩埚2内，使金属液沿着升液管6平稳上升到铸型的浇道处，坩埚2内压缩的空气会吹杂质过滤装置7在分段的升液管6的底端产生振动，弹性过滤网8的振动可以将金属液中含有的杂质或熔渣进行匀速抖动过滤，金属液充满型腔后，压力控制系统将对坩埚2内原充型压力下增加一定值压力，3～5min；立即保持该压力，使铸件在稳定的压力下结晶凝固；铸件凝固后，卸出坩埚2内的气压，待铸件冷却后通过升降机构4取出铸件。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

虽然本发明是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。另外，针对特定情形或材料，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。