托轮铸件的仿真模拟

托轮是回转窑重要的支撑设备，承受着整个回转部分的重量并使筒体、滚筒能在托轮上平稳地传动，在托轮的设计和生产中要求所设计托轮能在要求的载荷下平稳   的工作，轮毂部位不得有气孔、缩孔、砂眼及裂纹等缺陷。

初始工艺浇注系统采用了开放底注的方式，浇注系统的横浇道有3个，两侧的横浇道分别又分出3个均布的内浇道，底部的横浇道对称分别分出2个内浇道，导入位置应铸件纵向的顺序凝固，内浇道设于铸件的   低处，使合金液从低处导入。

模拟结果所示（a）、（b）为缩松、缩孔的判据，（c）、（d）为温度和热裂分布图，可以看出在托轮的轮毂及筋板与轮缘的交界处存在明显的缩孔和缩松缺陷，使用过程中可能造成轮毂断裂和筋板与轮缘处开裂，而且幅孔以及轮毂都存在较大的温度差，在铸件成型过程中容易造成热裂，且筋板两端温度中间温度高，温度差大，对筋板产生很大拉应力，使用中容易造成筋板断裂，（d）也显示了热裂主要产生在轮毂内、托轮表面及轮毂处，且这几处都是托轮工作时主要的受力承载部位，这些部位存在热裂，会降低托轮的使用寿命和加载能力，在使用过程中也是危险的。

对原工艺充型、凝固模拟的补缩分析看出，补缩通道在铸型凝固到64%即关闭，没有起到好的补缩作用，筋板与轮缘、辐板交界缺陷较多，轮毂存在缩孔缩松缺陷，表明冒口设计存在。针对这些问题，原铸造工艺做如下改进：①增大冒口提高冒口补缩能力；②筋板与辐板交界处设置外冷铁；③使用铬矿砂做砂芯。

工艺改进后的模拟所示，缩松和缩孔的缺陷基本消失，温度分布均匀合理，筋板处温度差很小，热裂也只有少数存在轮毂外表非主要作面，不影响托轮的使用，模拟结果表明改进的工艺是合理可行的。

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