航空单晶叶片用小型坩埚的进给稳定装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于坩埚技术领域，公开了一种航空单晶叶片用小型坩埚的进给稳定装置及其控制方法，包括稳定器、坩埚加热组件和旋转组件；所述稳定器包括支架和阻尼器，两个阻尼器分别设置在支架的右侧和后侧；坩埚加热组件安装在稳定器正上方；旋转组件与稳定器固定连接。本发明专利技术通过在坩埚下方设置一稳定器，在稳定器后侧和前侧设置阻尼器，与坩埚支架连接，有效降低了机械臂急停急走带来的大加速度所导致的熔融金属液体飞溅的概率，保证了真空定向凝固炉设备的可靠性；通过分析坩埚液面等压面和静压强分布规律，通过计算倾倒出的体积，有效预测了液面实时高度，通过实时调整机械臂角速度，提高生产效率，节约能源。节约能源。节约能源。

【技术实现步骤摘要】
航空单晶叶片用小型坩埚的进给稳定装置及其控制方法


[0001]本专利技术属于坩埚
，尤其涉及一种航空单晶叶片用小型坩埚的进给稳定装置及其控制方法。

技术介绍

[0002]航空单晶叶片用小型坩埚广泛应用于真空定向凝固炉，是航空航天制造领域单晶叶片不可或缺的机械设备。随着对单晶叶片性能、制造效率和良品率的要求不断提高，因而在浇筑过程中的稳定性非常重要。在实际情况中，由于在真空定向凝固炉中温度高、真空度高，导致无法通过摄像头直接监测液面高度，机械臂急停急走，易导致高温熔融金属液体从坩埚内飞溅。
[0003]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有的航空单晶叶片用小型坩埚无法通过摄像头直接监测液面高度，机械臂急停急走，易导致高温熔融金属液体从坩埚内飞溅。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种航空单晶叶片用小型坩埚的进给稳定装置及其控制方法。
[0005]本专利技术是这样实现的，一种航空单晶叶片用小型坩埚的进给稳定装置包括：
[0006]稳定器、坩埚加热组件和旋转组件；
[0007]所述稳定器包括支架和阻尼器，所述阻尼器共设置有两个，两个阻尼器分别设置在支架的右侧和后侧；
[0008]所述坩埚加热组件安装在稳定器正上方，用于对坩埚进行加热；
[0009]所述旋转组件与稳定器固定连接，用于带动稳定器进行旋转。
[0010]进一步，所述阻尼器包括紧固旋转机构、减震缸体、阻尼杆和连接旋转机构，所述紧固旋转机构共设置有两个，通过过盈配合塞入减震缸体中，实现旋转功能；所述减震缸体共设置有两个，分别与阻尼杆左右两侧通过间隙配合相连接；所述连接旋转机构两端分别与紧固旋转机构和支架相连接。
[0011]进一步，所述减震缸体和阻尼杆的旋转中心在同一水平线上；所述连接旋转机构、紧固旋转机构和减震缸体的旋转中心在同一水平线上。
[0012]进一步，所述减震缸体内部含有用于减震缓冲的惰性气体。
[0013]进一步，所述稳定器整体为不锈钢材质，支架为矩形结构。
[0014]进一步，所述坩埚加热组件包括固定支架、固定杆、坩埚和加热线圈；
[0015]所述固定支架用于与固定杆和坩埚连接；
[0016]所述固定杆用于与加热线圈连接；
[0017]所述坩埚设置在支架上方，所述加热线圈环绕于坩埚。
[0018]进一步，所述固定杆为圆柱形，共四组，四组固定杆分别设置在固定支架前后左右
四侧，每组固定杆设置数量为11个。
[0019]进一步，所述旋转组件包括连接角钢和旋转臂；所述连接角钢通过焊接与稳定器下端相连；所述旋转臂通过焊接与连接角钢相连。
[0020]本专利技术的另一目的在于提供一种航空单晶叶片用小型坩埚的进给稳定装置的控制方法，所述航空单晶叶片用小型坩埚的进给稳定装置的控制方法包括：
[0021]步骤一，旋转机构带动稳定器前向进给或后向进给，产生急走急停时，稳定器的右侧阻尼器产生一个反方向的作用力，对坩埚进行稳定；
[0022]步骤二，旋转机构带动稳定器顺时针旋转或逆时针旋转，产生急走急停时，稳定器的后侧阻尼器产生一个反方向的作用力，对坩埚进行稳定；
[0023]步骤三，小型坩埚进行倾倒时，通过监测旋转角速度和液面高度测算方法，将初始的熔融金属体积V1减去计算所得的倒出的熔融金属体积V2所得的差值与初始的熔融金属体积V1相比较，设置多个提示区间，通过程序控制旋转角速度ω，选择提高或降低旋转角速度ω。
[0024]进一步，所述步骤三中的液面高度测算方法包括：
[0025]根据监测得到的旋转角速度为ω，初始液面高度为h，以及坩埚初始尺寸大小，杯深为H，底部直径为D，工作时间为t，则旋转角度为θ＝ωt，得到椭圆方程为
[0026]则当工作时间为Δt时，其倒出的液体体积V近似为利用多个Δt的时间估算出倒出的熔融金属体积，则其表达式为
[0027]结合上述的技术方案和解决的技术问题，本专利技术所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：
[0028]第一，针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度，紧密结合本专利技术的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等，详细、深刻地分析本专利技术技术方案如何解决的技术问题，解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果。具体描述如下：
[0029]本专利技术提供的航空单晶叶片用小型坩埚的进给稳定装置在坩埚下方设置一个稳定器，在稳定器后侧和前侧设置阻尼器，与坩埚支架连接，有效降低了机械臂急停急走带来的大加速度所导致的熔融金属液体飞溅的概率，保证了真空定向凝固炉设备的可靠性；通过分析坩埚液面等压面和静压强分布规律，通过数学方法推导倾倒出的体积，有效预测了液面实时高度，通过实时调整机械臂角速度，提高生产效率，节约能源。
[0030]第二，把技术方案看作一个整体或者从产品的角度，本专利技术所要保护的技术方案具备的技术效果和优点，具体描述如下：
[0031]本专利技术中的稳定装置保证了真空定向凝固炉设备的可靠性，液面高度测算方法通过实时调整机械臂角速度，提高生产效率，节约能源。
[0032]第三，作为本专利技术的权利要求的创造性辅助证据，还体现在以下方面：
[0033]本专利技术的技术方案填补了国内外业内技术空白：在现有的单晶叶片铸造领域中，
尚未出现相关坩埚用的稳定装置。
附图说明
[0034]图1是本专利技术实施例提供的航空单晶叶片用小型坩埚的进给稳定装置的结构示意图；
[0035]图2是本专利技术实施例提供的稳定器的结构示意图；
[0036]图3是本专利技术实施例提供的阻尼器的结构示意图；
[0037]图4是本专利技术实施例提供的阻尼器爆炸图；
[0038]图5是本专利技术实施例提供的坩埚加热组件结构示意图；
[0039]图6是本专利技术实施例提供的旋转组件结构分离图；
[0040]图7是本专利技术实施例提供的紧固旋转机构结构示意图；
[0041]图8是本专利技术实施例提供的减震缸体结构示意图；
[0042]图9是本专利技术实施例提供的阻尼杆结构示意图；
[0043]图10是本专利技术实施例提供的连接旋转机构结构示意图；
[0044]图11是本专利技术实施例提供的阻尼器相对位置示意图；
[0045]图12是本专利技术实施例提供的液面高度测算方法示意图；
[0046]图中：1、稳定器；11、支架；12、阻尼器；121、紧固旋转机构；122、减震缸体；123、阻尼杆；124、连接旋转机构；2、加热组件；21、固定支架；22、固定杆；23、坩埚；24、加热线圈；3、旋转组件；31、连接角钢；32、旋转臂。
具体实施方式
[0047]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0048]为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航空单晶叶片用小型坩埚的进给稳定装置，其特征在于，包括：稳定器、坩埚加热组件和旋转组件；所述稳定器包括支架和阻尼器，所述阻尼器共设置有两个，两个阻尼器分别设置在支架的右侧和后侧；所述坩埚加热组件安装在稳定器正上方，用于对坩埚进行加热；所述旋转组件与稳定器固定连接，用于带动稳定器进行旋转。2.如权利要求1所述的航空单晶叶片用小型坩埚的进给稳定装置，其特征在于，所述阻尼器包括紧固旋转机构、减震缸体、阻尼杆和连接旋转机构，所述紧固旋转机构共设置有两个，通过过盈配合塞入减震缸体中，实现旋转功能；所述减震缸体共设置有两个，分别与阻尼杆左右两侧通过间隙配合相连接；所述连接旋转机构两端分别与紧固旋转机构和支架相连接。3.如权利要求2所述的航空单晶叶片用小型坩埚的进给稳定装置，其特征在于，所述减震缸体和阻尼杆的旋转中心在同一水平线上；所述连接旋转机构、紧固旋转机构和减震缸体的旋转中心在同一水平线上。4.如权利要求2所述的航空单晶叶片用小型坩埚的进给稳定装置，其特征在于，所述减震缸体内部含有用于减震缓冲的惰性气体。5.如权利要求1所述的航空单晶叶片用小型坩埚的进给稳定装置，其特征在于，所述稳定器整体为不锈钢材质，支架为矩形结构。6.如权利要求1所述的航空单晶叶片用小型坩埚的进给稳定装置，其特征在于，所述坩埚加热组件包括固定支架、固定杆、坩埚和加热线圈；所述固定支架用于与固定杆和坩埚连接；所述固定杆用于与加热线圈连接；所述坩埚设置在支架上方，所述加热线圈环绕于坩埚。7.如权利要求6所述的航空单晶叶片用小型坩埚的进给稳定装...

【专利技术属性】
技术研发人员：周水清，毛子鉴，金曦，金伟娅，何兴，
申请(专利权)人：嵊州市浙江工业大学创新研究院，
类型：发明
国别省市：