CN204413064U - 一种石油钻井泵十字头模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种石油钻井泵十字头模具，包括上外模和下外模，上外模、下外模形成十字头铸件的外轮廓形状，内腔坭芯形成内部型腔；上外模一侧开有直浇道，直浇道沿竖直方向设置；上外模分型面处设置有呈U型分布横浇道，上外模分型面处还设置有内浇道c、d，内浇道c、d与横浇道及上外模相连通；上外模的顶部设置有薄壁环形法兰，环形法兰上设置冒口a和冒口b，冒口a和冒口b全部压在环形法兰上；上外模顶部中心放置有冷铁a，侧壁放置有冷铁b和冷铁c。本实用新型使十字头在浇注时能降低壁厚厚大处和凝固过热处的温度，能起到消除热节、均衡凝固的效果，使生产出的十字头铸件硬度分布均匀、内腔清洁，提高了良品率。

Description

一种石油钻井泵十字头模具

技术领域

本实用新型属于金属铸造技术领域，具体涉及一种石油钻井泵十字头模具。

背景技术

石油钻井泵是油田开采的主要设备之一，而开采泵上的十字头则是重要的动力组件之一，直接影响整个钻井泵的工作可靠性。目前，十字头铸件的铸造工艺一般采用立浇顶注的方式，即先将模具的开口薄壁部分朝上，再将较厚的锥体部分置于底箱，通过顶注引入铁液，从而加热顶部薄壁部分。但在实际生产中，这种方法调温效果不佳，无法有效消除因铸件壁厚差异而带来的温差和凝固热节，造成锥体部分内壁球面表面落砂和夹杂缺陷。当设备工作时，这些落砂和夹杂便掉入工作面，影响设备正常运转；由传统方法制备的十字头铸件硬度分布不均，后续须通过正火、退火工序才能质量合格，这样降低了生产效率，还大大增加了增加生产成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种石油钻井泵十字头模具，解决了现有模具铸造出的十字头铸件内腔落砂夹杂及整体硬度分布不均的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种石油钻井泵十字头模具，包括上外模和下外模，上外模、下外模形成十字头铸件的外轮廓形状，内腔坭芯形成内部型腔；上外模一侧开有直浇道，直浇道沿竖直方向设置；上外模分型面处设置有呈U型分布横浇道，上外模分型面处还设置有内浇道c和内浇道d，内浇道c和内浇道d与横浇道及上外模相连通；上外模的顶部设置有薄壁环形法兰，环形法兰上设置冒口a和冒口b，冒口a和冒口b全部压在环形法兰上；上外模顶部放置有冷铁a，侧壁放置有冷铁b和冷铁c。

本实用新型的特点还在于，

冷铁a位于上外模顶部的中央。

冷铁b和冷铁c分别位于冒口a和冒口b的正下方。

直浇道、横浇道、内浇道c和内浇道d的横截面面积之比为2.5:0.8:1:1。

直浇道的阻流截面不大于￠50mm。

本实用新型的有益效果是，

一种石油钻井泵十字头模具，通过将传统十字头的模具倒置，并改变浇口和冒口位置，使铁液能充分均匀填充模具型腔，并且，通过在模具特殊位置放置的冷铁，使十字头在浇注时能降低壁厚厚大处和凝固过热处的温度，相比于现有模具，能起到消除热节、均衡凝固的效果，使生产出的十字头铸件硬度分布均匀、内腔清洁，提高了良品率。

附图说明

图1是本实用新型一种石油钻井泵十字头模具的结构示意图；

图2是本实用新型一种石油钻井泵十字头模具的俯视图。

图中，1.冒口b，2.直浇道，3.冷铁c，4.上外模，5.横浇道，6.冒口a，7.冷铁a，8.冷铁b，9.内浇道c，10.内腔坭芯，11.下外模，12内浇道d，13.环形法兰，14.定位锥。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

如图1和图2所示，一种石油钻井泵十字头模具，包括上外模4和下外模11，上外模4、下外模11形成十字头铸件的外轮廓形状，上外模4和下外模11的内腔坭芯10形成内部型腔；上外模4一侧开有直浇道2，直浇道2沿竖直方向设置；上外模4的分型面处设置有呈U型分布横浇道5，上外模4的分型面处还设置有内浇道c9和内浇道d12，内浇道c9和内浇道d12与横浇道5及上外模4相连通；直浇道2、横浇道5、内浇道c9和内浇道d12的横截面面积之比为2.5:0.8:1:1，直浇道2的阻流截面不大于￠50mm。上外模4的顶部设置有薄壁的环形法兰13，环形法兰13上设置有冒口a6和冒口b1，冒口a6和冒口b1全部压在环形法兰13上；上外模4顶部中心放置有冷铁a7，冷铁a7位于上外模4顶部的中央，上外模4侧壁放置有冷铁b8和冷铁c3，冷铁b8和冷铁c3分别位于冒口a6和冒口b1的正下方。

本装置的使用方法时，先将本装置的下外模11实施造型工序，形成形状为倒置的石油钻井泵十字头外部形状砂型的下砂型；

上外模4经过造型工序，形成形状为倒置的石油钻井泵十字头外部形状砂型的上砂型；上箱造型前组装直浇道2的模具实样、冒口a6和冒口b1的模具实样，将模具实样放入顶部冷铁a7，侧壁放冷铁b8和冷铁c3的铸铁实样，方可实施上箱造型工序。横浇道5和内浇道c9、内浇道d12原为紧固件模具实样，造型自然形成浇道砂型空腔。

制芯形成形状为倒置的石油钻井泵十字头内部形状的内腔坭芯10；在下砂型中落入内腔坭芯10和3个定位砂锥14后扣上砂型，并锁紧，待浇注使用。

浇注时，金属液经直浇道2、横浇道5、内浇道c9和内浇道d12注入组装好的上下砂型型腔。金属液从下砂型底部缓慢升高，至顶部冒口a6、冒口b1充满，停止浇注。浇注完成12小时后，经开箱、落砂、清理工序后，便制得石油钻井泵十字头铸件。

本实用新型中，将模具型腔设计成倒置的石油钻井泵十字头形状，是因为石油钻井泵十字头本身为壁厚差异近6.5倍，传统正置立浇法，浇注完成后，上部薄壁皮厚凝固较早，冒口无法补缩底部厚大锥体部位，导致铸件底部缩松和铸件整体硬度不均现象。本装置创新地将原有模具颠倒过来，并重新设计浇口数量及位置，使铸型各部分浇注时温度趋于均匀，降低整体温差梯度，达到均衡凝固的铸造方法，获得组织致密、清洁度高、硬度均匀的铸件。同时，本装置在上砂箱和下砂箱之间设置了水平浇道，降低注入铁液落差，减小金属液对砂型冲刷，消除铸件内腔夹杂，降低了废品率。并且，在上砂箱顶部设置冷铁a，进一步降低铸件较厚处的低温铁液的温度，能有效消除缩松现象；在上砂箱的侧壁设置冷铁b和冷铁c，是为了降低冒口a和冒口b根部温度，有效防止冒口附近铸件的缩松现象，进一步降低了铸件凝固使得温度梯度，减小了废品发生的可能性。

Claims (5)

1.一种石油钻井泵十字头模具，其特征在于，包括上外模(4)和下外模(11)，所述上外模(4)、下外模(11)形成十字头铸件的外轮廓形状，上外模(4)和下外模(11)的内腔坭芯(10)形成内部型腔；上外模(4)一侧开有直浇道(2)，直浇道(2)沿竖直方向设置；上外模(4)的分型面处设置有呈U型分布横浇道(5)，上外模(4)的分型面处还设置有内浇道c(9)和内浇道d(12)，内浇道c(9)和内浇道d(12)与横浇道(5)及上外模(4)相连通；上外模(4)的顶部设置有薄壁的环形法兰(13)，环形法兰(13)上设置有冒口a(6)和冒口b(1)，冒口a(6)和冒口b(1)全部压在环形法兰(13)上；上外模(4)顶部放置有冷铁a(7)，上外模(4)侧壁放置有冷铁b(8)和冷铁c(3)。

2.根据权利要求1所述的一种石油钻井泵十字头模具，其特征在于，所述冷铁a(7)位于上外模(4)顶部的中央。

3.根据权利要求1所述的一种石油钻井泵十字头模具，其特征在于，所述冷铁b(8)和冷铁c(3)分别位于冒口a(6)和冒口b(1)的正下方。

4.根据权利要求1所述的一种石油钻井泵十字头模具，其特征在于，所述直浇道(2)、横浇道(5)、内浇道c(9)和内浇道d(12)的横截面面积之比为2.5:0.8:1:1。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种石油钻井泵十字头模具，其特征在于，所述直浇道(2)的阻流截面不大于￠50mm。