鑄造設備及其自動化 (2)ppt課件

1、 2021.6鑄造設備及其自動化-10宋延沛 教授第一節(jié) 濕型砂制備系統(tǒng) 一、 濕型砂處置系統(tǒng)和工藝特點 第七章 型砂處置系統(tǒng)及其自動化 粘土濕型砂處置系統(tǒng)包括舊砂處置(破碎、磁選、篩分、烘干、冷卻、再生)、儲存和保送系統(tǒng)；新砂處置(烘干、過篩)、儲存和保送系統(tǒng)；附加物儲存和保送系統(tǒng)；以及型砂混制和保送系統(tǒng)；型砂質量在線檢測和控制系統(tǒng)；下面我們來了解粘土砂處置系統(tǒng)的組成和工藝流程。 在型芯砂中，最為常用的是粘土濕型砂(也稱潮模砂)。濕型砂-由硅砂、膨潤土、水和一些附加物按一定比例制備而成的塑性混和物。目前用于消費的濕型砂中回用砂占90左右，雖然這些回用砂經過反復制備已具有一定性能，但是它在每次

2、外型、澆注、冷卻、落砂和處置過程中還會產生成分，水分和溫度等許多變化。更何況由于消費的鑄件不同，砂箱中的砂鐵比也因此變化，又將引起回用砂成分，水分和溫度變化的動搖。濕型砂的成分和混制特點，以及眾多工藝和消費要素的影響，就決議了濕型砂制備是一個混制難度大、影響要素多、難于檢測和調理的消費過程。 1、濕型砂制備的要求 優(yōu)質的原資料，科學的型砂配方，良好而完備的砂處置系統(tǒng)，合理的混砂工藝，必要的檢測和調理手段。2濕型砂制備的新進展1混砂原理 早期的混砂設備由碾輪式混砂機所壟斷，19世紀60年代出現了轉子混砂機，突破了這一情況。 混砂時要求混砂工具對機盆內的物料施以機械力；使物料在機械力的作用下運動。

3、 機械力應適當，過強將會引起物料發(fā)熱，使混砂功率耗費添加；物料必需迅速、充分和蓬松地在程度方向和垂直方向反復運動，使物料間快速地滑動、滾動和交叉，頻繁地接觸、碰撞和摩擦，將物料混合均勻，使膨潤土充分吸收水分，并在一切砂粒外表均勻地包覆上粘土膜。 2型砂調勻和緊實率測定 含水量是最需求調理的型砂成分，型砂的干濕程度適宜、具有較好綜合性能時的含水量稱為調勻水。 緊實率是制備濕型砂，使其綜合性能目的到達較佳時應該控制的最終目的值；而加水量那么是為到達這一目的值的調理手段。緊實率對型砂中的水分特別敏感，普通情況下，加水量每增減0.1%，緊實率將變化35%。因此在混砂時，用測定緊實率的方法調理加水量，是

4、一種科學、方便、快捷的控制手段。3加料順序 加料后立刻快速而均勻地參與所需水量的大部分，混合一段時間使砂粒充分潤濕，然后再參與膨潤土、煤粉等粉狀物料。 砂處置系統(tǒng)設計的出發(fā)點和根據是外型工序。使型砂產生變化的是澆注、冷卻和落砂工序，從而決議了回用砂處置工序最多，處置過程最復雜，型砂混制那么是本系統(tǒng)的中心工序。 砂鐵比普通指砂型中型砂與澆入金屬的質量比，型砂質量表示砂型接受熱負荷時的蓄熱才干，金屬質量那么闡明傳送給型砂的二、混砂機熱量。當在一條外型消費線上消費多種鑄件時，砂鐵比將因鑄件消費方案的安排而改動，因此回用砂在成分、水分和溫度方面的變化也將產生動搖。 碾輪混砂機任務原理 自1911年發(fā)明

5、碾輪混砂機以來，至今已有100余年歷史，其間經過幾次改型和改良，但是其混砂工具仍是碾輪與刮板。 2) 碾輪混砂機的改良 碾輪的構造和運動決議了碾輪混砂機的混砂質量好，但是許多妨礙提高混砂效率的問題也是由于碾輪引起的。1、碾輪混砂機 突出的改良是采用碾輪彈簧加壓安裝。 彈簧加減壓安裝有下述優(yōu)點：彈簧加減壓安裝可以在堅持一定碾壓力的條件下，減輕碾輪自重，從而可以適當添加碾輪寬度，擴展碾壓面積；也可以提高主軸轉速，加快混砂過程。 碾壓力隨砂層厚度自動變化，加料量多或型砂強度添加，那么碾壓力添加；當加料量少或在卸砂時，碾壓力也隨之降低。這不僅符合混砂要求，而且可以減少功率耗費和刮板磨損。3混砂機的變革

6、 雙盤碾輪式延續(xù)混砂機 受碾輪前砂層高度的限制，要提高碾輪混砂機的產量，就只能添加盤徑，但最大盤徑不宜超越3m，否那么將給運輸帶來困難。雙盤碾輪式延續(xù)混砂機就是在單盤間歇式碾輪混砂機不能滿足消費需求的情況下產生的。 擺輪混砂機 擺輪混砂機國外稱為快速碾輪混砂機，它是針對碾輪混砂機存在的一些問題而改良設計的。 碾輪轉子混砂機 碾輪轉子混砂機是既保管碾輪對型砂的碾壓作用，又增設混砂轉子以較高的速度沖擊和攪拌型砂，兼有碾輪混砂機和轉子混砂機的特點。 2、轉子混砂機 高速轉子混砂機 高速轉子混砂機以德國Eirich公司的強力逆流混砂機為代表。 這種混砂機一次加料量多，混合速度快，故消費率高；但底盤傳動

7、及卸砂門機構比較復雜，高速轉子也需求較大的混砂功率。 1轉子混砂機的分類 2S14系列新型轉子混砂機 S14系列新型轉子混砂機是我國自行研制和開發(fā)的新型混砂機，它的任務原理具有以下特點： 4碾輪混砂機構造 低速轉動的刮板推進物料在盆內構成峰谷起伏的環(huán)流，為轉子供料；軸線固定的中速葉片式轉子與刮板同時轉動，構成順流混砂；刮板與葉片均與程度成一定傾角，適于在料層中運動；上拋葉片與下壓葉片結合，促進物料在垂直方向的循環(huán)；葉片對物料施以沖擊力，又在與刮板交錯時對物料施以剪切力，兼用這兩種機械力制備濕型砂。3轉子混砂機的特點與碾輪混砂機比較 轉子混砂工具只需設計合理，就可以完全埋在料層中任務，將能量全部

8、傳給物料。 碾輪混砂機的碾輪對物料施以碾壓力，轉子混砂機的混砂工具對物料施以沖擊力、剪切力和離心力，使物料處于猛烈運動形狀。 高速轉子的轉速為600rmin左右,使遭到沖擊的物料快速運動，混合速度快，混勻效果好。 轉子混砂工具不斷使物料處于松散的運動形狀，這既有利于物料間交叉、碰撞和摩擦，也減輕混砂工具的運動阻力。 當需求提高混砂機產量時，轉子混砂機既可添加盤徑，又能提高料層厚度。因此轉子混砂機用較少的盤徑尺寸，能滿足較多的產量要求，可以大大簡化系列設計，減輕制造任務量。 轉子混砂機構造簡單，便于維修。三、松砂機 混好的型砂，尤其是碾輪混砂機制備的型砂，要用松砂機給以松散，破碎其中的餅塊，提高

9、型砂的流動性和可塑性，以利于型砂緊實。松砂機的種類很多，在砂處置系統(tǒng)運用比較普遍的是雙輪松砂機。四、磁分別設備 由于舊砂普通占型砂成分的80%以上，它的質量將直接影響型砂性能，落砂后的舊砂中含有斷裂的澆冒口、鐵釘、鐵豆、飛邊毛刺、芯骨等鐵磁性物質，在舊砂處置過程，要將這些鐵磁性雜質去除，以保證型砂質量并防止砂處置設備、外型設備、容貌和芯盒遭到損壞。舊砂在處置過程中最好經過23次磁分別。按磁源分磁分別設備分為電磁和永磁兩種。1、永磁分別滾筒 2、永磁帶輪 3、帶式永磁分別機 五、破碎設備 片擊式破碎機有單轉子和雙轉子兩種，單轉子片擊式破碎機只需一個轉子，而雙轉子片擊式破碎機有兩個相對旋轉的轉子。

10、 片擊式破碎機具有破碎才干強、任務平穩(wěn)、順應性強和構造緊湊等特點，用于鑄造車間落砂后舊砂的破碎。六、破碎設備 在砂處置系統(tǒng)中，舊砂過篩的主要目的是篩除其中的碎芯塊、砂團及其他非金屬夾雜物，過篩也使舊砂更為松散，成分、水分和砂溫更加均勻，同時經過除塵系統(tǒng)還可排除砂中的部分粉塵。 鑄造車間常用的篩砂機有擺動篩、滾筒篩和振動篩。1、滾筒篩 優(yōu)點：任務平穩(wěn)，運用可靠，無振動，噪聲小，當需求將篩砂機安裝在較高的平臺上時更為適宜。 缺陷：構造比較龐大，在進料和出料間的落差較高，有時會給砂處置系統(tǒng)的布置帶來一定困難。 滾筒破碎篩兼有破碎砂塊和過篩的雙重作用。 2、振動篩 砂處置系統(tǒng)中常用的振動篩有兩種，即單

11、軸慣性振動篩和振動電機篩。七、冷卻設備1、回用砂冷卻要求和冷卻方法 回用砂的升溫景象在砂鐵比小，消費厚壁鑄件，外型線消費率高，型砂周轉快的情況下尤為嚴重。熱的回用砂必需經過冷卻降溫，使進入混砂機中的回用砂溫度在49以下，最好低于38，否那么會呵斥型砂中水分蒸發(fā)，料斗掛料和起模困難，熱砂中的水蒸汽凝結在砂芯和冷鐵上，使鑄件產生氣孔的傾向添加；型砂強度降低，導致鑄件產生沖砂、砂眼等缺陷。2、 冷卻設備1 冷卻提升機 冷卻回用砂有三種方法：1加大混砂量，即提高砂處置系統(tǒng)的砂鐵比，將混制型砂的一部分送去外型，將另一部分與落砂后的熱砂混合在一同，使砂溫降低；2是在砂處置系統(tǒng)中設置冷卻設備；3運用帶有真空

12、混砂機的砂處置系統(tǒng)。利用水分在真空條件下更容易蒸發(fā)的原理，使型砂在混制的同時降溫。 冷卻提升兼有提升和冷卻回用砂的雙重作用。2冷卻滾筒 冷卻滾筒有兩種，一種是專門用于冷卻舊砂的滾筒式冷卻機，另一種那么是兼有落砂功能的冷卻滾筒。3雙盤攪拌冷卻機 八、新砂烘干設備 新砂烘干常用的方法是利用250左右的熱空氣與濕砂充分接觸，使其中的水分汽化，并由氣體不斷將蒸發(fā)的水氣帶走，到達濕砂烘干的目的。新砂烘干設備主要有：三滾筒烘爐、振動沸騰烘干安裝、熱氣流烘干安裝等。 1、三滾筒烘爐 三滾筒烘爐主要由熄滅爐和烘干滾筒組成，烘干滾筒由三個有一定錐度的大小不同的滾筒套裝組成，如圖7-29所示。2、振動沸騰烘干安裝

13、 氣體經過固體顆粒流動，使固體顆粒呈現類似于流體形狀，稱為流態(tài)化。在鑄造消費中利用流態(tài)化方法實現新砂烘干、熱砂冷卻和熱法再生任務。 振動沸騰安裝由氣體沸騰和振動沸騰實現物料的流態(tài)化。 假設氣體沸騰采用冷風，可將熱物料冷卻；如用熱風，可使物料烘干。3.熱氣流烘干安裝 高壓離心鼓風機設在系統(tǒng)的末端，因此整個系統(tǒng)在負壓形狀下任務。 喉管的作用是將物料與氣體很好地混合、懸浮并使物料加速。 旋風分別器是最常用的一種氣流與物料分別安裝。 鎖氣器安裝在分別器或除塵器的排料口處，它是一個特殊的閥門。平常和卸料時均能起密封作用。 如將喉管的進風口接熱風爐，或在進風口處安裝燃油或燃氣噴嘴，那么吸入的熱氣流可以對濕

14、砂進展烘干，使烘干和吸送同時進展。 復習思索題P281 1、 3、6、8熱舊砂砂團回用料斗(排放舊砂)磁選料斗(磁性物質)破碎磁選過篩料斗(磁性物質)料斗(雜物)冷卻冷舊砂混砂松砂外型綜合料斗新砂(定量)綜合料斗膨潤土煤粉等附加物(定量)(定量)水分在線檢測(定量)回砂帶式保送機(不合格型砂排放)除塵合箱、澆注落砂圖7-3 粘土濕型砂處置工藝流程表示圖與碾輪混砂機比較，擺輪混砂機的設計特點是：1擺輪程度安裝，利用離心慣性力碾壓物料，因此擺輪質量輕，主軸轉速可以提高。2采用傾斜刮板，使刮板鏟砂阻力減小，而且可以構成物料流，從而更加強了物料的混合和相互摩擦。 圖7-10 帶有鼓風系統(tǒng)的擺輪式混砂機

15、表示圖圖7-15 碾輪轉子式混砂機構造圖1內刮板 2曲柄 3彈簧加壓機構 4碾輪 5十字頭 6刮板臂 7外刮板 8壁刮板 9混砂轉子 10卸砂門 11圍圈 12加水機構 13混砂轉子驅動機構 14減速器 15彈性聯(lián)軸器 16主軸電動機 17電機座圖7-14 S13系列碾輪轉子式混砂機圖7-11 逆流式轉子混砂機1混砂器電動機 2立柱 3刮板混砂器 4底盤大齒圈 5卸砂門 6混砂轉子 7底盤轉動電動機 8圍圈 9混砂轉子電動機9876234511478654圖7-13 行星轉子混砂機a) S16混砂機構造原理圖 b)法迪爾克變頻混砂機照片1底盤 2卸砂門 3轉子 4轉臂 5轉子驅動電動機 6壁刮

16、板 7底刮板 8轉臂驅動電動機a)b) 任務時，由給料機或其他工藝設備均勻地向分別滾筒供應回用砂，使砂層厚度堅持在4575mm間，最大可達100mm。 永磁帶輪作為帶式保送機的傳動滾筒，在轉卸回用砂的同時進展磁分別任務。應按帶式保送機的方式和規(guī)格選用永磁帶輪，帶式保送機的帶速小于1m/s，砂層厚度為100mm左右時，分別效果最好。 圖7-21 單轉子片擊式破碎機1機座 2電動機 3抽風口 4進料口 5錘頭21345圖7-22 雙轉子片擊式破碎機1機座 2電動機 3進料口 4錘頭1234圖7-25 振動電機篩AABBA-A視圖圖7-27 滾筒式冷卻機1驅動安裝 2支座 3進砂溜管 4滾筒21BB

17、向3A向A4 回用砂在盤上的停留時間是影響冷卻效果的要素之一，這由加料量和卸料量間的關系決議。卸砂門靠杠桿和重錘的作用使它處于常閉形狀，當底盤上砂量添加，對卸砂門有一定的側壓力，能抑制重錘的作用時，卸砂門即開啟卸砂。挪動重錘在杠桿上的位置，就可以調理卸砂量的多少。 圖7-29 三滾筒烘爐1出灰門 2進風口 3操作門 4爐篦 5爐體 6進砂管 7導向筋片 8外滾筒 9舉升板 10中滾筒 11內滾筒 12漏斗 13傳動托輪12345濕砂6789101112AA13接除塵器干砂A-A圖7-31 振動沸騰烘干冷卻安裝1密封活門 2多孔板 3冷風鼓風機 4槽體 5主振彈簧 6機架 7驅動安裝 8調理風口 9熱風爐 10熄滅噴嘴 11熱風鼓風機 12水封安裝 13沉降室1濕砂23456789接除塵器干砂II部放大A向A310111213