第八讲 落砂及清理设备

1、铸造设备及其自动控制铸造设备及其自动控制主讲人主讲人 孙清洲孙清洲第八讲第八讲 落砂及清理机械落砂及清理机械落砂及清理机械落砂及清理机械第一节落砂设备第一节落砂设备作用：作用：将浇注冷却后的铸件和铸型分开将浇注冷却后的铸件和铸型分开分类：分类：落砂及清理机械落砂及清理机械一一、偏心振动落砂机、偏心振动落砂机组成：组成：落砂机框架、偏心轴、电动落砂机框架、偏心轴、电动机、减振弹簧机、减振弹簧工作原理：工作原理：靠偏心轴的偏心，使落靠偏心轴的偏心，使落砂框架产生振动砂框架产生振动特点：特点：落砂机的振幅等于偏心距落砂机的振幅等于偏心距， 振幅不受落砂载荷的影响振幅不受落砂载荷的影响适应于多品种小批

2、量生产的铸造适应于多品种小批量生产的铸造车间车间撞击力全部由轴承承受并传给了撞击力全部由轴承承受并传给了基础，轴承的寿命低，对基础的要求基础，轴承的寿命低，对基础的要求高。高。落砂及清理机械落砂及清理机械二、惯性振动落砂机二、惯性振动落砂机（一）单轴惯性振动落砂机（一）单轴惯性振动落砂机组成：组成：落砂机栅床、偏心质量、落砂机栅床、偏心质量、弹簧、电机弹簧、电机工作原理：工作原理：利用偏心质量在高利用偏心质量在高速旋转时产生的离心惯性力，使速旋转时产生的离心惯性力，使其振动。其振动。特征：特征：只有一个具有偏心质量只有一个具有偏心质量的回转轴的回转轴落砂及清理机械落砂及清理机械特点：特点：振动

3、轨迹为近似的圆振动轨迹为近似的圆工作时的撞击力主要有弹簧吸收，对基础的冲击力小；工作时的撞击力主要有弹簧吸收，对基础的冲击力小；工作振幅受载荷的影响，载荷大则振幅小，反之，载荷小则振幅大；工作振幅受载荷的影响，载荷大则振幅小，反之，载荷小则振幅大；可通过调节激振力调节振幅；可通过调节激振力调节振幅；主要用于产品相对稳定的成批生产的铸造车间主要用于产品相对稳定的成批生产的铸造车间落砂及清理机械落砂及清理机械（二）双轴惯性振动落砂机（二）双轴惯性振动落砂机1.双轴惯性振动落砂机工作原理双轴惯性振动落砂机工作原理两偏心质量在电机的驱动下两偏心质量在电机的驱动下同步反向旋转，其离心惯性力在两同步反向旋

4、转，其离心惯性力在两轴所在的平面内相互抵消，在垂直轴所在的平面内相互抵消，在垂直于两轴所在的平面方向上相互叠加，于两轴所在的平面方向上相互叠加，驱动落砂机进行直线振动。驱动落砂机进行直线振动。根据激振力的方向和落砂栅根据激振力的方向和落砂栅床的夹角（激振角），可将双轴惯床的夹角（激振角），可将双轴惯性振动落砂机分为输送式和非输送性振动落砂机分为输送式和非输送式。式。非输送式非输送式：激振角等于：激振角等于90落砂及清理机械落砂及清理机械输送式：输送式：激振角小于激振角小于90落砂及清理机械落砂及清理机械n2.双轴惯性振动落砂机的驱动方式双轴惯性振动落砂机的驱动方式分类：分类：有强迫联系：有强迫

5、联系：两激振轴在齿轮的作用两激振轴在齿轮的作用下同步反向旋转。下同步反向旋转。无强迫联系：无强迫联系：两轴靠电机的同步追逐两轴靠电机的同步追逐原理实现同步反向旋转原理实现同步反向旋转。1）有强迫联系双轴惯性振动激振器的工作）有强迫联系双轴惯性振动激振器的工作原理原理（1）整体式双轴激振器机构）整体式双轴激振器机构n组成：组成：机体、偏心质量、传动轴、齿轮机体、偏心质量、传动轴、齿轮n特征：特征：激振轴直接装在机体上，通过齿激振轴直接装在机体上，通过齿轮实现同步反向旋转。轮实现同步反向旋转。落砂及清理机械落砂及清理机械（2）箱式激振器）箱式激振器组成：组成：箱体、偏心质量、齿轮箱体、偏心质量、齿

6、轮特征：特征：激振器是一个独立的箱激振器是一个独立的箱形结构，靠一对相互啮合的齿轮形结构，靠一对相互啮合的齿轮实现同步反向彷旋转实现同步反向彷旋转特点：特点：拆装维修方便拆装维修方便使用：使用：用于输送式落砂机上，并且用于输送式落砂机上，并且多装在落砂机的下方多装在落砂机的下方落砂及清理机械落砂及清理机械2）无强迫联系双轴惯性激振器的工作原理）无强迫联系双轴惯性激振器的工作原理组成：组成：机体、偏心质量、弹性联轴器、电机机体、偏心质量、弹性联轴器、电机特征：特征：两激振轴间没有强迫联系，靠两电机间的同步追逐实现同步反向旋转。两激振轴间没有强迫联系，靠两电机间的同步追逐实现同步反向旋转。特点：特

7、点：结构比较简单结构比较简单使用：使用：用于输送式落砂机或非输送式落砂机上。用于输送式落砂机或非输送式落砂机上。落砂及清理机械落砂及清理机械（三）双质体振动落砂机三）双质体振动落砂机工作原理工作原理当下质体上的激振轴使机体产当下质体上的激振轴使机体产生振动时，通过共振弹簧将振动传生振动时，通过共振弹簧将振动传给上质体，使上质体也产生振动，给上质体，使上质体也产生振动，实现振动落砂。实现振动落砂。特点特点1.上质体工作在共振状态，节约能上质体工作在共振状态，节约能量量2.对基础的减振效果好对基础的减振效果好三、惯性撞击式落砂机三、惯性撞击式落砂机组成：组成：落砂机栅床、偏心质量、弹簧、电机、落砂

8、机栅床、偏心质量、弹簧、电机、固定支架固定支架工作原理：工作原理：铸型放在固定的支架上，下面按置铸型放在固定的支架上，下面按置惯性振动落砂机，靠落砂栅床对铸型的撞击实惯性振动落砂机，靠落砂栅床对铸型的撞击实现落砂现落砂特征：特征：铸型支撑在支架上和落砂机栅床之间的距离铸型支撑在支架上和落砂机栅床之间的距离约为约为58mm）。）。特点：特点：振幅一般均较惯性振动落砂机大振幅一般均较惯性振动落砂机大撞击式单轴惯性振动落砂机一般均工作在近共振撞击式单轴惯性振动落砂机一般均工作在近共振状态状态小的落砂机可落较大的铸型小的落砂机可落较大的铸型多将几台落砂机并联组成落砂机组。多将几台落砂机并联组成落砂机组

9、。四、几种典型落砂机四、几种典型落砂机1.L128落砂机落砂机落砂及清理机械落砂及清理机械L128落砂机是一种单轴落砂机是一种单轴惯性振动落砂机，当其布置为惯性振动落砂机，当其布置为惯性撞击式时，其落砂载荷为惯性撞击式时，其落砂载荷为10007500Kg，当布置成，当布置成惯性振动式时其落砂载荷为惯性振动式时其落砂载荷为10005000Kg。由于其工。由于其工作在近共振状态，不允许空载作在近共振状态，不允许空载起动。起动。L128落砂机的激振轴落砂机的激振轴落砂及清理机械落砂及清理机械2.L113落砂机落砂机落砂及清理机械落砂及清理机械3.L2510落砂机落砂机4.无强迫联系输送式惯性振动无强

10、迫联系输送式惯性振动落砂机落砂机5.箱式激振器输送式惯性振箱式激振器输送式惯性振动落砂机动落砂机落砂及清理机械落砂及清理机械落砂及清理机械落砂及清理机械6.滚筒式落砂机滚筒式落砂机7.落芯机落芯机落砂及清理机械落砂及清理机械五、振动设备振幅的现场测试五、振动设备振幅的现场测试可采用电测及振幅牌法可采用电测及振幅牌法1.振幅牌法振幅牌法1)用激振角牌确定设备的振动方向用激振角牌确定设备的振动方向2)在坐标纸上绘制振幅牌在坐标纸上绘制振幅牌3)将振幅牌的横轴垂直于振动方向贴于振动设备侧壁上。将振幅牌的横轴垂直于振动方向贴于振动设备侧壁上。4）启动振动设备，待其工作平衡后观察振幅牌可得到振动设备的双

11、振幅。）启动振动设备，待其工作平衡后观察振幅牌可得到振动设备的双振幅。应用：应用：用于振动设备振幅的现场测试用于振动设备振幅的现场测试落砂及清理机械落砂及清理机械2.电测法电测法电测系统的组成电测系统的组成加速度计加速度计-阻抗变化器阻抗变化器-积分放积分放大器大器-测振仪测振仪应用应用 主要用于科学研究及设备振主要用于科学研究及设备振动参数的精确测量动参数的精确测量落砂及清理机械落砂及清理机械六、振动设备基本参数六、振动设备基本参数1、振动过程中作用于物体上的力、振动过程中作用于物体上的力m物料的质量；物料的质量；F栅床对物料的摩擦力；栅床对物料的摩擦力；mA 2sin t作用物料上的抛射力

12、作用物料上的抛射力;激振角频率，激振角频率，n/30n落砂机的转速；落砂机的转速；激振角；激振角；A振幅；振幅；栅床的安装倾角。栅床的安装倾角。落砂及清理机械落砂及清理机械2、物料能够被抛起的条件、物料能够被抛起的条件N=mA 2sin sin t-mgcos =0A 2sin sin tgcos cossinsin12gAt令令KP抛掷指数，表示最大惯性加速度和重力加速度在垂直于筛网方向抛掷指数，表示最大惯性加速度和重力加速度在垂直于筛网方向上分量的比值，表征了对物料抛掷能力的大小。上分量的比值，表征了对物料抛掷能力的大小。cossinsin12gAtKp落砂及清理机械落砂及清理机械0ZKJ

13、机械指数，表示最大惯性加速度和重力加速度的比值，表征了对设备机械指数，表示最大惯性加速度和重力加速度的比值，表征了对设备刚度和强度的要求。刚度和强度的要求。3、振动设备的固有频率、振动设备的固有频率MK00振动设备的固有频率振动设备的固有频率K弹簧总刚度弹簧总刚度M振振动设备的参振总质量振振动设备的参振总质量4、调谐值、调谐值Z1为亚共振，为亚共振，Z1为过共振，为过共振，Z1为共振为共振状态状态gAKJ2令令落砂及清理机械落砂及清理机械第二节去除浇冒口机械和打磨机构第二节去除浇冒口机械和打磨机构一、去除浇冒口机械一、去除浇冒口机械1.浇冒口去除的方法浇冒口去除的方法落砂及清理机械落砂及清理机

14、械2.去除浇冒口机械去除浇冒口机械1)楔式浇冒口裂断机楔式浇冒口裂断机工作原理：工作原理：工作时将颚板插入铸件和冒口之间并使之紧密接触，然后开启工作时将颚板插入铸件和冒口之间并使之紧密接触，然后开启液压缸使楔板移动，将颚板张开，靠挤压力将浇冒口断裂。液压缸使楔板移动，将颚板张开，靠挤压力将浇冒口断裂。应用：应用：用于脆性材料用于脆性材料2）气动多向锺）气动多向锺工作原理：工作原理：依靠气依靠气动冲头的冲击力将动冲头的冲击力将浇冒口冲断，实现浇冒口冲断，实现从铸件上分离。和从铸件上分离。和小车及转臂机构配小车及转臂机构配合可在较大的作业合可在较大的作业面积内工作。面积内工作。应用：应用：脆性材料

15、铸脆性材料铸件。件。二、打磨机械二、打磨机械采用：磨削、气割、采用：磨削、气割、等离切割、或电弧等离切割、或电弧气刨。气刨。3）浇冒口自动气）浇冒口自动气割机割机工作原理：工作原理：靠氧靠氧炔焰实现金属切炔焰实现金属切割。小车和立柱割。小车和立柱结合可以扩大该结合可以扩大该设备的作业面积设备的作业面积应用：用于铸钢应用：用于铸钢件及球铁件浇冒件及球铁件浇冒口的切割。口的切割。三、操作机和机械手三、操作机和机械手操作机：操作机：属手动摇控机械，工人操作手柄进行工作。属手动摇控机械，工人操作手柄进行工作。机器人：机器人：具有铰接式结构，可以独立实现人类机械功能的通用自动设备。具有铰接式结构，可以独

16、立实现人类机械功能的通用自动设备。机械手：机械手：介于操作机和机器人之间。介于操作机和机器人之间。1.操作机、机械手的分类操作机、机械手的分类2.操作机及机操作机及机械手的应用械手的应用1)铸件搬运操铸件搬运操作机作机2)装有高效磨削装装有高效磨削装置的机械手置的机械手落砂及清理机械落砂及清理机械第三节表面清理设备第三节表面清理设备 作用：作用：去除铸件表面的去除铸件表面的粘砂及氧化皮粘砂及氧化皮采用方式：采用方式：碰撞、摩擦碰撞、摩擦一、抛丸清理一、抛丸清理（一）抛丸器（一）抛丸器抛丸器的结构：抛丸器的结构：进丸管、进丸管、壳体、传动轴、抛丸轮、叶壳体、传动轴、抛丸轮、叶片、分丸轮、导向套片

17、、分丸轮、导向套抛丸器各部件的装配关系抛丸器各部件的装配关系工作原理：工作原理：由进丸管进入的弹丸被分丸轮承接并初加速，然后从导向套窗口由进丸管进入的弹丸被分丸轮承接并初加速，然后从导向套窗口抛出，被叶片承接并继续加速，最后以高速抛出。抛出，被叶片承接并继续加速，最后以高速抛出。落砂及落砂及清理机械清理机械分丸轮的作分丸轮的作用：用：对弹丸进对弹丸进行预加速。行预加速。定向套的作定向套的作用：用：控制弹丸控制弹丸的抛射方向中。的抛射方向中。风力进丸抛风力进丸抛丸器结构图丸器结构图落砂及清理机械落砂及清理机械（二）弹丸（二）弹丸n1、弹丸的材质：白口铁丸、可锻铸铁丸、铸钢丸、钢丝切丸、弹丸的材质

18、：白口铁丸、可锻铸铁丸、铸钢丸、钢丝切丸n2、弹丸的粒度及选择、弹丸的粒度及选择弹丸直径弹丸直径（mm)一般用途一般用途23大型铸钢件大型铸钢件1.52.5大型铸铁件、中型铸钢件大型铸铁件、中型铸钢件0.81.5中型铸铁件、小型铸钢件中型铸铁件、小型铸钢件0.51.0小型铸铁件小型铸铁件0.30.5有色金属有色金属落砂及落砂及清理机械清理机械（三）抛丸清理设备（三）抛丸清理设备抛丸器和不同的承载抛丸器和不同的承载装置及弹丸回收设备装置及弹丸回收设备组成不同的抛丸清理设组成不同的抛丸清理设备备1、台车式抛丸清理室、台车式抛丸清理室组成：组成：台车、清理室、台车、清理室、抛丸器、丸砂分离系统抛丸器

19、、丸砂分离系统承载构件：承载构件：台车台车适用于大件的清理适用于大件的清理落砂及清理机械落砂及清理机械丸砂分离的目的：丸砂分离的目的：将弹丸和清理下将弹丸和清理下来的氧化皮、砂子等分开来的氧化皮、砂子等分开丸砂分离的工艺过程：丸砂分离的工艺过程：收集筛分收集筛分风选风选1.风调节板风调节板 2.中间槽中间槽 3.再生砂斗再生砂斗 4.贮存斗贮存斗5.二级撇滤板二级撇滤板6.一级撇滤板一级撇滤板 7.舌板舌板 8.定量门定量门 9.进风口进风口 10.混合物入口混合物入口 11.螺旋输送机螺旋输送机 12.吸尘口吸尘口 13.滚筒筛滚筒筛 14.外螺旋外螺旋 15.废料斗废料斗 16.溢流管溢流管落砂及清理机械落砂及清理机械2、抛丸清理滚筒（、抛丸清理滚筒（Q3110Q3113）承载