探析矿车车轮的冷激圈技术应用

1、探析矿车车轮的冷激圈技术应用摘要：mg1. 1系列矿车是煤矿生产屮不可缺少的运输工具。该类矿车 具有容量大、体积小、运行平稳等优点，并广泛应用于煤矿生产中。而矿 车的车轮在矿车中起到主要支撑力的作用，因此，其质量好坏直接关乎着 矿车的正常运行。矿车车轮的常规生产方式是砂型铸造,生产过程繁琐， 后期加工量大，车轮的强度及使用寿命得不到保证。而冷铁环绕技术的引 进，大大提高了该产詁的质量，提高牛产效率。关键词：矿车支撑砂型铸造冷铁abstractmg 1. 1 series tub is essential for the production of coal transport. type tu

2、b with large capacity, small size, the advantages of running stable and widely used in coal mine production. the mine car wheels in the tub to play a major role in supporting force, therefore, its quality directly relates to the normal operation of the tub. mine car wheels, conventional production m

3、ethods are sand casting, complicated production process, post-processing capacity, strength and service life of the wheel can not be guaranteed. the cold iron around the introduction of technology has greatly enhanced the product quality, improve production efficiency. keywords: tubsupportsand casti

4、ngcold iron 中图分类号：f407文献标识码：a文章编号：矿乍乍轮的冷激圈技术mg1. 1系列矿车广泛应用于煤矿生产，尤其对于一些浅层煤矿应用居 多。重庆松藻矿山机械厂具有生产该类矿车的安全标志，该厂从2010年 起开始大规模生产此类的矿车。而矿车的车轮在矿车运行过程中是直接接 触轨道的部位，车轮所受的摩擦、各种应力较多，因此，车轮的好坏直接 关乎着矿车质量的好与坏。下面是该类矿车样图：图1就是mgc1. 1型矿车，此类矿车车轮的铸造工艺，h前最常用的 是砂型铸造。常用的材料是zg45mn等。普通砂型铸造具有工艺简单、成 本低廉、操作方便等优点，目前是我国铸造行业中的主导工艺。但是在

5、砂 型铸造车轮工艺中，山于工艺限制，车轮的踏面部位存在着较多的缺陷， 如夹砂、粘砂、裂纹等缺陷，导致车轮的产品质量不高、生产成本增加等。图2是粘土砂砂型铸造车轮工艺，砂型铸造出的车轮质量较差，甚至出现报废。而我国目前的铸造行业中，砂型铸造工艺占据主要，要想提高 产品质量，又能较好的提高产品质量，不能单单靠高成本的特种铸造来完 成，更应该考虑在原工艺基础上，如何优化工艺，提高产品质量。由于矿 车的生产成木限制，我国的矿车价格较为廉价，如何在低成本的前提先提 高产品质量，是我们该思考的重点。原工艺的思考11、普通砂型铸造车轮生产工艺普通砂型铸造生产矿车车轮，常用的是木模或金属模，通过造型完成 后，

6、刷上涂料，烘干或砂型表面处理后，浇注成型。此工艺工序简单，只 要按照模型进行简单的操作，对工人技术水平要求较低，广泛应用于我国 目前的铸造生产中。1.2、普通砂型铸造在铸造车轮中的优缺点就我厂工艺粘土湿型砂而言：粘土湿砂型铸造的优点是：粘土的资源丰富、价格便宜。使用过 的粘土湿砂经适当的砂处理后，绝大部分均可回收再用。制造铸型的周 期短、工效高。混好的型砂可使用的时间长。砂型舂实以后仍可容受 少量变形而不致破坏，对拔模和下芯都非常有利。缺点是：混砂时要将粘稠的粘土浆涂布在砂粒表面上，需要使用有 搓揉作用的高功率混砂设备，否则不可能得到质量良好的型砂。由于型 砂混好后即具冇相当高的强度，造型时型

7、砂不易流动，难以舂实，手工造型 时既费力乂需一定的技巧，用机器造型时则设备复杂而庞大。铸型的刚 度不高，铸件的尺寸精度较差。铸件易于产生冲砂、夹砂、气孔等缺陷。粘土湿型砂铸造生产效率不高，尤其是铸钢件，车轮的铸造质量得不到保证，表面光洁度较差，车轮接触轨道处的踏面必须要进行车加工，才 能保证车轮的表面质量及踏面弧度，保证矿车运行中的平稳、耐用。如何提高车轮的铸造质量2.1、由金属型铸造和砂型铸造使用的冷铁所想到的金属型铸造乂称硕模铸造，它是将液体金属浇入金属铸型，以获得铸 件的一种铸造方法。铸型是用金属制成，可以反复使用多次（几百次到几 千次）。具有以下优点：（1）金属型生产的铸件，其机械性能

8、比砂型铸件 高。同样合金，其抗拉强度平均可提高约25%,屈服强度平均提高约20%, 其抗蚀性能和硬度亦显著提高；（2）铸件的精度和表面光洁度比砂型铸 件高，而且质量和尺寸稳定；（3）铸件的工艺收得率高，液体金属耗量 减少，一般可节约1530%；（4）不用砂或者少用砂，一般可节约造型材料80100%；此外，金属型铸造的生产效率高；使铸件产生缺陷的原 因减少；工序简单，易实现机械化和自动化。但是金属型铸造适应具冇一定的局限性，其缺点是：（1）金属型制造 成木高；（2）金属型不透气，而且无退让性，易造成铸件洗不足、开裂或 铸铁件白h等缺陷；（3）金属型铸造时，铸型的丁作温度、合金的浇注温 度和浇注速

9、度，铸件在铸型中停留的时间，以及所用的涂料等，对铸件的 质量的影响甚为敏感，需要严格控制。金属型铸造h前所能生产的铸件， 在重量和形状方面还有一定的限制，如对黑色金属只能是形状简单的铸 件；铸件的重量不可太人；壁厚也有限制，较小的铸件壁厚无法铸出。因 此，在决定釆用金属型铸造时，必须综合考虑下列各因素：铸件形状和重 量大小必须合适；要有足够的批量；完成生产任务的期限许可。铸造中冷铁的作用是加速铸件某部分在浇注过程中的冷却速度的。由 于铸件某些部位厚度不均匀，浇注凝固过程中就存在壁薄的部位冷却快， 壁厚的部位冷却慢，而导致壁厚的部位出现缩松，甚至拉裂薄壁部位。为 避免此类问题，一般在造型完成后，

10、就在壁厚的地方放置些冷铁，浇注 钢水时，瞬间吸收钢水的热量，加快这个部位的冷却速度，缩短和薄壁部 位冷却的时间差，甚至到达同时凝固的效果。矿车的外沿可不可以也采用冷铁的模式或金属型的模式？2.3、铸造车轮的冷激圈通过对金属型铸造优缺点的分析及冷铁实际应用情况的分析，笔者认 为可以通过技术改进，把冷铁的轮廓结合金属型铸造生产引入到车轮的生 产工艺中。通过设计，考虑在车轮的外沿处放置环形冷铁，底部设置一个金屈型 底盘，并安置芯头，用来固定内轮廓泥芯和中心孔泥芯。车轮外轮廓就直 接采取冷铁模式，车出车轮的外轮廓，钢水浇注时，直接接触外轮廓，铸 件凝固以后就得到车轮的外轮廓。而盖圈，考虑浇注系统的排气

11、、浮渣等, 考虑使用砂型。该砂型盖圈在打制过程中，需要在底部安置一个与矿车车 轮轮廓一样的底盘，以便铸造出相同轮廓的外沿，并留有浇口，为充分排 气，还可在盖圈周i韦i扎上气眼。考虑该车轮的材料为zg45mn,冷铁圈决定 采用ht250,该车轮的生产工艺，笔者称为冷激圈工艺。在图3中，将干结的中央孔泥芯和内轮廓泥芯固定在底盘后，即可扌ii 上车轮外沿的冷铁圈，为防止浇注时钢水和冷铁圈粘结，要求在冷铁圈内 刷一层桐油或机油。通过底盘、轮廓圈、盖圈配合组成的封闭式浇注系统 的冷激圈，即可进行浇注。从图4浇注后的效果图上看，车轮踏面的光洁度有了较大的提升，工 序中基本减少了外沿车加工或刀校工艺。但是，

12、车轮的轮沿部位出现了多 条裂纹，裂纹深度一般在10-40mm,严重降低了铸件的质量。2. 4冷激圈工艺轮沿裂纹原因分析浇注的瞬间，钢水接触外轮廓，冷铁瞬间吸收钢水的热量，导致车轮 轮沿部位瞬时凝固，若砂芯的退让性不好，则可阻止轮沿的收缩，甚至使 轮沿收缩拉裂，形成裂纹。因此，笔者认为内轮廓泥芯过硬，阻止了轮沿 的瞬时收缩，进而导致了轮沿底部拉裂。由于采用湿型砂，后内轮廓的 表面光洁度较差，其至钢水进入型腔的瞬间会导致钢水飞溅、炸箱，内轮 廓泥芯切不可采用湿型。通过实际论证，在不增加成本的前提下，若在内 轮廓泥芯所用砂中加入锯末或稻草，则不但增加内轮廓泥芯的强度，也将 大大提高铸件收缩时的退让性，而且不会在钢水浇注时导致飞溅。2.5、效果检查通过内轮廓泥芯的更换改进，我厂新生产的冷激圈车轮，成品率一直保持在99%以上，大大提高了矿车车轮的质量，并且节省了成本。在没有 引进新型设备的前提下，达到了金属型