铸造设备及其自动化 (2)ppt课件

1、 2021.6铸造设备及其自动化-10宋延沛 教授第一节 湿型砂制备系统 一、 湿型砂处置系统和工艺特点 第七章 型砂处置系统及其自动化 粘土湿型砂处置系统包括旧砂处置(破碎、磁选、筛分、烘干、冷却、再生)、储存和保送系统；新砂处置(烘干、过筛)、储存和保送系统；附加物储存和保送系统；以及型砂混制和保送系统；型砂质量在线检测和控制系统；下面我们来了解粘土砂处置系统的组成和工艺流程。 在型芯砂中，最为常用的是粘土湿型砂(也称潮模砂)。湿型砂-由硅砂、膨润土、水和一些附加物按一定比例制备而成的塑性混和物。目前用于消费的湿型砂中回用砂占90左右，虽然这些回用砂经过反复制备已具有一定性能，但是它在每次

2、外型、浇注、冷却、落砂和处置过程中还会产生成分，水分和温度等许多变化。更何况由于消费的铸件不同，砂箱中的砂铁比也因此变化，又将引起回用砂成分，水分和温度变化的动摇。湿型砂的成分和混制特点，以及众多工艺和消费要素的影响，就决议了湿型砂制备是一个混制难度大、影响要素多、难于检测和调理的消费过程。 1、湿型砂制备的要求 优质的原资料，科学的型砂配方，良好而完备的砂处置系统，合理的混砂工艺，必要的检测和调理手段。2湿型砂制备的新进展1混砂原理 早期的混砂设备由碾轮式混砂机所垄断，19世纪60年代出现了转子混砂机，突破了这一情况。 混砂时要求混砂工具对机盆内的物料施以机械力；使物料在机械力的作用下运动。

3、 机械力应适当，过强将会引起物料发热，使混砂功率耗费添加；物料必需迅速、充分和蓬松地在程度方向和垂直方向反复运动，使物料间快速地滑动、滚动和交叉，频繁地接触、碰撞和摩擦，将物料混合均匀，使膨润土充分吸收水分，并在一切砂粒外表均匀地包覆上粘土膜。 2型砂调匀和紧实率测定 含水量是最需求调理的型砂成分，型砂的干湿程度适宜、具有较好综合性能时的含水量称为调匀水。 紧实率是制备湿型砂，使其综合性能目的到达较佳时应该控制的最终目的值；而加水量那么是为到达这一目的值的调理手段。紧实率对型砂中的水分特别敏感，普通情况下，加水量每增减0.1%，紧实率将变化35%。因此在混砂时，用测定紧实率的方法调理加水量，是

4、一种科学、方便、快捷的控制手段。3加料顺序 加料后立刻快速而均匀地参与所需水量的大部分，混合一段时间使砂粒充分润湿，然后再参与膨润土、煤粉等粉状物料。 砂处置系统设计的出发点和根据是外型工序。使型砂产生变化的是浇注、冷却和落砂工序，从而决议了回用砂处置工序最多，处置过程最复杂，型砂混制那么是本系统的中心工序。 砂铁比普通指砂型中型砂与浇入金属的质量比，型砂质量表示砂型接受热负荷时的蓄热才干，金属质量那么阐明传送给型砂的二、混砂机热量。当在一条外型消费线上消费多种铸件时，砂铁比将因铸件消费方案的安排而改动，因此回用砂在成分、水分和温度方面的变化也将产生动摇。 碾轮混砂机任务原理 自1911年发明

5、碾轮混砂机以来，至今已有100余年历史，其间经过几次改型和改良，但是其混砂工具仍是碾轮与刮板。 2) 碾轮混砂机的改良 碾轮的构造和运动决议了碾轮混砂机的混砂质量好，但是许多妨碍提高混砂效率的问题也是由于碾轮引起的。1、碾轮混砂机 突出的改良是采用碾轮弹簧加压安装。 弹簧加减压安装有下述优点：弹簧加减压安装可以在坚持一定碾压力的条件下，减轻碾轮自重，从而可以适当添加碾轮宽度，扩展碾压面积；也可以提高主轴转速，加快混砂过程。 碾压力随砂层厚度自动变化，加料量多或型砂强度添加，那么碾压力添加；当加料量少或在卸砂时，碾压力也随之降低。这不仅符合混砂要求，而且可以减少功率耗费和刮板磨损。3混砂机的变革

6、 双盘碾轮式延续混砂机 受碾轮前砂层高度的限制，要提高碾轮混砂机的产量，就只能添加盘径，但最大盘径不宜超越3m，否那么将给运输带来困难。双盘碾轮式延续混砂机就是在单盘间歇式碾轮混砂机不能满足消费需求的情况下产生的。 摆轮混砂机 摆轮混砂机国外称为快速碾轮混砂机，它是针对碾轮混砂机存在的一些问题而改良设计的。 碾轮转子混砂机 碾轮转子混砂机是既保管碾轮对型砂的碾压作用，又增设混砂转子以较高的速度冲击和搅拌型砂，兼有碾轮混砂机和转子混砂机的特点。 2、转子混砂机 高速转子混砂机 高速转子混砂机以德国Eirich公司的强力逆流混砂机为代表。 这种混砂机一次加料量多，混合速度快，故消费率高；但底盘传动

7、及卸砂门机构比较复杂，高速转子也需求较大的混砂功率。 1转子混砂机的分类 2S14系列新型转子混砂机 S14系列新型转子混砂机是我国自行研制和开发的新型混砂机，它的任务原理具有以下特点： 4碾轮混砂机构造 低速转动的刮板推进物料在盆内构成峰谷起伏的环流，为转子供料；轴线固定的中速叶片式转子与刮板同时转动，构成顺流混砂；刮板与叶片均与程度成一定倾角，适于在料层中运动；上抛叶片与下压叶片结合，促进物料在垂直方向的循环；叶片对物料施以冲击力，又在与刮板交错时对物料施以剪切力，兼用这两种机械力制备湿型砂。3转子混砂机的特点与碾轮混砂机比较 转子混砂工具只需设计合理，就可以完全埋在料层中任务，将能量全部

8、传给物料。 碾轮混砂机的碾轮对物料施以碾压力，转子混砂机的混砂工具对物料施以冲击力、剪切力和离心力，使物料处于猛烈运动形状。 高速转子的转速为600rmin左右,使遭到冲击的物料快速运动，混合速度快，混匀效果好。 转子混砂工具不断使物料处于松散的运动形状，这既有利于物料间交叉、碰撞和摩擦，也减轻混砂工具的运动阻力。 当需求提高混砂机产量时，转子混砂机既可添加盘径，又能提高料层厚度。因此转子混砂机用较少的盘径尺寸，能满足较多的产量要求，可以大大简化系列设计，减轻制造任务量。 转子混砂机构造简单，便于维修。三、松砂机 混好的型砂，尤其是碾轮混砂机制备的型砂，要用松砂机给以松散，破碎其中的饼块，提高

9、型砂的流动性和可塑性，以利于型砂紧实。松砂机的种类很多，在砂处置系统运用比较普遍的是双轮松砂机。四、磁分别设备 由于旧砂普通占型砂成分的80%以上，它的质量将直接影响型砂性能，落砂后的旧砂中含有断裂的浇冒口、铁钉、铁豆、飞边毛刺、芯骨等铁磁性物质，在旧砂处置过程，要将这些铁磁性杂质去除，以保证型砂质量并防止砂处置设备、外型设备、容貌和芯盒遭到损坏。旧砂在处置过程中最好经过23次磁分别。按磁源分磁分别设备分为电磁和永磁两种。1、永磁分别滚筒 2、永磁带轮 3、带式永磁分别机 五、破碎设备 片击式破碎机有单转子和双转子两种，单转子片击式破碎机只需一个转子，而双转子片击式破碎机有两个相对旋转的转子。

10、 片击式破碎机具有破碎才干强、任务平稳、顺应性强和构造紧凑等特点，用于铸造车间落砂后旧砂的破碎。六、破碎设备 在砂处置系统中，旧砂过筛的主要目的是筛除其中的碎芯块、砂团及其他非金属夹杂物，过筛也使旧砂更为松散，成分、水分和砂温更加均匀，同时经过除尘系统还可排除砂中的部分粉尘。 铸造车间常用的筛砂机有摆动筛、滚筒筛和振动筛。1、滚筒筛 优点：任务平稳，运用可靠，无振动，噪声小，当需求将筛砂机安装在较高的平台上时更为适宜。 缺陷：构造比较庞大，在进料和出料间的落差较高，有时会给砂处置系统的布置带来一定困难。 滚筒破碎筛兼有破碎砂块和过筛的双重作用。 2、振动筛 砂处置系统中常用的振动筛有两种，即单

11、轴惯性振动筛和振动电机筛。七、冷却设备1、回用砂冷却要求和冷却方法 回用砂的升温景象在砂铁比小，消费厚壁铸件，外型线消费率高，型砂周转快的情况下尤为严重。热的回用砂必需经过冷却降温，使进入混砂机中的回用砂温度在49以下，最好低于38，否那么会呵斥型砂中水分蒸发，料斗挂料和起模困难，热砂中的水蒸汽凝结在砂芯和冷铁上，使铸件产生气孔的倾向添加；型砂强度降低，导致铸件产生冲砂、砂眼等缺陷。2、 冷却设备1 冷却提升机 冷却回用砂有三种方法：1加大混砂量，即提高砂处置系统的砂铁比，将混制型砂的一部分送去外型，将另一部分与落砂后的热砂混合在一同，使砂温降低；2是在砂处置系统中设置冷却设备；3运用带有真空

12、混砂机的砂处置系统。利用水分在真空条件下更容易蒸发的原理，使型砂在混制的同时降温。 冷却提升兼有提升和冷却回用砂的双重作用。2冷却滚筒 冷却滚筒有两种，一种是专门用于冷却旧砂的滚筒式冷却机，另一种那么是兼有落砂功能的冷却滚筒。3双盘搅拌冷却机 八、新砂烘干设备 新砂烘干常用的方法是利用250左右的热空气与湿砂充分接触，使其中的水分汽化，并由气体不断将蒸发的水气带走，到达湿砂烘干的目的。新砂烘干设备主要有：三滚筒烘炉、振动沸腾烘干安装、热气流烘干安装等。 1、三滚筒烘炉 三滚筒烘炉主要由熄灭炉和烘干滚筒组成，烘干滚筒由三个有一定锥度的大小不同的滚筒套装组成，如图7-29所示。2、振动沸腾烘干安装

13、 气体经过固体颗粒流动，使固体颗粒呈现类似于流体形状，称为流态化。在铸造消费中利用流态化方法实现新砂烘干、热砂冷却和热法再生任务。 振动沸腾安装由气体沸腾和振动沸腾实现物料的流态化。 假设气体沸腾采用冷风，可将热物料冷却；如用热风，可使物料烘干。3.热气流烘干安装 高压离心鼓风机设在系统的末端，因此整个系统在负压形状下任务。 喉管的作用是将物料与气体很好地混合、悬浮并使物料加速。 旋风分别器是最常用的一种气流与物料分别安装。 锁气器安装在分别器或除尘器的排料口处，它是一个特殊的阀门。平常和卸料时均能起密封作用。 如将喉管的进风口接热风炉，或在进风口处安装燃油或燃气喷嘴，那么吸入的热气流可以对湿

14、砂进展烘干，使烘干和吸送同时进展。 复习思索题P281 1、 3、6、8热旧砂砂团回用料斗(排放旧砂)磁选料斗(磁性物质)破碎磁选过筛料斗(磁性物质)料斗(杂物)冷却冷旧砂混砂松砂外型综合料斗新砂(定量)综合料斗膨润土煤粉等附加物(定量)(定量)水分在线检测(定量)回砂带式保送机(不合格型砂排放)除尘合箱、浇注落砂图7-3 粘土湿型砂处置工艺流程表示图与碾轮混砂机比较，摆轮混砂机的设计特点是：1摆轮程度安装，利用离心惯性力碾压物料，因此摆轮质量轻，主轴转速可以提高。2采用倾斜刮板，使刮板铲砂阻力减小，而且可以构成物料流，从而更加强了物料的混合和相互摩擦。 图7-10 带有鼓风系统的摆轮式混砂机

15、表示图图7-15 碾轮转子式混砂机构造图1内刮板 2曲柄 3弹簧加压机构 4碾轮 5十字头 6刮板臂 7外刮板 8壁刮板 9混砂转子 10卸砂门 11围圈 12加水机构 13混砂转子驱动机构 14减速器 15弹性联轴器 16主轴电动机 17电机座图7-14 S13系列碾轮转子式混砂机图7-11 逆流式转子混砂机1混砂器电动机 2立柱 3刮板混砂器 4底盘大齿圈 5卸砂门 6混砂转子 7底盘转动电动机 8围圈 9混砂转子电动机9876234511478654图7-13 行星转子混砂机a) S16混砂机构造原理图 b)法迪尔克变频混砂机照片1底盘 2卸砂门 3转子 4转臂 5转子驱动电动机 6壁刮

16、板 7底刮板 8转臂驱动电动机a)b) 任务时，由给料机或其他工艺设备均匀地向分别滚筒供应回用砂，使砂层厚度坚持在4575mm间，最大可达100mm。 永磁带轮作为带式保送机的传动滚筒，在转卸回用砂的同时进展磁分别任务。应按带式保送机的方式和规格选用永磁带轮，带式保送机的带速小于1m/s，砂层厚度为100mm左右时，分别效果最好。 图7-21 单转子片击式破碎机1机座 2电动机 3抽风口 4进料口 5锤头21345图7-22 双转子片击式破碎机1机座 2电动机 3进料口 4锤头1234图7-25 振动电机筛AABBA-A视图图7-27 滚筒式冷却机1驱动安装 2支座 3进砂溜管 4滚筒21BB

17、向3A向A4 回用砂在盘上的停留时间是影响冷却效果的要素之一，这由加料量和卸料量间的关系决议。卸砂门靠杠杆和重锤的作用使它处于常闭形状，当底盘上砂量添加，对卸砂门有一定的侧压力，能抑制重锤的作用时，卸砂门即开启卸砂。挪动重锤在杠杆上的位置，就可以调理卸砂量的多少。 图7-29 三滚筒烘炉1出灰门 2进风口 3操作门 4炉篦 5炉体 6进砂管 7导向筋片 8外滚筒 9举升板 10中滚筒 11内滚筒 12漏斗 13传动托轮12345湿砂6789101112AA13接除尘器干砂A-A图7-31 振动沸腾烘干冷却安装1密封活门 2多孔板 3冷风鼓风机 4槽体 5主振弹簧 6机架 7驱动安装 8调理风口 9热风炉 10熄灭喷嘴 11热风鼓风机 12水封安装 13沉降室1湿砂23456789接除尘器干砂II部放大A向A310111213