震压式造型机液压专动模板穿梭机构设计方案.pdf

震压式造型机液压 传动模板穿梭机构设计方案 T h e De s i g n S c h e me o f Hy d r a u l i c Dr i v i n g P a t t e r n P l a t e S h u t t l e Me c h a n i s m o f J o l t - S q u e e z e M o l d i n g M a c h i n e 甘玉生 太原科技大学材料学院， 山西太原 0 3 0 0 2 4 摘要 在原有震压造型机 的基础上 ， 增设 液压传动的模板穿梭机构和浇 口杯伸缩机构， 在两侧分别增设一 套液动起模机构后， 即可成为三工位造型机 ； 可实现用一台造型机造上下型； 并可提高生产率 3 0 ％以上。 这一 方案既可用于现有设备的改造， 也可供新的设备设计时参考。 关键 词 震 压 式造 型机 ， 模 板 穿梭机 构 中图分类号 T G 2 3 1 ． 6 3； 文献标识码 A ； 文章编号 1 0 0 6 9 6 5 8 2 0 0 8 0 3 2 1 前 言 震压造型机是铸造生产中使用较早的造型设备 之一 ， 因其造价低 、 安装方便和适应性强 ， 目前 仍被 许多中小型企业广泛使用 ；但 由于不能频繁更换模 板 ， 无法用一台设备生产上下型 ， 每一种产品需配备 两台造型机 ，这就限制了它的应用范 围和生产率的 提高 。 如果 在 这类 造型 机 的基 础 上 ， 增 加模板 穿 梭机 构和浇口杯伸缩机构 ， 就能实现压实与起模 、 加砂工 位的分解 ， 就能使这类造型机的应用范围得 以扩展 ， 生产率得 以提高 ， 并实现单机造上下 型的生产方式。 本文就 Z 1 ．4 系列造型机三工位改造的设计方案作简 要的介绍。 2 改造 设计 方 案 为实现三工位造型的 目的 ，在原机座下部增设 梁式底座， 两侧各设置一套起模机构 ， 并利用梁式底 座将 造 型机 与起模 机 构连成 整体 ， 在 梁式 底座 上 安装 模板穿梭机构 ， 可进行两块模板的快速更换 ， 见 图 1 。 图中所示为上箱处于起模加砂工位 起模后 吊 运移 出、 放人空砂箱并加砂 、 下箱处于紧实工位 的 位置 ，两个位置的动作是同时进行的 ；此动作完成 后 ，穿梭机构将紧实的下箱和加好砂的上箱同步 向 右移动， 然后完成下箱的起模加砂和上箱的紧实 ， 这 样往复循环就实现了一台机器三个工位造上下型的 收稿 日期 2 o 0 7 一l 1 1 9 文章编号 2 0 0 7 1 7 0 作者简介 甘玉生 1 9 5 5 一 ， 男 ， 副 教授 ， 从事铸造工 艺及设备 方向的 教学与研究工作 o FM T 中国铸造装备与技术 3 ／ 2 8 上砂箱浇口杯伸缩缸 ＼ 压头 、 Z 1 4 8 C造型机 下砂 箱 ／ ／模板移动小车 ／模板移动机构 箱起模机 上箱起模机构 上箱起模加砂工位 梁式底座 震压紧实工位 下箱起模加砂工位 图 1 Z1 4 X 系列 造 型 机 三工 位 改 造 方案 目的。 由于上箱 和下箱所要求 的压头结构是 不同 的 上箱需要浇 口杯 ， 而下箱不需要 ， 为此在压头上增 设浇 口杯模型伸缩机构来实现压头结构 的转换 ， 上 箱紧实时浇 口杯模型伸出，下箱紧实时浇 口杯模型 缩 回。 在模板穿梭更换过程中 ，每当模板移至紧实工 位时 ，必须与造型机工作台定位 ，该机构应简单可 靠 ， 既要能达到快速 ， 又能保证定位准确。 以下对改造设计方案的各机构原理分别作出简 要描述 。 2 ． 1 模板 穿梭 机构 模板穿梭机构是实现三工位的关键 ，有多种形 式 ，主要 可 以分为 往 返穿 梭式 和循 环 穿梭 式 两大 类 型。往返穿梭式一般只能进行两块模板或 四块模板 的快速更换 ， 而循环式则可装置六块 、 八块甚至更 多 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 块模板依次循环地更换模板进行造型。由于 Z 1 4系 列造型机的结构所限，采用两块模板的往返穿梭机 构 是最经济 合理 的。 图 2 所 示 为穿梭 机构 ，穿 梭机 构 由模板 小 车及 车轮 、 车轮导轨、 穿梭油缸及支架等部分组成 。模板 小车有穿梭油缸带动 ， 实现工位的变换。 穿梭油缸活塞杆 支架 活塞杆支架 ■ 掣 j 三 l 小j 1 板 小 硝 l 】 Ⅱ J I JI r l ． L _ J 模板小车 模板小车 图 2模 板 穿梭 机 构 穿梭油缸采用活塞及活塞杆固定不动而缸筒移 动的结构 见图 3 ， 这种结构可节省设备的整体长度 空间 ； 固定的活塞杆做成中空结构， 此孔作为液压油 的引入孔， 其两端与液压油管相连， 这也省去了一般 液压缸的管路拖链机构 ，活塞杆两端经支撑架与梁 式 底座 固定 。 l 、l ／ ’ I 阻I 固 ； 车 ， 』 I I／ 图 3穿梭 油 缸原 理 工 位 变 换 的位 置 信 号 由增 量 式 旋 转 编 码 器 给 出，通过与液压伺服系统的配合进行定位 ；与行程 接近 开关相 比可获得更准确的位置精度 ， 且调整 比较方便。 2 ． 2 起模机构 起模机构设在震压机构两侧 ， 每侧各一套 ； 由固 定在底座上 的起模油缸 、 导杆 、 起模顶杆和顶杆位置 调整架组成 见图 4 。 利用调整架上的纵横杆长孔可 方便的调整顶杆位置 ，以适应不同尺寸砂箱的起模 要求。 顶杆的调整范围可大于工作台所允许 的范围， 如果要扩大起模 范围只需对工作 台作相应改造 即 可 。 2 ． 3 压头与浇 口杯的处理 为了加砂 ， 这类造型机的原有压头是可回转的， 蔓 一 ‘-。一 ＼ - l l ， t 【 【 噬 o } ’ ●、 o - ⋯ ’ ＼ ＼ 4l 梁 式 底 座 参 一_{ I 二 二 磺 杆 位 置 调 整 架 I } 詈 一 口 目 n V ‘ ， 图 4起 模 顶 秆调 节 ’ 机 构 而 改造后 是 在两侧 加砂 ，回转 已无必 要 ，可将 其 固 定。为了解决上箱有浇 口杯 ， 下箱无浇 口杯的问题 ， 在原压头上 l ， 方向的浇 口杯位置装配伸缩式浇 口杯 见图 5 ， 浇 口杯 的伸缩靠一个小油缸完成 ， 紧 实下箱时浇 口杯缩 回到与压头平齐 ， 紧实上箱时， 浇 口杯伸出， 即可直接成型浇 口杯。浇口杯可按摸板直 浇 道 的不同 ， 采 用通孔 或实 心结构 。 缸 机构 图 5浇 口杯 伸缩 机 构 2 ． 4 模板与工作台的定位 模板 移入 紧实 工位后 ， 工 作台上 升托起 模板 ， 此 时模板应与工作台可靠定位 ，以防止模板水平方向 窜动 ； 为此应在工作台上设置定位销 ， 但定位销不能 过长 ， 那会和模板小车发生干扰 ， 为此设计成油缸伸 缩式 见图 6 ； 模板穿梭机构移动时 ， 定位销处于缩 回状态， 模板移入工作台上方时 ， 在工作台上升的同 隈 姒 ＼ 凸 _ I ． I ／ 1 ＼ I I 套 、 ‘ ⋯． jU l j 。 ， l If 、 一 q l l“- “I ZI ＼ l I 1 r I ／ 、 ／ 位 销 作 台 图 6 模板与工作 台的定位 与锁紧 o FM T 中国铸造装备与技术 3 ／ 2 0 0 8 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 冷风冲天炉烟气净化与余热利用的研究设计 Re s e a r c h a n d De s i g n f o r Co l d Bl a s t Cu p o l a F u me Cl e a ni n g a n d Re us e o f Re m a i ning He a t 何雁杨鹏玺 机械工业第四设计研究院， 洛阳市 4 7 1 0 3 9 摘要 本文结合工程实例， 对冷风冲天炉烟气净化和烟 气余热利用进行研究设计。 关键词 冲天炉， 烟气净化 ， 余热利用 ， 设计研究 中图分类号 T G 2 3 2． 1 文献标识码 A ； 文章编号 1 0 0 6 - 9 6 5 8 2 0 0 8 0 3 -5 1 问题 的提 出 1 ． 1 目前国内冲天炉烟气净化与余热利用现状 冲天炉分为热风冲天炉和冷风冲天炉。热风冲 天炉 因其特殊的炉型和生产方式等因素 ，所排 出烟 气中含有较高的 C O C O浓度 1 5 ％ ， 且 C O浓度在 整个冶炼周期 内都 比较稳定。排出烟气一般是先采 用二次燃烧 ， 然后经冷却器降温和除尘器净化 ， 最后 经风机和排气筒高空排放。 热风冲天炉系统通过 C O 二次燃烧技术 回收烟气余热 ， 但 因其初投资高 、 运行 工况复杂和运行成本较高 ，国内仅有少量厂如一汽 铸造公司 、 天津铸造三厂等采用 。 铸工车间目前大量和广泛使用着的还是冷风冲 天炉。其烟气处理方式一般为 烟气先经冷却器 烟 气一空气或烟气一水 降温 ， 后经布袋除尘器净 化 ， 最后经风机和排气筒高空排放 。冷风冲天炉 因烟气 温度变化范围大 5 0 1 0 0 0 C 和烟气温度高 ， 致使其 治理难度很大和治理投资较多 ，许多工厂对其不采 收稿 日期 2 o 0 7 1 2 2 5 文章编号 2 o 0 7 1 9 2 作 者简介 何雁 1 9 5 6 一 ， 男 ， 高级工程 师 ， 主要从事大气污染物治 理 工程 的设计 、 施工安装和调试工作 取治理措施而直接排放 。另外 ， 据了解 ， 国内 目前还 没有利用冷风冲天炉烟气余热的范例工程。 1 ． 2冲天炉烟气净化与余热利用设计研究的必要性 某公司所 在地原先为郊区 ， 随着城市的发展 ， 其 所在地 已成为居住和工业混杂区。为平息相邻市民 环境污染投诉 ， 该公司铸工车间 l O t ／ h冷风冲天炉烟 气治理工程公 开招标 ，要求对包括打炉期在 内的全 过程烟气进行处理 ，还要求考虑对冲天炉烟气的余 热进 行利 用 。 冲天炉烟气是铸造车间的严重污染源 ，是工厂 周围市民环境污染的投诉热点，其烟气的净化又是 暖通专业 的难点 ，其烟气 的余热利用具有一定的可 能性 ， 因此 ， 结合工程实例 ， 进行 冲天炉烟气净化与 余热利用的研究设计很有必要 。 2 冲天炉烟气冷却降温和余热利用研究设计 2 ． 1 烟气降温的必要性 经实测和查阅有关资料 冲天炉不冒明火时 ， 加 料 口处烟气温度 1 0 0 2 5 0 C； 轻微 冒火时 ， 火焰呈浅 蓝色 ， 烟气温度 2 5 0 ～ 4 5 0 C； 中度冒火时 ， 火焰呈微红 ， ＼ ； ’、 ，／ 、 ， 、 ，／ 、 ， ＼ ’、 ， ；’ ；’ ；’ ；’ ；’ ；’＼ ； ’、 ， ；’ ；’＼ ；’ ；’ ；’ ；’ ；’ ；’ ；’ ；’ ；’ ；’ ；’ ；’ ；’ ；’ ；’ ’ ；’ ；’ ； 、 ；’＼ ，’ ，’ ＼ ； 1’ 时伸缩缸推动定位销伸 出插入模板 的销套 中，实现 参考文献 定位。 1 韦安林 ． Z 1 3 1 6 气动微 震压实 造型机及使用． 中国 铸造装备与 技术， 2 0 0 0 3 4 7 5 0 ． ’ 3 结 束 语 曩 、 等 ‘Z H A 造 型 机 改 型 可 行 性 研 究 铸 造 设 备 研,19 9 在原震压造型机的基础上 ，增设液压传动的模 3 陆自 刚 ．Z 1 4 5 D微震压 实造型机 若干结构改进的实践． 铸造设备研 板穿梭机构和浇 口杯伸缩机构 ，在两侧分别增设起 究， 1 9 9 1 2 1 0 1 3 ． 模 机构 后 ，并把 震 压机 构 改造 成液 压压 实 和 电振 动 4 冯彦锋 ． 对自 制双工位气动微震高 压造型 机的 技术改造。 中国 铸造 另 拟文讨 论 后 ， 可实 现用 一 台造 型机 造 上下 型 ， 并 装备与技术 2 o o i 4 4 6 - 4 7 ． 可提高生产率 3 0 ％I 1_ k 。这一方案既可用于现有设 压式造型机的起模机构及其改进’ 铸造设备研究 0 o 备的改造 ， 也可供新的设备设计时参考。 ‘ o FM T 中国铸造装备与技术 3 ／ 2 0 0 8 4 5 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m