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连续式混砂机的应用及发展

文章出处:未知 人气:发表时间:2015-10-05 17:11
摘要:回顾了连续式混砂机的发展历程,阐述了其基本功能,提出了维护保养的重要性,并指出了连续式混砂机的发展方向。
    在全球范围内,树脂砂造型制芯工艺在单件小批铸造生产领域中得到了广泛的应用,连续式混砂机因适合该工艺获得了广泛的应用并得到了较好的发展。我国的连续式混砂机走过了从六七十年代研究试制,八十年代引进消化吸收,九十年代自我研制开发新产品的发展历程。

1、连续式混砂机的发展史:
    早期的连续式混涛机的轴转速相对较低(约100 r/min),刀片布置十分复杂,混砂时间较长(约30 s,这类混砂机在工作过程中槽内充满砂子,适用于除外在介质硬化(如CO²硬化水玻璃砂、热芯盒等)之外的所有粘结系统。
    液态固化剂自硬(非烘模)粘结剂的采用,揭示了这种早期的混砂机的局限性。由于该混砂机混砂时间长,使得其不适于快速自硬砂的混制,导致了双槽混砂机的产生。双槽混砂机一般有两个慢速转动的连续式混砂槽单元,每个槽承担一半砂的混制。其中树指与砂子在某一个槽内混制,而固化剂与砂在另一槽内混制,然后两个槽输出的砂子在终混头上混制排出。
    一个较具革命性的变革是采用了适用于化学粘结剂砂的搓擦式再生机。这一变革使得再生砂中带有残留的固化剂,并将使得混制过程中树指与残留的固化剂发生硬化反应,这种混砂机并不适合再生砂的混制。实验证明,混砂轴的转速对型砂的强度影响很大,提高转速可以明显提高混砂均匀性并提高型砂强度。因此随后出现了高速(1 000 r/ min)的混砂机。但由于转速越高,叶片和混砂槽磨损加剧。且因高速搅拌产生的热量使混砂过程提前出现硬化,也不利于延长可使用时间,因此,人们趋向于采用中速(400 r/min~500 r/min)混砂。即采用中速单砂单混混砂机。实验证明,这种混砂机能满足生产需要。后者又可分为两类混砂机,一类可称为单搅龙卧式混砂机,另一类可称为立式混砂机。其中卧式混砂机的转速多在400 r/min一600 r/ min之间,混制时间7s左右,头尾砂少;而立式混砂机转速多在500 r/ min ~700 r/ min之间,混砂时间Ss左右,无头尾砂,清理较为容易。目前国内外的连续式混砂机基本上属于这两种形式。
    目前应用最为广泛的仍属双臂卧式混砂机,主要原因一是其价格稍低;二是由于结构上由单开式改成双开式,叶片清理变得比以前简单;三是因转速较低磨损较小;四是卧式混砂机混制的型砂、芯砂基本能满足要求。
 
2、连续式混砂机的功能:
    据有关报道指出,影响型砂混制质量的因素很多,如树脂、固化剂的定量方法,液料,混砂槽结构和刀片末端的速度等,其中尤以刀片末端的速度对型
砂强度的影响最大。因此在设计中,槽的直径和轴转速是两个最需引起重视的两个因素。
    一台连续式混砂机需完成以下五项功能:
    1)砂流量的定量
    连续式混砂机的砂流量的定量主要通过气动闸门的开口大小的调节来实现。一般地,开口为40mmX 60 mm大小的其砂流量约为5 t/h,开口为60mmX 80 mm的其砂流量约为10 t/h,利用闸门上的调节螺母可实现较精确的定量。混砂机上方砂斗内的减压装置可使砂流量的误差保持在较低水平。
    2)液料流量的定量
    树脂或水玻璃经由齿轮泵或螺杆泵等输送至混砂槽,其定量采用调速电机来定量;固化剂具有较强的腐蚀性,与液料接触的零部件通常采用不锈钢或聚四氟乙烯等材质,以保证泵的寿命和准确定量。
    3)按要求完成混砂工艺过程
    单搅龙混砂机先加入固化剂混制3s一8s,然后再加入粘结剂(如树脂或水玻璃)混制,最后输出型砂或芯砂。一般立式混砂机因其转速较高混制时间较短,卧式混砂机因转速较低而混制时间较长。混砂机的轴转速确定以后,粘结剂和固化剂的输出端的位置根据混制时间和刀片的角度确定。
    4)使液料吴膜状包覆在所有砂粒上
    一台生产率为5 t/h连续式混砂机生产树脂砂时,假设树脂的加入量为砂量的1.200,固化剂的加入量为树脂加入量的4000,则树脂的流量为0. 8 L/min,固化剂的流量为0.32 L/min, 60目砂粒的表面积为120 cm2/g,则该混砂机需处理8 . 3 X 104 g/ min的砂粒,其表面积达10~cm2,树脂膜的厚度仅10一 4cm即1 lam,时间仅4s一8s。可见工作量之大。
    为了使得粘结剂膜能完好地包覆在砂粒表面,人们在粘结剂输出口加入了一个压缩空气雾化装置,雾化后的粘结剂能较好的包覆在砂粒表面。
    5)砂子由混砂机入口直至出口的整个输送过程
    单臂连续式混砂机的砂子一般经由单搅龙输出,双臂连续式混砂机的砂子一般经由上臂的皮带或搅龙输送,然后经下臂的搅龙输出。部分厂家生产的混砂机砂子由上臂送至下臂途中设置沸腾室,以消除残留在再生砂中的粉尘,降低粘结剂的加入量,提高型砂性能。
 
3、连续式混砂机的维护保养的重要性:
    连续混砂机调整及维护保养的主要部位是混砂槽、液料系统和电控系统。每班使用完混砂机后,需及时清理刀片和槽的内衬,如果每次混砂间隔时间较长,在间隔期内也要注意清理。有的程序在混砂终了时加干砂擦一下再清理,也可减少清理工作量。其洁净程度对功率消耗及砂强度影响较大,表1所显示的数据很能说明问题。
表1叶片洁净程度对功率消耗的影响
表1叶片洁净程度对功率消耗的影响
    清理中应注意刀片与槽内壁的间隙(一般为3mm,刀片的角度是否正确(可以用专用样板校正),如不合要求就应及时调整。磨损过于严重的就要更换新的。混砂机的刀片呈铲状,其端部镶有耐磨硬质合金块,也有用堆焊碳化钨代替的。刀片是混砂机的易损件,使用厂家可自制或定点生产。
    混涛机的液料系统是混砂机的心脏部位。应注意树脂、固化剂桶、管路、泵、阀的清洁,不能混入杂物。树脂、固化剂的质量应符合JB/ T7526 - 94 ,
ZBJ31 003- 88 , HG/ T2345一92的要求,不能混入杂物,还得根据季节变化更换固化剂,防止管路堵塞。根据使用情况应定期测定调整粘结剂和固化剂的流量,误差不宜超过2000
    目前我国生产的混砂机电气系统大多采用可编程序控制器(P C ),因此使电气系统的控制可靠性大大增强,而且便于调整。初调时应注意调好液料供料的时间,做到供砂与液料同步尽量减少头尾砂不均匀的现象,一旦调好就不要改变。若再不均匀就可能是泵阀或管路的故障。作为用户,一般只需调整液料类型及其流量即可。

4、混砂机系列:
5、连续式混砂机的发展方向:
   到目前为止,连续式混砂机在铸造生产中应用的时间已达三十年左右,混砂机的型式、结构已基本定型,质量也较为稳定。从国内发展方向上看,主要呈出以下几个特征。
    一是大型化。国内较为成熟的多是5 t/ h ~ 12t/h的连续式混砂机,二十一世纪以前的大型混砂机(20 t/h以上)多为进口设备。目前已有少数厂家开发生产了这类设备,销售前景较为良好。
    二是灵巧化、自动化。电气系统性能改善,机械结构更为简洁,出料口高度可通过臂的升降得以实现,提高了对砂箱高度变动较大情况的适应能力。臂的水平旋转定位通过光电开关来实现,可有效地减少撞击,结构也更为简洁。
    三是可混制背面砂,可适应多工艺生产要求。如原用于自硬树脂砂的连续式混砂机稍加改造即可用于水玻璃有机醋自硬砂的生产。
    四是无头尾砂。立式混砂机通常具有此功能,卧式混砂机通过结构上或电气上的改进也能具有此功能。
    五是型砂输出口设抽气口。能减少游离甲醛等有害气体在工作岗位处的排放,改善造型工的工作环境。