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铸造车间粘土砂混砂机的应用

文章出处:未知 人气:发表时间:2015-10-06 16:51
摘要:木文介绍了混砂机的发展历程及四种典型混砂机,分析了混砂机的混合机理,指出了混砂机的选择方法。
 
1、混砂机的发展历程:
    粘土砂铸造车间,无论其规模大小,现代化程度如何,混砂机都是其必备设备之一,并且是砂处理工部的主机。混砂机的形式决定型砂的性能,关系到砂处理工部的成败。
    我国的混砂机早期的产品是根据国外的产品资料生产的,于1966年开始了国产混砂机的研制。先后研制了S116A,S1114等机型的混砂机。根据国产混砂机的生产使用经验,在1978年,提出了我国辗轮式混砂机的基本参数标准JB2656- 79)。该标准将我国的混砂机的发展推向了标准化、系列化的轨道。
    20世纪80年代,随着造型技术的发展如气冲和静压造型技术的出珊,造型线的成型速度加决,铸型紧实度提高,对型砂的流动性、透气性、起模性、含水量都有了不同要求,对新的混砂设备提出了更高的要求。国内开发出了转子式混砂机,具体又分为固定转子式混砂机,逆流转子式混砂机,行星转子式混砂机和底盘旋转式混砂机。这些新的混砂机经过在生产中的实际应用,大部分得到了社会认可,并逐渐广泛使用。

2、几种典型混砂机简介:
2.1、辗轮式混砂机S11系列):
    辗轮式混砂机是使用最久的一种混砂机,通过几十年来改进和完善已在铸造业得到普遍使用。现在国内生产的辗轮式混砂机基本上全都采用了弹簧加减压的辗轮。这种结构的辗轮重量较以前减轻了50%左右。因此,混砂机的主轴转速可适当提高,从而提高了生产率,并且混辗质量也有提高。实践证明辗轮式混砂机混合质量稳定,适应性强,但由于受辗轮的限制,物料层的厚度不能超过辗轮直径的一半,因此一次加料量相对较低。同样因辗轮的原因,主轴转速不能提高太多。因此,辗轮式混砂机总的来讲,混合效率低,生产率较其他类型的混砂机低,在大生产率的现代化铸造车间已呈现出力不从心。
    辗轮式混砂机的结构如图1所示。
    辗轮混砂机机型从S1110到S1125有八种规格,一次加料量从110kg到1600kg,生产率从2.5t/h到40t/h 。
2.2、固定转子式混砂机S14系列):
    固定转子式混砂机属搅拌型。这种混砂机的机盆及转子的回转中心位置均固定不动。其工作原理是依靠刮板将混合料在两个转子之间进行移
        图1辗轮式混砂机结构示意图 1加水口 2弹簧加减压机构3辗轮4手动取样门 5机架6气缸7减速器8电机9卸料门10刮板
 
        图1辗轮式混砂机结构示意图
1加水口 2弹簧加减压机构3辗轮4手动取样门5机架6气缸7减速器8电机9卸料门10刮板
动扩散,再利用转子进行强烈混合。由于这种混砂机的刮板向转子供料呈现周期性,使转子的作用得不到充分发挥。为了解决这个问题,该类混砂机常采用增加刮板数量,提高刮板高度及速度等办法。因此这类混砂机的装机功率一般较大。另外由于刮板高,转子最下端离底盘上平而的距离较大,使转子对其下端以下的物料无法混合。这类混砂机结构简单,维修方便。
    固定转子式混砂机的结构如图2所示。
 图2固定转子式混砂机结构示意图
 图2固定转子式混砂机结构示意图
    固定转子式混砂机主要机型从51420到51425有三种规格,一次加料量从1000kg到3000kg,生产率从20t/h到60t/h。
 
2.3、行星转子式混砂机(S16系列):
    这种混砂机的转子在随着十字头公转的同时又作自转,因此称行星转子混砂机。S16系列混砂机的转子深埋在混合料中,其与底盘的距离很小,这样转子可以在整个机盆内的全部料层厚度上对混合料作强烈搅拌作用,没有混合不到的死角。
    S16系列混砂机采用单电机输入,双轴输出,这样简化了混合机构,提高传动效率,并使转子功率与刮板消耗自动达到均衡匹配。
    转子叶片采用耐磨铸铁分片安装方式,可根据磨损情况分别更换,使用维修费用大大降低。刮板采用分段组合方式,这样当刮板因线速度不同出现整个长度上磨损不同时可以单独更换,另外每块刮板均镶焊硬质合金块,使用寿命大大延长。行星转子式混砂机的结构如图3所示。
          图3行星转子式混砂机结构示意图   1卸料门2机架3转子4润滑油泵5减速器6刮板 7液力偶合器8电机9手动取样门10十字头11加水II
 
          图3行星转子式混砂机结构示意图
  1卸料门2机架3转子4润滑油泵5减速器6刮板7液力偶合器8电机9手动取样门10十字头11加水II
    行星转子式混砂机主要机型从s1620到s162s有两种规格,一次加料量从1350kg到3000kg,生产率从30t/h到60t/h。

2.4、底盘旋转式混砂机S18系列):
    这种混砂机结构为水平顺时针旋转的机盆将混合料连续不断地送到偏置的垂直安装以相反方向转动的一组或两组叶片的轨道上,固定的刮板将混合料导向偏置的旋转叶片的另一边,产生强烈的摩擦和剪切作用,同时由旋转体产生的离心力也完全作用在物料上,所以混合料在运动中被强烈翻动,砂粒之间相互摩擦,产生很强的混合作用,使砂粒均匀的包覆一层粘土膜。
    混合结束时,液压驱动的卸料门在30秒内就可以将物料卸掉。
    这种混砂机的优点是生产率高,混制的型砂质量好,能自动清理,运动部件少,易维修保养,但制造成本高,售价较贵。
    在国外使用较为普遍,我国进口的混砂机中以这类混砂机为多。
    底盘旋转转子式混砂机的结构如图4所示。
图4底盘旋转式混砂机结构示意图
图4底盘旋转式混砂机结构示意图

    底盘旋转式混砂机主要机型从s1s22到51832四种规格,根据生产率的要求可生产十几种变形产品,一次加料量从2000kg到6000kg,生产率从40t/h到200t/h。
 
3、混砂机的混合机理:
    混砂机的作用就是要混合出合格的型砂。混砂机的混合作用可分解为扩散、对流和剪切三种作用。
    扩散作用:在混砂机中,混合机构将某一区间的混合料迅速分散开来,这种分散是无方向性的。
    对流作用:在混砂机中,混合机构将某一区间的混合料带到另一区间,同时将其它区间的混合料带回本区间,这种混合料的相对流动称为对流作用。这种流动是有方向性的剪切作用。在混砂机中,混合机构对混合料层作用的力使料层间和每个混合颗粒间产生相互作用的剪切力,这种作用称为剪切作用。
    前两种作用从宏观上可以看到,容易理解。混合料的均匀性主要取决于这两种作用。而剪切作用从直观上不易看到,这种作用对混合料的质量影响较大。剪切作用强的混砂机,可使砂粒表而均匀的涂覆一层粘结膜,使型砂性能提高。
    对于上述四种典型混砂机而言,辗轮式混砂机扩散作用较差,对流作用一般,所以不能在较短时间将混合料混均匀。该机剪切作用较好。因此,辗轮式混砂机混砂时间较长,混辗的型砂性能较好。因生产率较低,适合于中小铸造车间使用。
    固定转子式混砂机具有强烈的扩散作用,剪切作用较好,而对流作用较差。为了改善对流作用,提高刮板转速以增加转子与混合料的接触而积,强制将混合料带到转子工作部位并抛向转子,这样刮板就得消耗大量功率。这种混砂机混辗的型砂性能较好,因生产率较低,适合于中小铸造车间使用。
    行星转子式混砂机具有强烈的扩散和剪切作用,对流作用也较好。这种混砂机混辗的型砂性能很好,生产率适中,适合于中等铸造车间使用。
    底盘旋转式混砂机具有强烈的扩散和剪切作用,对流作用也较好。这种混砂机混辗的型砂性能很好,生产率较大,适合于中大型铸造车间使用。
表1各种造型方法的特点及对型砂主要性能的要求
表1各种造型方法的特点及对型砂主要性能的要求
4、不同造型万法使用混砂机的选择:
    混砂机的主要作用是将各种混合料混合均匀,使砂粒包覆一层水膜和膨润土。各种混砂机在混合效率、功率消耗、适应范围上有所区别。实践证明上述混砂机都有成功使用的例子。
    混制的型砂性能不仅与混砂设备有关,而且与加入混砂机的原材料的性能、回用砂的性能和各种物料的加入方式都有着重要关系。回用砂的J哇能取决于生产条件,如铸件的类型、铁砂比、铸件的浇注冷却、型砂的烧损程度。因此,在选择混砂设备时,应保证混砂设备的能力与需要的能力想适应,并综合考虑工厂的生产条件及对型砂质量的要求,选择性能价格比最合理的混砂机。
    不同的造型方法对型砂的性能要求不同,表1列出了各种造型方法的特点及对型砂主要性能的要求。
    从表中可以看出:普通机器造型和微震压实造型,压实比压小于0.7,对型砂的湿压强度要求小于0.12MPa;对于气流冲击造型和静压造型,压实比压大于0.7,对型砂的湿压强度要求为0.15-0.21MPa。从生产率来看,手工造型和普通机器造型,简易机械化生产线,生产率要求低,选用辗轮式混砂机或固定转子式混砂机;气流冲击造型和静压造型等生产率较高,选用底盘旋转式棍砂机最为合适。