發(fā)動機(jī)鑄件的清理技術(shù)成功案例濰柴缸體清理線

任興武，劉序潤，楚合法

（濰柴動力（濰坊）鑄鍛有限公司,山東濰坊 261001）

發(fā)動機(jī)鑄件的清理技術(shù)成功案例濰柴缸體清理線

任興武，劉序潤，楚合法

（濰柴動力（濰坊）鑄鍛有限公司,山東濰坊 261001）

大馬力發(fā)動機(jī)缸體鑄件清理一直是鑄件生產(chǎn)中的關(guān)鍵，鑄件清理生產(chǎn)效率、職工勞動強度、鑄件清理質(zhì)量、環(huán)境污染、生產(chǎn)自動化水平是清理生產(chǎn)中的焦點。濰柴動力股份有限公司鑄造二期項目大件清理工部采用新的清理流程及技術(shù)裝備，經(jīng)生產(chǎn)檢驗可靠地解決了以上清理生產(chǎn)中的難點。

清理技術(shù)；工藝流程；設(shè)備選型；環(huán)保除塵；排廢收集

濰柴動力鑄造二期項目設(shè)計能力年產(chǎn)缸體鑄件22萬臺，其中7L缸體鑄件10萬臺、10L缸體鑄件12萬臺，缸體清理工部位于車間的南端，占地8505m2，是鑄件生產(chǎn)過程中最后一道工序。由于傳統(tǒng)的清理車間由單機(jī)設(shè)備組成，自動化程度低、勞動強度最大、揚塵點最多、粉塵污染最嚴(yán)重，同時還存在鑄件清理質(zhì)量可控性差、清理質(zhì)量不穩(wěn)定等問題。 項目方案設(shè)計將降低工人勞動強度、提高設(shè)備自動化程度、提高穩(wěn)定鑄件清理質(zhì)量、降低粉塵污染、改善工作環(huán)境作為重要的改善點。

缸體鑄件清理工部工藝流程（布局簡圖見圖1）。去除鑄件澆冒口→鑄件消應(yīng)力退火→鑄件粗清→鑄件振動除芯→鑄件平面磨削→一次拋丸→鑄件細(xì)清→二次拋丸→鑄件檢驗→鑄件防銹。整個工部工藝流程合理、設(shè)備先進(jìn)、自動化程度高。下面重點介紹缸體清理工部工藝流程、設(shè)備選型要點、環(huán)保除塵、車間排廢及收集的原則及效果。

1 缸體鑄件清理主要工藝流程簡介

1.1 去除鑄件澆冒口

造型工部鑄件捅箱后，采用抓取鑄件機(jī)械手打澆冒口，將鑄件放到積放式寬推桿懸掛輸送機(jī)的鑄件斗中，運到清理工部。然后采用抓鑄件機(jī)械手由懸掛輸送機(jī)抓取鑄件，放置到振動輸送落砂機(jī)上，振動落砂。最后采用抓鑄件機(jī)械手敲掉殘留氣眼針、飛邊、毛刺。

1.2 鑄件消應(yīng)力退火

鑄件采用連續(xù)式燃?xì)馔嘶馉t進(jìn)行退火處理，同時利用鑄件余熱退火。使用抓鑄件機(jī)械手將鑄件由振動落砂機(jī)上抓取，放在退火爐臺車上，鑄件經(jīng)消應(yīng)力退火后人工將鑄件吊運到平板輸送機(jī)上。此工序根據(jù)鑄件消應(yīng)力退火工藝要求編制設(shè)備控制程序，自動控制設(shè)備按工藝完成退火處理。

1.3 鑄件粗清

人工在平板輸送機(jī)上清除鑄件飛邊毛刺，清理缸體磨削定位孔。

1.4 鑄件振動除芯

人工吊運鑄件至振動擊芯機(jī)上，采取步進(jìn)式生產(chǎn)方式，一側(cè)上料，振擊后另一側(cè)卸料至另一條平板輸送機(jī)上輸送至磨削工序。

1.5 鑄件平面磨削

磨削采用人工吊運上料，缸體四面磨削清理機(jī)對鑄件上下平面及前后端面的澆冒口根、披縫和飛邊、毛刺進(jìn)行磨削清理，磨削前澆冒口根、披縫的最大高度為8mm左右，磨削后鑄件磨削面澆冒口、披縫余根不超過0.5mm。鑄件磨削后由人工吊運至鑄件輥道輸送系統(tǒng)。

1.6 鑄件一次拋丸

鑄件采用DV2-650機(jī)械手拋丸清理機(jī)進(jìn)行一次拋丸清理。拋丸后鑄件通過輥道線轉(zhuǎn)入翻轉(zhuǎn)倒丸清吹機(jī)。清吹后，轉(zhuǎn)入細(xì)清工序。

1.7 鑄件細(xì)清

一次拋丸后，鑄件經(jīng)鑄件輥道輸送系統(tǒng)輸送至細(xì)清工序，細(xì)清后吊運至上料輥道。

細(xì)清工序設(shè)人工細(xì)清間，細(xì)清間為單獨封閉的隔離間，一側(cè)設(shè)置進(jìn)風(fēng)口，另一側(cè)設(shè)吸塵罩保證隔間內(nèi)通風(fēng)除塵。鑄件進(jìn)出細(xì)清間采用單軌電葫蘆調(diào)運，細(xì)清間內(nèi)設(shè)翻轉(zhuǎn)清理臺，完成除兩端面的其它各表面清理工作；設(shè)水平回轉(zhuǎn)臺，完成鑄件的兩端面清理工作。

1.8 鑄件二次拋丸

鑄件采用DV2-450機(jī)械手拋丸清理機(jī)進(jìn)行二次拋丸清理，拋丸后鑄件通過輥道線轉(zhuǎn)入翻轉(zhuǎn)倒丸清吹機(jī)，清吹后，進(jìn)行檢驗。

1.9 鑄件檢驗

設(shè)兩條鑄件檢驗工位對清理完畢的鑄件檢驗，在鑄件翻轉(zhuǎn)機(jī)上對鑄件上下平面進(jìn)行檢驗。經(jīng)檢驗合格后進(jìn)行靜電噴粉防銹處理。

1.10 鑄件防銹

鑄件采用靜電粉末噴涂防銹工藝，低溫固化粉末。6把自動噴槍自動噴粉，2把手動噴槍檢查補粉。固化、降溫后，由人工將鑄件吊運卸料轉(zhuǎn)入鑄件暫存區(qū)。

整個工藝流程設(shè)計宗旨就是靠工藝裝備保證鑄件清理質(zhì)量，連續(xù)退火爐工藝實現(xiàn)計算機(jī)自動控制；鑄件振擊落芯采用進(jìn)口振擊器提高了振擊質(zhì)量；采用先磨削后拋丸工藝保證了后續(xù)工序的自動化運行；采用兩級機(jī)械手拋丸清理提高了鑄件拋丸質(zhì)量，并確保了鑄件內(nèi)腔拋丸質(zhì)量；采用翻轉(zhuǎn)清理機(jī)提高了清理可操作性，保證了鑄件清理質(zhì)量；采用靜電噴粉防銹工藝，自動噴粉配合手動補粉，噴粉質(zhì)量由設(shè)備控制，同時在實現(xiàn)自動防銹同時增加了質(zhì)量預(yù)防措施。

2 關(guān)鍵設(shè)備的選型和簡介

整個工藝流程采用平板和輥道輸送銜接各個工序，堅持鑄件不落地原則，整個清理工部工藝設(shè)備流程圖如圖2。

圖2 清理工部工藝設(shè)備流程圖

2.1 抓取鑄件機(jī)械手

根據(jù)鑄件的重量（帶有澆冒口系統(tǒng)的鑄件重量約600kg）及抓取效率和鑄件擺放要求，選擇抓取能力為1000kg的抓取機(jī)械手。機(jī)械手的控制系統(tǒng)與退火爐和懸掛輸送系統(tǒng)的控制系統(tǒng)聯(lián)鎖，并在機(jī)械手的控制面板上實現(xiàn)對聯(lián)鎖的控制。

2.2 連續(xù)式燃?xì)馔嘶馉t

根據(jù)整個車間的生產(chǎn)效率選擇退火爐的效率為70件/時，該退火爐可以實現(xiàn)室溫鑄件和余熱鑄件的退火處理，升溫區(qū)采用計算機(jī)控制，根據(jù)鑄件的進(jìn)爐溫度自動調(diào)整設(shè)備升溫速度，預(yù)熱區(qū)不采用燃燒機(jī)加熱，充分利用升溫區(qū)產(chǎn)生的余熱來加熱鑄件。

2.3 缸體鑄件毛坯振擊除芯機(jī)

本設(shè)備采用通過式結(jié)構(gòu)，配置專用的鑄件輸送機(jī)構(gòu)自動進(jìn)、出鑄件，上下鑄件與振擊除芯同時進(jìn)行，提高了生產(chǎn)效率，四個錘頭采用四套進(jìn)口的獨立工作系統(tǒng)，垂直振擊，方便維修和更換；工作行程與振擊力可根據(jù)鑄件的重量及尺寸進(jìn)行調(diào)整。

2.4 單工位缸體四面磨削清理機(jī)

利用兩個磨頭的橫向移動變換兩個磨頭砂輪的端面距離，結(jié)合工作臺的縱向往復(fù)運動及工作臺由擺動油缸回轉(zhuǎn)90°來完成各工件的四面磨削；工作臺的縱向進(jìn)給運動為液壓驅(qū)動,分工進(jìn)和快進(jìn)兩種速度，均可無級調(diào)速；工作臺上設(shè)置液壓壓緊工件的壓緊機(jī)構(gòu)，壓緊臂能自動回轉(zhuǎn)90°離開工件，裝卸工件方便；二磨頭各有獨立的液壓主驅(qū)動油缸及副驅(qū)動油缸，砂輪磨削量調(diào)節(jié)采用液壓和手動兩套裝置，以補償砂輪的磨損。

2.5 機(jī)械手拋丸清理機(jī)

機(jī)械手拋丸清理機(jī)專門對缸體鑄件進(jìn)行粗拋和精拋，最大處理能力60件/時。清理工部共配備兩臺機(jī)械手，每臺機(jī)械手配置兩個夾爪，夾爪設(shè)置確保多種工件通用。

拋丸時，按照預(yù)編程機(jī)械手的兩個夾爪夾持工件進(jìn)行拋丸。不論工件尺寸大小，機(jī)械手系統(tǒng)都使工件中心和轉(zhuǎn)動軸中心保持一致，以獲得最佳的表面拋丸效果。為保證拋丸質(zhì)量及生產(chǎn)率，DV2－650拋丸清理機(jī)配置6個拋頭，DV2－450拋丸清理機(jī)配置4個拋頭。

2.6 鑄件輥道輸送系統(tǒng)

鑄件輥道輸送系統(tǒng)采用步進(jìn)式控制原理，系統(tǒng)由輥道線、翻轉(zhuǎn)清吹倒丸機(jī)、升降機(jī)、水平轉(zhuǎn)臺、檢驗翻轉(zhuǎn)機(jī)組成，實現(xiàn)鑄件磨削工序至防銹工序鑄件的輸送、鑄件清吹倒丸、鑄件檢驗等功能。

2.7 鑄件翻轉(zhuǎn)清理機(jī)

手動翻轉(zhuǎn)清理臺由伸縮夾緊裝置、腳踏定位裝置、手動回轉(zhuǎn)裝置、氣控裝置等部件組成。操作工人使用單軌電動葫蘆將缸體鑄件吊到位，氣缸推動工裝板前進(jìn)卡住工件，完成夾緊定位，即可開始清理。需翻轉(zhuǎn)時，腳踏定位裝置松開，使翻轉(zhuǎn)清理臺回轉(zhuǎn)，當(dāng)工件回轉(zhuǎn)到位后，腳松開，定位裝置即固定工件不再轉(zhuǎn)動。

轉(zhuǎn)動部件轉(zhuǎn)盤可在360°范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動，根據(jù)需要鎖定在12個不同角度方位，以便于工人進(jìn)行人工精整操作。

2.8 鑄件靜電粉末噴涂生產(chǎn)線

鑄件靜電粉末噴涂生產(chǎn)線粉房系統(tǒng)采用全套進(jìn)口設(shè)備，內(nèi)部板鏈輸送、預(yù)熱及烘干設(shè)備采用國內(nèi)配套。設(shè)備生產(chǎn)率為70件/時，預(yù)熱溫度50℃，烘干鑄件溫度140～160℃，烘干時間30min。鑄件卸料溫度小于80℃。

噴涂流程。輥道上料→預(yù)熱段→自動噴涂段→自動上料烘干段→單梁行車卸料。鑄件輸送采用輥道輸送，噴涂時為單排鑄件，固化時為雙排鑄件。

3 環(huán)保除塵

通風(fēng)除塵是本次設(shè)計的重點，為保障車間環(huán)境衛(wèi)生要求，所有產(chǎn)生有害氣體及粉塵的場所均采取了有效的通風(fēng)除塵和凈化措施。

3.1 從源頭上減少污染物和粉塵的產(chǎn)生

關(guān)鍵工序采用先進(jìn)的工藝設(shè)備，如DV2拋丸清理機(jī)、靜電噴涂線、振動擊芯機(jī)等，并且要求設(shè)備自帶除塵器，如振動擊芯機(jī)配置SRT36型褶式濾筒脈沖除塵器1套，處理風(fēng)量為7000m3/h～10000m3/h，保證除塵器排出粉塵濃度≤30mg/Nm3；DV2拋丸清理機(jī)配置布袋式除塵器1套，處理風(fēng)量20000m3/h，保證清潔空氣中的粉塵含量＜20mg/Nm3。

3.2 選用先進(jìn)的除塵設(shè)施，提高除塵能力

易產(chǎn)生粉塵的工序采用密閉罩或者上吸式側(cè)吸罩，配置除塵能力強的除塵器。如振動輸送落砂機(jī)處建立了密閉小屋，上部和側(cè)部安裝了側(cè)吸罩，并采用旋風(fēng)除塵器和濾筒除塵器兩級除塵，濾筒除塵器處理風(fēng)量60000m3/h；缸體細(xì)清單元采用單獨的空間，避免造成車間內(nèi)的揚塵，并在操作工位設(shè)置上吸式側(cè)吸罩增加了送風(fēng)系統(tǒng)，在清理單元內(nèi)形成上送風(fēng)下排風(fēng)的氣流組織，并采用2套獨立的除塵設(shè)備，每套除塵系統(tǒng)包含旋風(fēng)除塵器和濾筒除塵器兩級除塵，濾筒除塵器處理風(fēng)量70000m3/h。

3.3 加強除塵系統(tǒng)的控制，確保除塵效率

為使生產(chǎn)過程所產(chǎn)生的有害氣體及時、有效地排出室外，確保室內(nèi)衛(wèi)生條件，所有通風(fēng)除塵系統(tǒng)均與相應(yīng)的生產(chǎn)設(shè)備聯(lián)鎖控制。開機(jī)時首先開啟通風(fēng)除塵系統(tǒng)；生產(chǎn)設(shè)備停機(jī)后，延時一定時間，再關(guān)閉通風(fēng)除塵系統(tǒng)。

除塵系統(tǒng)采用定時或定壓清灰。覆粉除塵系統(tǒng)采用定壓清灰，當(dāng)壓差達(dá)到規(guī)定值時，系統(tǒng)開始自動清灰，清灰結(jié)束自動覆粉。其他除塵系統(tǒng)用定時清灰。各除塵器均采用螺旋輸送器，將各清灰單元灰塵集中輸送至密閉的儲灰袋內(nèi)，避免濾料更換和清灰時的二次揚塵。

4 清理工部排廢及收集

清理工序是整個鑄件生產(chǎn)中產(chǎn)生工業(yè)廢棄物最多的工序，如何確保工業(yè)廢棄物合理收集及排放是清理生產(chǎn)中重要環(huán)節(jié)。本項目中依靠兩套廢砂輸送系統(tǒng)完成了工業(yè)廢砂的收集輸送，系統(tǒng)簡圖如圖3。

4.1 舊芯砂輸送系統(tǒng)

由皮帶輸送機(jī)、永磁懸掛皮帶機(jī)、斗式提升機(jī)、廢砂庫、伸縮卸料器、除塵系統(tǒng)組成，負(fù)責(zé)振動落砂機(jī)、振擊除芯機(jī)、連續(xù)退火爐北段、工地的廢砂收集。

4.2 廢砂輸送系統(tǒng)

由皮帶輸送機(jī)、永磁懸掛皮帶機(jī)、斗式提升機(jī)、廢砂庫、伸縮卸料器、除塵系統(tǒng)組成，負(fù)責(zé)平面磨削機(jī)、2臺機(jī)械手拋丸機(jī)、細(xì)清工序、連續(xù)退火爐南段廢砂收集。

系統(tǒng)設(shè)計滿足了廢砂自動收集要求，同時每個卸料口配置了吸塵口避免了二次揚塵污染。廢砂庫卸料采用伸縮式卸料器卸料，由車輛直接將廢料運到社會廢料場，避免了廢料轉(zhuǎn)運過程中二次污染。

5 結(jié)束語

鑄造二期缸體清理工部已經(jīng)建成投入運行，良好的工藝流程、合理的工藝布局，設(shè)備自動化程度的全面提升，以及除塵設(shè)施和除塵系統(tǒng)的合理設(shè)計，很好地滿足了缸體清理工藝的需要，提高了鑄件的外觀質(zhì)量，降低了車間內(nèi)的環(huán)境污染，改善了現(xiàn)場工作壞境，減輕了工人的勞動強度。由于注重對廢氣、粉塵和廢水的治理，環(huán)保和勞動安全衛(wèi)生全部達(dá)標(biāo)，車間內(nèi)外環(huán)境形象達(dá)國際水平，成為國內(nèi)鑄造行業(yè)的樣板車間，為鑄造行業(yè)鑄件清理技術(shù)的現(xiàn)代化發(fā)展提供了參考。

Engine Castings Cleaning Technology——Cylinder Block Cleaning Line in W eifang Diesel Engine Power Group

REN XingWu,LIU XuRun,CHU HeFa
(Foundry&Forging Co.Ltd.Weifang Diesel Engine Power Group,Weifang Shandong China)

New cleaning flow and technological equipment have been adopted in heavy castings cleaning department of Weifang Diesel Engine Power Co.Ltd.,with which difficult points in cleaning of powerful engine cylinder block castings such as quality and efficiency of cleaning,personnel work intensity,environment contamination,production automation level have all met with their reliable solution respectively in practical production.

Cleaning technology;Technology flow;Equipment selection;Dust remove for environment protection;Waste collection

TG246;

B；

1006－9658（2012）03－0041-4

2012-02-20

稿件編號：1202-014

任興武（1963-），董事長，從事發(fā)動機(jī)鑄件生產(chǎn)管理