一種新型供砂裝置

胡長青，季利群

（內(nèi)蒙古第一機(jī)械制造集團(tuán)公司，內(nèi)蒙古包頭市 014032）

一種新型供砂裝置

胡長青，季利群

（內(nèi)蒙古第一機(jī)械制造集團(tuán)公司，內(nèi)蒙古包頭市 014032）

在使用樹脂砂造型工藝的生產(chǎn)中，經(jīng)常遇到一些鑄件的造型工藝要求面砂使用新砂，中間填充層和外層背砂使用混合砂或再生砂的造型工藝。通過對(duì)單一模式供砂方式的連續(xù)式混砂機(jī)供砂裝置進(jìn)行改造，很好的解決了這一問題。

樹脂砂造型；混砂機(jī)；供砂裝置

在使用樹脂砂造型工藝的生產(chǎn)中，經(jīng)常遇到一些鑄件（一些大尺寸的鑄件或做工藝試驗(yàn)的鑄件）造型工藝上要求面砂使用新砂進(jìn)行混制，中間填充層和外層背砂使用混合砂或再生砂進(jìn)行造型的工藝。我們使用的連續(xù)式混砂機(jī)供砂裝置是單一模式的供砂方式（標(biāo)準(zhǔn)配置幾乎都是這種形式），見圖1。在混制過程中，要么使用設(shè)定比例的混合砂，要么完全使用新砂或者完全使用再生砂，生產(chǎn)過程中無法隨時(shí)切換，也就無法實(shí)現(xiàn)上述工藝要求的操作。實(shí)際生產(chǎn)中碰到這種工藝上要求面砂使用新砂的，由于設(shè)備功能的限制，只能從頭到尾使用新砂，如果產(chǎn)品的批量較大，生產(chǎn)的時(shí)間長了，由于新砂在某一時(shí)段的大量加入，到一定時(shí)間再生砂的儲(chǔ)量越來越多，甚至超出砂斗的容量，不得不定期外排。這樣無疑就加大了鑄件的制造成本。為此，我們對(duì)一臺(tái)25噸連續(xù)式混砂機(jī)的供砂裝置進(jìn)行了改造，投入使用后取得了滿意的使用效果。尤其對(duì)于有些中小規(guī)模的鑄造企業(yè)，改造后的混砂機(jī)可以一機(jī)多用，造型生產(chǎn)的間隙還可以用于制芯混砂（100%新砂），充分發(fā)揮單臺(tái)設(shè)備的作用。

1 原供砂裝置簡介

為了更好地描述新型供砂裝置的原理，我們先介紹一下原機(jī)的供砂裝置，示意圖如圖1。

在混砂機(jī)新砂、再生砂聯(lián)體儲(chǔ)砂斗的下方安裝有兩套相同的氣動(dòng)供砂裝置，一套用于新砂，一套用于再生砂，由汽缸控制閘板的開啟與關(guān)閉。下砂流量的大小通過安裝在下砂管上部的手動(dòng)插板開度大小來調(diào)節(jié)。例如新砂下砂管的手動(dòng)插板開度調(diào)節(jié)成下砂量416kg/min，混砂機(jī)混砂時(shí)就按25t/h的供砂量混制新砂。需要說明的是氣動(dòng)閘板的開度在設(shè)計(jì)上要保證大于手動(dòng)插板的最大開度，也就是說供砂裝置的下砂流量始終由手動(dòng)插板控制，需事先人工稱重設(shè)定。大部分樹脂砂造型工藝常用的型砂配比都采用85%～90%的再生砂加15%～10%的新砂進(jìn)行混砂，它的好處在于新砂的添加量與一次造型、澆鑄、落砂、再生循環(huán)過程中的砂損耗量大致相當(dāng)，有助于再生砂量的恒定，更好地控制再生砂的質(zhì)量，砂型終強(qiáng)度能滿足工藝要求，型砂、樹脂、固化劑的投入最經(jīng)濟(jì)。因此混砂機(jī)的手動(dòng)插板的開度調(diào)節(jié)定位于85%～90%的再生砂加15%～10%的新砂的配比?；焐皺C(jī)工作時(shí)，兩種型砂的氣動(dòng)閘板同時(shí)開啟，同時(shí)關(guān)閉?；熘瞥龅氖窃煨蜕a(chǎn)中最常用的混合砂。如果此時(shí)需要使用100%的新砂進(jìn)行混砂，只能停機(jī)重新調(diào)節(jié)設(shè)定新砂下砂管的手動(dòng)插板開度，生產(chǎn)過程中無法隨時(shí)切換。也就不能實(shí)現(xiàn)前述造型工藝的操作。

2 新型供砂裝置

為了能使供砂裝置實(shí)現(xiàn)隨時(shí)切換功能，就需要每個(gè)氣動(dòng)閘板具備兩個(gè)可以隨時(shí)自動(dòng)切換的開度，供應(yīng)不同流量的型砂。

新型供砂裝置的特點(diǎn)是，仍然由兩套結(jié)構(gòu)相同的氣動(dòng)閘板向混砂機(jī)供應(yīng)新砂和再生砂，但砂量的大小不再由上方的手動(dòng)插板控制，而是由氣動(dòng)閘板的開度來控制，也就是說氣動(dòng)閘板同時(shí)具有開關(guān)和開度大小調(diào)節(jié)功能，原有手動(dòng)插板平時(shí)處于全開狀態(tài)，僅在供砂裝置需要檢修時(shí)才關(guān)閉以便于維修。

下面介紹這套供砂裝置的工作原理，具體結(jié)構(gòu)可以根據(jù)用戶的實(shí)際現(xiàn)場情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。氣動(dòng)閘板控制汽缸和小開度行程控制汽缸分別選用缸徑50mm和63mm規(guī)格。原理圖如圖2、3示，混砂機(jī)工作前兩套氣動(dòng)閘板都處于關(guān)閉狀態(tài)，根據(jù)上述混砂工藝的要求，每個(gè)供砂裝置只要具備兩種可以隨時(shí)切換的流量，即關(guān)閉—小流量、關(guān)閉—大流量，就可通過電氣控制程序組合實(shí)現(xiàn)不同供砂配置的實(shí)時(shí)切換功能，即可以實(shí)現(xiàn)混制85%的再生砂+15%的新砂(混合砂)、100%的新砂+0%的再生砂 (完全新砂)、100%的再生砂+0%的新砂（完全再生砂）的三種常用的混砂工藝配比。對(duì)應(yīng)的氣動(dòng)閘板狀態(tài)分別為：

再生砂小開度（85%）+新砂小開度（15%）；

新砂大開度（100%）+再生砂閘板關(guān)閉（0%）；

再生砂大開度（100%）+新砂閘板關(guān)閉（0%）。

具體的設(shè)計(jì)方案是，在氣動(dòng)閘板的后端面上設(shè)計(jì)兩根行程頂桿。一根用于閘板大開度行程控制（圖2中件1），另一根用于閘板小開度行程控制（圖3中件3）。閘板大開度行程的大小由位于其后端同一軸線的行程頂絲2調(diào)節(jié)，閘板小開度行程的大小由位于其前端同一軸線的行程頂絲4調(diào)節(jié)。

調(diào)節(jié)方法：調(diào)節(jié)時(shí)先將兩套供砂裝置的四個(gè)控制汽缸的壓縮空氣管都脫開，使四個(gè)控制汽缸都處于自由狀態(tài)。

（1）大開度行程（大流量）調(diào)節(jié)：用力推壓小開度行程控制汽缸的缸桿，使其缸桿完全縮回，此時(shí)小開度行程頂桿對(duì)閘板開度就不起限制作用。來回調(diào)節(jié)氣動(dòng)閘板開度，把新砂或再生砂閘板開度定位于416kg/min，調(diào)節(jié)大開度行程頂絲使其頂緊大開度行程頂桿，鎖緊鎖母。新砂和再生砂大開度行程就調(diào)節(jié)完畢。

（2）再生砂小開度行程（小流量）調(diào)節(jié)：來回調(diào)節(jié)再生砂氣動(dòng)閘板開度，把再生砂閘板開度定位于354kg/min（85%再生砂的重量）。調(diào)節(jié)小開度行程汽缸桿位置，使其限位頂塊頂緊小開度行程頂桿3，調(diào)節(jié)小開度行程頂絲4，使其頂緊小開度行程控制汽缸頂桿，鎖緊鎖母。再生砂小開度行程調(diào)節(jié)完畢。

（3）新砂小開度行程（小流量）調(diào)節(jié)：來回調(diào)節(jié)新砂氣動(dòng)閘板開度，把新砂閘板開度定位于62kg/min（15%新砂的重量）。調(diào)節(jié)小開度行程汽缸桿位置，使其限位頂塊頂緊小開度行程頂桿3，調(diào)節(jié)小開度行程頂絲4，使其頂緊小開度行程控制汽缸頂桿，鎖緊鎖母。新砂小開度行程調(diào)節(jié)完畢。

以此類推：可以調(diào)出多種比例的混制配方。

修改電氣控制程序。分別把混制混合砂、完全新砂、完全再生砂這三種常用的混砂工藝配比的控制程序設(shè)置為程序A、程序B、程序C。供砂裝置初始狀態(tài)為兩套氣動(dòng)插板控制汽缸無桿腔進(jìn)氣，缸桿頂出，新砂、再生砂氣動(dòng)插板完全關(guān)閉。那么供砂裝置程序A的動(dòng)作如下：

（1）小開度行程控制汽缸無桿腔進(jìn)氣，缸桿向前頂出，端部頂緊小開度行程頂絲。

（2）新砂、再生砂氣動(dòng)插板控制汽缸有桿腔進(jìn)氣，氣動(dòng)插板向后移動(dòng)，小開度行程頂桿3隨氣動(dòng)插板向后移動(dòng)至頂緊小開度行程控制汽缸頂塊，新砂以62kg/min（15%新砂的重量），再生砂以354kg/min（85%再生砂的重量），向混砂機(jī)供砂混制混合砂，直到按停止按扭停止混制混合砂。

（3）按停止按扭后，氣動(dòng)插板控制汽缸無桿腔進(jìn)氣向前移動(dòng)，氣動(dòng)插板完全關(guān)閉。停止下砂，小開度行程控制汽缸有桿腔進(jìn)氣，小開度行程控制汽缸帶動(dòng)頂塊退回原位結(jié)束操作。如圖3示。

程序B的動(dòng)作如下：

（1）新砂插板控制汽缸有桿腔進(jìn)氣，氣動(dòng)插板向后移動(dòng)，帶動(dòng)大開度行程頂桿1向后移動(dòng)至頂緊大開度行程頂絲2，新砂以416kg/min下砂，向混砂機(jī)供砂混制新砂，直到按停止按扭停止混制新砂。

（2）按停止按扭后，新砂氣動(dòng)插板控制汽缸無桿腔進(jìn)氣向前移動(dòng)，氣動(dòng)插板完全關(guān)閉，停止下砂。如圖2示。

程序C的動(dòng)作如下：

（1）再生砂插板控制汽缸有桿腔進(jìn)氣，氣動(dòng)插板向后移動(dòng)，帶動(dòng)大開度行程頂桿1向后移動(dòng)至頂緊大開度行程頂絲2，再生砂以416kg/min的流量下砂，向混砂機(jī)供砂混制再生砂，直到按停止按扭停止混制再生砂。

（2）按停止按扭后，再生砂氣動(dòng)插板控制汽缸無桿腔進(jìn)氣向前移動(dòng)，氣動(dòng)插板完全關(guān)閉，停止下砂。如圖2示。

以上三套混砂程序可以隨時(shí)切換，不分順序，從而實(shí)現(xiàn)上述造型工藝。

3 小結(jié)

改進(jìn)后的供砂裝置與原供砂裝置相比，其核心是增加了一套開度切換控制裝置，通過兩個(gè)汽缸來控制插板的大小開度，實(shí)現(xiàn)了大小開度的自動(dòng)切換。使混砂機(jī)在生產(chǎn)過程中能根據(jù)造型工藝的要求隨時(shí)對(duì)混砂的配比進(jìn)行切換，節(jié)約了原材料的消耗。經(jīng)多年使用，該裝置動(dòng)作可靠，砂定量精度高，尤其適合中小型鑄造企業(yè)使用，充分發(fā)揮單臺(tái)設(shè)備的作用。

A New Sand Feeding Device

HU ChangQing,JI LiQun
（Inner Mongolia 1st Machine Manufacturing Group Co.Baotou 014032,Inner Mongolia China）

Rebuilding of a sand feeding device for continuous sand mixer has properly solved the problem that different molding sand such as new sand and mixed sand or reclaimed sand would be needed for different sand layer of some molding technology of certain castings in resin bonded sand molding.

Resin bonded sand molding;Sand mixer;Sand feeding device

TG231.2;

A；

1006－9658（2012）04－0031-3

2012-05-17

稿件編號(hào)：1205-055

胡長青（1965-），男，工程師，多年從事設(shè)備管理和設(shè)備改造工作