專利名稱：高速造型和噴射清砂機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及鑄造車間造型緊實(shí)型砂和起模工作、清砂工作，特別是大規(guī)模鑄造生產(chǎn)的機(jī)器。
鑄造車間現(xiàn)有的造型機(jī)和造型方法有油壓式的高壓造型機(jī)、氣動(dòng)式射壓造型機(jī)、氣動(dòng)式震壓造型機(jī)、葉片式拋砂機(jī)、風(fēng)動(dòng)人工搗砂、人工撞砂等，上述的造型機(jī)都沒(méi)有清砂的作用。上述的造型方法用電量大，生產(chǎn)率低。大多數(shù)冶金企業(yè)的機(jī)修廠鑄造車間造型是手工風(fēng)動(dòng)撞砂方法，清砂是人工風(fēng)鏟的方法，依靠的空氣壓縮機(jī)，每個(gè)鑄造車間的空氣壓縮機(jī)的用電量為190千瓦以上，大量的工人仍需要拿著風(fēng)錘、風(fēng)鏟進(jìn)行繁重的體力勞動(dòng)。
為了提高生產(chǎn)率，減輕工人的繁重體力勞動(dòng)，國(guó)內(nèi)某廠曾經(jīng)引進(jìn)西德的高壓造型線(1978年3期鑄造機(jī)械)，全線的用電量為490千瓦，生產(chǎn)率每小時(shí)50米3以下。國(guó)內(nèi)濟(jì)南鑄造鍛壓機(jī)械研究所和有關(guān)工廠合作試驗(yàn)葉片式拋砂機(jī)，生產(chǎn)率為每小時(shí)17米3至23米3，拋頭的電機(jī)功率為27至30千瓦，這些都認(rèn)為生產(chǎn)率太低，用電量太大，并且不能清砂。83年以前設(shè)計(jì)過(guò)機(jī)械高壓射壓造型機(jī)和高速拋砂機(jī)(見(jiàn)


圖1)，但拋頭的傳動(dòng)裝置在拋頭上面，桿子細(xì)長(zhǎng)，傳動(dòng)不穩(wěn)定，并且大螺旋供砂只能輸送自硬砂，不能輸粘土砂。無(wú)論是濟(jì)南鑄造鍛壓機(jī)械研究所研究試驗(yàn)的拋砂機(jī)(鑄造機(jī)械78年5期)或美國(guó)專利連續(xù)式自硬砂混拋機(jī)(鑄造機(jī)械79年1期)或上海造紙機(jī)械廠的水玻璃自硬砂混砂拋砂機(jī)(鑄造機(jī)械79年3期)，每小時(shí)的生產(chǎn)率都不超過(guò)25米3，都無(wú)清砂機(jī)的作用，都不能滿足大規(guī)模生產(chǎn)的要求。而且美國(guó)專利和上海造紙機(jī)械廠的混砂拋砂機(jī)對(duì)于粘土砂不適合應(yīng)用。
本實(shí)用新型的目的是要降低鑄造車間的用電量，提高生產(chǎn)率，減輕鑄造工人繁重體力勞動(dòng)；自硬砂和粘土砂都能用。同時(shí)使此機(jī)器有多種性能，有清砂機(jī)的作用，有射壓造型機(jī)的作用(拋頭慢速旋轉(zhuǎn)時(shí))克服了空氣射壓造型機(jī)不能造大型和打開后灰塵很大的作用，接近于機(jī)械能直接轉(zhuǎn)化為功，無(wú)管路損失，用電量比油壓造型機(jī)要少。應(yīng)用此機(jī)器后，革除大中型和小型冶金企業(yè)機(jī)修廠鑄造車間大量工人使用風(fēng)錘和風(fēng)鏟依靠空氣壓縮機(jī)用電量很大的缺點(diǎn)。
實(shí)用新型是通過(guò)這樣的方法實(shí)現(xiàn)的傳動(dòng)螺旋帶動(dòng)傳動(dòng)螺母和聯(lián)接框架使模型上升或下降，采用多頭螺旋，油膜循環(huán)潤(rùn)滑，使機(jī)械能接近于直接轉(zhuǎn)化為功，用電量比油壓造型機(jī)少。砂箱由推箱機(jī)推過(guò)來(lái)。拋頭采用導(dǎo)角大的螺旋，用搪瓷解決磨損問(wèn)題，磨完后再搪。螺旋筋條上大下小，外圈圓筒(用螺釘固定)的內(nèi)徑上小下大，造成空隙越下越大，型砂卡不死，能射出去，特別是水玻璃自硬砂能更好地拋射出去。拋頭的轉(zhuǎn)動(dòng)是在拋頭旁邊按裝齒輪和電機(jī)，使拋頭轉(zhuǎn)速達(dá)到每分鐘4800轉(zhuǎn)，型砂的射出的速度達(dá)到65米／秒來(lái)實(shí)現(xiàn)直接把型砂打緊，并達(dá)到高產(chǎn)量的目的。根據(jù)拋頭和齒輪的尺寸算出轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和起動(dòng)時(shí)間，算出拋頭電機(jī)的功率為5至20千瓦。供砂部分由83年以前設(shè)計(jì)的大螺旋輸送改為鏈板輸送。設(shè)拋頭改為鑄鋁，表面上高分子耐磨涂料則因重量減輕，算出拋頭電機(jī)功率為2至7千瓦，因而降低了用電量。本機(jī)器發(fā)明具有高壓造型機(jī)的性能部分，雖然是非自鎖螺旋，但由于螺母聯(lián)接的滑塊卡在導(dǎo)軌槽內(nèi)不能旋轉(zhuǎn)，螺旋線是斜的，故當(dāng)螺旋停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)螺母不會(huì)下滑，等于有很好的自鎖作用，又有漏模起模的作用。
本實(shí)用新型詳細(xì)根據(jù)拋頭的尺寸和轉(zhuǎn)速，算出最大的生產(chǎn)率為每小時(shí)5000米3至6000米3，但由于拋頭的移動(dòng)速度不能太快，故實(shí)際的生產(chǎn)率為每小時(shí)500米3至1000米3，由鏈板移動(dòng)的速度和拋頭伸出砂斗內(nèi)部的長(zhǎng)度來(lái)控制。國(guó)內(nèi)外拋砂機(jī)和各類形式造型機(jī)的生產(chǎn)率為每小時(shí)20米3至50米3，故生產(chǎn)率仍提高十倍以上，而用電量卻比國(guó)內(nèi)外的少。此機(jī)器型砂改裝0.5至2毫米的鋼丸，便是高速噴丸清砂機(jī)；型砂改裝無(wú)粘土的粗干砂，便是高速噴砂清砂機(jī)，粗砂碰碎后仍可供造型用。也可當(dāng)作落砂機(jī)使用，拋頭和圓筒內(nèi)部搪瓷解決了磨損問(wèn)題。
實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下的實(shí)施例及其附
圖1、圖2、圖3給出。
圖1是83年的機(jī)械高壓射壓造型機(jī)和高速拋砂機(jī)。圖2是現(xiàn)在申請(qǐng)的機(jī)械式的高速造型、高速清砂多用機(jī)器。圖3是搪瓷(表面)和螺旋筋上大下小的拋頭。(搪瓷可改為上高分子耐磨涂料)下面結(jié)合圖2、圖3詳細(xì)說(shuō)明依據(jù)本發(fā)明提出的具體機(jī)器的細(xì)節(jié)及工作情況。(下述的搪瓷也可改為上有關(guān)工廠出產(chǎn)的高分子耐磨涂料)該機(jī)器包括一個(gè)拋頭〔17〕，拋頭的螺旋筋條的平均導(dǎo)角為60°～65°，拋頭外面圍著一個(gè)外圈圓筒〔31〕，用螺釘固定，(圖3明確表示了螺旋筋上部尺寸20～40毫米，下部的尺寸為5～10毫米和外表搪瓷)，外圈圓筒內(nèi)徑上小下大和搪瓷，中間桿上部大、下部小和搪瓷，底圈也搪瓷，解決磨損問(wèn)題(磨完再搪)，和防止型砂被卡死問(wèn)題(造成空隙越下越大。)外圈齒輪和齒輪〔29〕嚙合，電機(jī)〔27〕通過(guò)較大的齒輪〔28〕嚙合小齒輪使拋頭加速到每分鐘4800轉(zhuǎn)以上，并附有潤(rùn)滑系統(tǒng)。有供砂鏈板〔20〕，有起高壓作用和漏模作用的傳動(dòng)螺旋〔6〕，有帶動(dòng)鏈板的4個(gè)鏈輪［19］，有推動(dòng)拋頭的推動(dòng)機(jī)［23］。
當(dāng)拋頭〔17〕達(dá)到每分鐘4800轉(zhuǎn)以上時(shí)，型砂射出的速度達(dá)65米／秒以上，其動(dòng)能可將型砂直接打緊，不必再擠壓，這時(shí)電機(jī)〔I〕只采用功率很小的便可。如拋頭慢速旋轉(zhuǎn)，則射出的型砂不能打緊，還需要采用高壓裝置，則電機(jī)〔I〕需要較大的功率。傳動(dòng)螺旋〔6〕可采用多頭的，導(dǎo)角為20°～30°，用微電機(jī)〔5〕帶動(dòng)小油泵，對(duì)傳動(dòng)螺旋〔6〕和螺母〔7〕進(jìn)行油膜循環(huán)，提高傳動(dòng)效率，螺母〔7〕帶動(dòng)框架把模型〔35〕送入砂箱內(nèi)。電磁鐵〔8〕和線圈〔9〕控制起模的質(zhì)量，當(dāng)砂箱射滿型砂后，電機(jī)〔I〕反向旋轉(zhuǎn)，(搬把〔36〕起變速作用，推頭〔33〕內(nèi)有小電磁鐵，當(dāng)推頭到達(dá)一定位置時(shí)，下面的滑塊被吸上去，使推頭順通過(guò)。)當(dāng)模型〔35〕的上部下降到第二模型板〔11〕的上部時(shí)，線圈〔9〕斷電，電磁鐵〔8〕失去磁性，托盤〔12〕被彈簧〔10〕拉回去，使模型和第二模型板一起下降，保證了起模質(zhì)量。鏈輪〔19〕共4個(gè)，由電機(jī)(圖中未畫出)帶動(dòng)，使兩根鏈條帶動(dòng)鏈板移動(dòng)，往拋頭〔17〕上面送砂。拋頭和砂斗由推動(dòng)機(jī)〔23〕推動(dòng)，使拋頭左右移動(dòng)和前后移動(dòng)。造型的砂箱最大尺寸為5米長(zhǎng)×5米寬×0.5米高。由于一臺(tái)機(jī)器能代替20臺(tái)機(jī)器的撞砂工作，或者國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的和國(guó)外最先進(jìn)的機(jī)器需要20小時(shí)的撞砂工作量，應(yīng)用此機(jī)器1小時(shí)就完成了，或者大中型冶金企業(yè)機(jī)修廠鑄造車間開動(dòng)190千瓦至500千瓦的空壓機(jī)，數(shù)百名至數(shù)千名工人拿著風(fēng)動(dòng)撞錘幾天的撞砂工作量，應(yīng)用此機(jī)器一小時(shí)就完成了，并能對(duì)鑄件進(jìn)行清砂工作，因此節(jié)約了大量的電能。
設(shè)拋頭平均外徑為200毫米，平均內(nèi)徑約70毫米，螺旋筋平均厚23毫米(搪瓷后的尺寸)，設(shè)拋頭每分鐘4800轉(zhuǎn)，便可算出拋射量。總面積π／4×202＝314厘米2。因筋條厚平均23毫米，故筋條的面積為2.3×6.5≈15厘米2，三條筋共45厘米2，中間軸為面積π／4×72＝38.46厘米2，故314－45－38.46＝230.535厘米2。設(shè)中徑150毫米，導(dǎo)角60°，便可算出轉(zhuǎn)一圈平均槽長(zhǎng)94.4厘米，故旋轉(zhuǎn)一圈拋射的體積94.4×230.535＝21762.5厘米3。因每秒轉(zhuǎn)80轉(zhuǎn)，故21762.5×80＝1741000厘米3＝1.741米3。因每小時(shí)3600秒，故求出每小時(shí)最大的生產(chǎn)率為3600×1.741＝6267.6米3，因拋頭移動(dòng)的速度不能太快，故應(yīng)控制到生產(chǎn)率為每小時(shí)500米3至1000米3，由拋頭伸出砂斗內(nèi)部的長(zhǎng)度和鏈板移動(dòng)的速度來(lái)控制。由拋頭等的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和起動(dòng)時(shí)間算出拋頭電機(jī)功率為5至20千瓦。如拋頭慢速旋轉(zhuǎn)，則需高壓，設(shè)上升速度為每秒10毫米，總傳動(dòng)效率為0.84，便可算出100噸壓力的電機(jī)約12千瓦。如采用鋼質(zhì)拋頭，則要搪瓷，則拋頭所需的功率為5至20千瓦。如采用鋁質(zhì)拋頭，則要上高分子耐磨涂料，拋頭所需的功率為2千瓦至7千瓦，因拋頭功率只有2至20千瓦，故稱為低功率機(jī)械式高速造型和噴射清砂多用機(jī)器。圖3是拋頭有底圈〔1a〕，搪瓷或高分子耐磨涂料〔2b〕，外圈外筒和拋頭的固定螺釘〔3C〕，外圈園筒(內(nèi)部搪瓷或高分子耐磨涂料)〔4d〕，外圈園筒齒輪〔5e〕，園環(huán)〔6f〕，拋頭螺旋筋表面搪瓷或上高分子耐磨涂料〔7g〕，底圈固定螺釘〔8h〕。拋頭的外徑是上小下大，上部φ150～φ190，底部φ170～φ220。螺旋筋是上大下小，上部20～40毫米，下部5～10毫米，造成空隙越下越大，物料卡不死。拋頭和外圈園筒〔4d〕用螺釘〔3C〕固定，外圈園筒有兩個(gè)園環(huán)〔6f〕卡在高壓頭〔15〕的框內(nèi)。圖2所示高壓頭〔15〕的框架的四周用螺釘和砂斗〔21〕下部固定，砂斗下部用橡膠圈壓緊高壓頭框架上部。外圈園筒兩個(gè)園環(huán)形部，其支承處用微電機(jī)〔16〕帶動(dòng)小油泵的油路進(jìn)行液體機(jī)油循環(huán)潤(rùn)滑。砂斗〔21〕內(nèi)部搪瓷防止粘砂。砂斗〔21〕兩旁有電磁震動(dòng)器〔18〕，當(dāng)砂斗粘砂時(shí)進(jìn)行震動(dòng)。拋頭和砂斗〔21〕用推動(dòng)機(jī)〔23〕和另外一個(gè)推動(dòng)機(jī)(在砂斗后面)推動(dòng)，可前進(jìn)后退，可左右移動(dòng)，移動(dòng)的速度為0.5米／秒至1米／秒。砂斗和高壓頭兩邊用支架聯(lián)接，砂斗兩旁的滑塊沿著導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，砂斗兩旁滑塊本身帶兩個(gè)環(huán)(未畫出)卡在導(dǎo)軌內(nèi)(使砂斗不能往上移動(dòng))。使砂斗能左右移動(dòng)的導(dǎo)軌底下再安裝兩個(gè)滑塊〔14〕，滑塊〔14〕的環(huán)部上部有壓板〔25〕上螺絲壓緊?；瑝K〔14〕沿著導(dǎo)軌〔26〕移動(dòng)(砂斗后面的另一個(gè)推動(dòng)機(jī)推動(dòng)砂斗〔21〕沿著導(dǎo)軌〔26〕移動(dòng))。在導(dǎo)軌槽內(nèi)裝機(jī)油減少摩擦。圖2所示的有高壓性能部分，由電機(jī)〔1〕帶動(dòng)減速機(jī)〔2〕，減速機(jī)〔2〕和電機(jī)〔1〕之間有安全離合器(超載荷時(shí)滑動(dòng))，通過(guò)減速機(jī)帶動(dòng)園錐齒輪〔4〕轉(zhuǎn)動(dòng)，再使傳動(dòng)螺旋〔6〕轉(zhuǎn)動(dòng)，使螺母〔7〕直線上升，使框架兩邊的滑塊沿著導(dǎo)軌［37］上升或下降(使模型〔35〕上升下降)傳動(dòng)螺旋〔6〕下部裝止推軸承，用對(duì)合瓦固定，主軸上部是傳動(dòng)螺旋〔6〕，主軸下部頸形部用對(duì)合瓦固定。
權(quán)利要求1.高速造型和噴射清砂機(jī)，該機(jī)包括一個(gè)拋頭[17]，高壓頭[15]，一個(gè)在拋頭外面圍著并卡在高壓頭[15]的框內(nèi)的外圈圓筒[31]，一個(gè)由油膜循環(huán)潤(rùn)滑的多頭螺旋和動(dòng)傳動(dòng)螺母，傳動(dòng)螺旋傳動(dòng)螺母控制上升下降的模型框架，其特征在于a.拋頭的螺旋筋條的平均導(dǎo)角為60°～65°，外徑是上小下大，b.拋頭螺旋筋表面搪瓷或上高分子耐磨涂料，螺旋筋是上大下小，c.外圈圓筒內(nèi)徑上小下大和搪瓷或上高分子耐磨涂料，外圈齒輪和齒輪[29]嚙合，電機(jī)[27]通過(guò)較大的齒輪[28]嚙合小齒輪，d.使砂斗能左右移動(dòng)的導(dǎo)軌底下再安裝兩個(gè)滑塊[14]，e.漏模機(jī)構(gòu)有電磁鐵[8]，線圈[9]，彈簧[10]，托盤[12]，f.鏈輪[19]共4個(gè)，有供砂鏈板[20]，兩根鏈條帶動(dòng)鏈板，g.螺母聯(lián)接的滑塊卡在導(dǎo)軌槽內(nèi)不能旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器，其特征是拋頭〔17〕外圈圓筒有兩個(gè)環(huán)形部，其支承處用微電機(jī)〔16〕帶動(dòng)的小油泵的油路進(jìn)行液體機(jī)油循環(huán)潤(rùn)滑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器，其特征是用微電機(jī)〔5〕帶動(dòng)小油泵，對(duì)傳動(dòng)螺旋〔6〕和螺母〔7〕進(jìn)行油膜循環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器，其特征是電機(jī)［27］通過(guò)較大的齒輪〔28〕嚙合小齒輪使拋頭加速到每分鐘4800轉(zhuǎn)以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器，其特征是滑塊〔14〕沿著導(dǎo)軌〔26〕移動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器，其特征是當(dāng)模型〔35〕的上部下降到第二模型板〔11〕的上部時(shí)，線圈〔9〕斷電，電磁鐵〔8〕失去磁性，托盤〔12〕被彈簧〔10〕拉回去，使模型和第二模型板一起下降。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器，其特征是兩根鏈條帶動(dòng)鏈板移動(dòng)，往拋頭〔17〕上面送砂。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器，其特征是傳動(dòng)螺旋的螺旋線是斜的，故當(dāng)螺旋停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)螺母不會(huì)下滑，等于有很好的自鎖作用。
9.根據(jù)權(quán)利要求1.或3.所述的機(jī)器，其特征是傳動(dòng)螺旋〔6〕下部裝止推軸承，用對(duì)合瓦固定。
專利摘要本實(shí)用新型應(yīng)用于鑄造車間大規(guī)模造型和清砂多用機(jī)器，解決當(dāng)前的造型機(jī)生產(chǎn)率低和用電量大的問(wèn)題。此機(jī)器有高速拋砂機(jī)和高壓造型機(jī)和高速噴射清砂機(jī)的多種功能。此拋砂機(jī)的生產(chǎn)率比國(guó)內(nèi)外的拋砂機(jī)提高生產(chǎn)率十倍以上；機(jī)械式的高壓造型機(jī)因接近于機(jī)械能直接轉(zhuǎn)化為功，用電量比油壓造型機(jī)要少。拋頭的材料可以是鋼質(zhì)搪瓷或鑄鋁上高分子耐磨涂料，如用鋁質(zhì)拋頭則因重量比較輕，拋頭的電機(jī)功率很低。
文檔編號(hào)B22C15/20GK2073332SQ8620712
公開日1991年3月20日 申請(qǐng)日期1986年9月30日 優(yōu)先權(quán)日1986年9月30日
發(fā)明者劉敏添, 黃秀蘭, 趙秀娥 申請(qǐng)人:張瑞龍