第六章 落砂清理及环保设备

铸造设备及自动化第六章落砂、清理及环保设备铸造设备及自动化铸造设备及自动化清理设备6.2铸造车间的环保设备7.3落砂设备6.1第六章落砂、清理及环保设备铸造设备及自动化6.1落砂设备12振动落砂机滚筒式落砂机3其它重要的落砂设备铸造设备及自动化6.1.1振动落砂机振动落砂机是利用振动力驱使栅床与铸型周期振动，使落砂栅床将铸型抛起又自由下落与栅床碰撞，经过反复撞击，砂型破坏，最终铸件和型砂分离。衡量振动落砂效果的指标有：1)撞击比能e2)铸型跳高h3)落砂效果量度E（6-1）()260wnmmEfHHHs铸造设备及自动化6.1.1振动落砂机(1)惯性类振动落砂机图6-1单轴惯性振动落砂机结构简图1-弹簧2-栅床3-主轴4-偏心块5-铸型图6-2双轴惯性振动落砂机结构简图1-偏心块2-栅床3-弹簧铸造设备及自动化6.1.1振动落砂机(2)撞击式惯性振动落砂机图6-3撞击式惯性振动落砂机结构简图1-铸型2-弹簧3-框架4-偏心块5-主轴6-撞击梁铸造设备及自动化6.1.1振动落砂机撞击式惯性振动落砂机的特点：1）撞击式惯性振动落砂机所要求的振幅比惯性式的要大。2）撞击式惯性振动落砂机的容许负载变化范围比一般惯性式的要大，这是因为有了撞击梁，铸型不放在栅床上，抛掷指数范围扩大了。铸造设备及自动化6.1.1振动落砂机3）由于在近共振区工作，弹性系统的刚度大，且有固定撞击梁，对地基的要求高。由于振幅大、振动激烈，噪声也高。4）不能采用无强迫联系的自同步激振器，也不能采用振动电机自同步激振，因为不能满足频率比Z＞2的要求。铸造设备及自动化6.1.2滚筒式落砂机（1）滚筒式落砂机的工作原理脱去砂箱的铸型进入滚筒体内随筒体旋转到一定高度时，靠自重落到筒体下方，在相互间的不断撞击和摩擦作用下，砂型与铸件分离并顺着螺旋片方向到达筒体栅格部分进行落砂。铸造设备及自动化6.1.2滚筒式落砂机（2）滚筒式落砂机的优点1)落砂时不产生振动，尘烟在该简内很容易被除尘装置抽走；2)清砂后铸件表面较干净；3)落砂后的旧砂经过预处理；4)不需要地坑，便于安装；5)不需要人工操作；6)既适用于无箱造型，也适用于有箱造型。铸造设备及自动化6.1.3其它重要的落砂设备随着振动电机制造质量的提高，采用振动电机作激振器的落砂机越来越普及，它具有结构简单、维修方便等许多优点，目前被大量采用。图6-4双侧激振输送落砂机1—栅床2—振动电动机3—弹簧铸造设备及自动化6.1.3其它重要的落砂设备图6-5振动式落砂滚筒的工作原理1—工作部分2——增幅机构3——激振源4——振动电机铸造设备及自动化6.1.3其它重要的落砂设备图6-6机械手的动作示意图图6-7机械手的主从操纵方式示意图1，3—速度/位移传感器2—伺服电机铸造设备及自动化6.2清理设备12铸件表面清理方法及设备概述滚筒清理设备34喷丸清理设备喷砂清理设备5抛丸清理设备铸造设备及自动化6.2.1铸件表面清理方法及设备概述铸件清理包括表面清理和除去多余的金属两部分。前者是除去铸件表面的砂子和氧化皮；后者主要包括去除浇冒口、飞边毛刺等。铸件表面清理的常用方法有：手工清理、滚筒清理、抛丸清理、喷丸清理等，清理设备有清理滚筒、抛丸清理机、喷丸清理机等。铸造设备及自动化6.2.1铸件表面清理方法及设备概述表6-1表面清理方法、特点及应用表面清理方法所用设备（工具）与特点应用范围半手工或手工清理1.风铲，固定式、手提式、悬挂式砂轮机2.锉、錾、锤及其他手工工具3.手工或半手工操作，生产率较低4.工具简单、电动、风动或手动5.劳动强度大，劳动条件差单件小批量生产的铸件滚筒清理1.圆形或多角形滚筒，铸件和一定数量的星形铁，电机驱动，靠撞击作用清理铸件表面2.设备简单，生产率高，适用面广3.噪声、粉尘大，需加防护批量生产的中、小型铸铁和铸钢件铸造设备及自动化6.2.1铸件表面清理方法及设备概述续上表表面清理方法所用设备（工具）与特点应用范围抛丸清理1.利用高速旋转的叶轮将金属丸、粒高速射向铸件表面，将铸件表面的附着物打掉，有抛丸清理滚筒、覆带式抛丸清理机，连续滚筒式抛丸清理机、抛丸室、通过式（鳞板输送）连续抛丸机、吊钩与悬链抛丸机、多工位转盘或抛丸清理机及专用抛丸机，如缸体的鼠笼式抛丸机等，抛丸清理是世界各国清理铸件的主要手段2.可实现机械化和半自动化操作，身产率高，铸件表面质量好3.设备投资大，抛丸器构建易磨损4.操作要求严格，作业环境好批量生产的铸铁件和铸钢件铸造设备及自动化6.2.1铸件表面清理方法及设备概述续上表表面清理方法所用设备（工具）与特点应用范围喷丸（砂）清理1.利用压缩空气或水将金属丸、粒或砂子等高速喷射到铸件表面打掉铸件表面的附着物。有抛丸器、喷丸清理转台、喷丸室、水砂清理等设备2.清理效率低，表面质量好，使用较普遍3.喷枪、喷嘴易磨损，压缩空气耗量大，需设立单独的操作间4.粉尘和噪声大，应采取防护措施批量生产中清理铸件时，喷丸常用于铸铁和铸钢件；喷砂多用于非铁合金铸件铸造设备及自动化6.2.1铸件表面清理方法及设备概述续上表表面清理方法所用设备（工具）与特点应用范围机械手自动打磨系统1.采用预编程序的程序控制或模拟随动遥控操纵机器人或机械手对铸件进行自动打磨和表面清理2.使铸件清理工作从高温、噪声、粉尘等恶劣的工作环境及繁重体力劳动中解放出来3.操作者必须具备较高的技术素质，投资大，维护保养严格4.须进行开发性设计研究用于成批或大量流水生产的各类铸件铸造设备及自动化6.2.1铸件表面清理方法及设备概述表6-2常用清理装备的型式及其特点铸造设备及自动化6.2.1铸件表面清理方法及设备概述续上表铸造设备及自动化6.2.1铸件表面清理方法及设备概述选用清理设备的原则为：①.铸件的形状、特点、尺寸大小、代表性铸件的最大尺寸、重量、批量、产量和车间机械化程度等条件是选择清理设备的主要依据。②.在选择清砂设备时，从技术、经济、环保全面来考虑，在允许条件下，应尽量采用干法清理设备。③.考虑生产工艺的特点，例如采用水玻璃砂时，应尽量采取措施改善型砂的溃散性，创造条件采用干法清砂设备。铸造设备及自动化6.2.1铸件表面清理方法及设备概述④.在选择干法清砂设备时，其选择的次序是优先考虑抛丸设备，其次是抛丸为主，喷丸为辅。⑤.对于内腔复杂和表面质量要求高的如液压件阀类铸件，精铸件等，应采用电液压清砂或电化学清砂。⑥.喷丸清理铸件的温度应控制在150℃以下。⑦.喷丸清理设备要求及时排除喷丸清理时产生的粉尘，以便清晰地观察铸件清理情况。铸造设备及自动化6.2.2滚筒清理设备（1）间歇式清理滚筒间歇式清理滚筒由传动系统、筒体和支座三部分组成。清理滚筒的传动方式又分为：减速电动机直接传动、减速器传动、三角皮带传动、摩擦传动等。（2）连续式清理滚筒滚筒轴线与水平面成一小倾角α；滚筒内壁有纵向肋条，以利铸件翻滚撞击。铸造设备及自动化6.2.2滚筒清理设备图6-8连续式清理滚筒工作原理1-溜槽2-滚筒内圈3-吸尘风罩5-螺旋状导向肋板6-集砂斗7-螺旋叶片铸造设备及自动化6.2.3喷丸清理设备喷丸清理是指弹丸在压缩空气的作用下，变成高速丸流，撞击铸件表面而清理铸件。喷丸清理设备按工艺要求可分类为表面喷丸清理设备与喷丸清砂设备；按设备结构形式可分类为喷丸清理滚筒、喷丸清理转台、喷丸清理室等。铸造设备及自动化6.2.3喷丸清理设备双室式喷丸器的工作原理与单室相同。广泛采用的Q2014B型喷丸器（双室），如图6-10所示，它主要由弹丸室、控制阀、混合室、喷头、管道等组成。其工作过程为：①.使转轴2和各阀处于关闭位置；②.从上罩按装丸量将喷丸加入喷丸器中；③.打开进气蝶阀16和直通阀13、14；④.使三通阀11处于如图6-10a所示的喷射位置；铸造设备及自动化6.2.3喷丸清理设备⑤.逐渐转动转轴，使喷丸循序落下，待喷射量适当时，停止转动；⑥.当下室喷丸喷完时，重新将喷丸从上罩加入喷丸器内，然后再使三通阀11处于图6-10b的喷射位置，使喷丸从上罩落入上室再落入下室，保持连续工作；⑦.清理完毕时，先转动转轴2关闭喷头，再关闭进气蝶阀16，然后将三通法转至图6-10b所示的停止喷射位置，使室内的空气迅速排入大气铸造设备及自动化6.2.3喷丸清理设备图6-9喷丸器的工作原理铸造设备及自动化6.2.3喷丸清理设备图6-10Q2014B型喷丸器示意图（a）喷射位置（b）停止喷射位置1-混合室2-转轴3-喷头4-底座5-下室6-下室阀7-上室8-上室阀9-上罩10-转换开关11-三通阀12-转换开关活塞13、14-直通开关15-压力表16-闭锁蝶阀铸造设备及自动化6.2.4喷砂清理设备（1）抛丸清理的工作原理及分类1）工作原理抛丸清理是指弹丸进入叶轮，在离心力作用下成为高速丸流（图6-12），撞击铸件表面，使铸件表面的附着物破裂脱落（图6-13）。除清理作用外，抛丸还有使铸件表面强化的功能。铸造设备及自动化6.2.4喷砂清理设备图6-12高速丸流的形成图6-13抛丸清理示意图1-氧化皮绣斑体2-塑性变形区3-弹性变形区铸造设备及自动化6.2.4喷砂清理设备2）抛丸清理设备的分类抛丸清理抛丸强化抛丸落砂铸造设备及自动化6.2.4喷砂清理设备（2）抛丸清理设备及影响清理质量因素1）抛丸器图6-14抛丸器图6-15鼓风进丸的抛丸器铸造设备及自动化6.2.4喷砂清理设备2）影响抛丸清理质量因素①抛丸速度②抛丸量③叶片与分丸器扇形体之间的相对位置④弹丸的散射及分布⑤弹丸的材质及大小铸造设备及自动化6.2.4喷砂清理设备图6－16抛丸速度与抛射距离间的关系铸造设备及自动化6.2.4喷砂清理设备图6－17弹丸的散射图铸造设备及自动化6.2.4喷砂清理设备表6-3推荐的弹丸直径与使用场合弹丸号数弹丸直径（mm）使用范围20，25，302.0~3.0大型铸件的清砂及表面清理15，20，251.5~2.5大型铸铁件和中型铸钢件清砂和表面清理8，10，12，150.8~1.5中小铸件及小型铸钢件的清砂和表面清理5，8，100.5~1.0小件表面清理3，50.3~0.5有色金属清理铸造设备及自动化6.3铸造车间的环保设备12除尘设备噪声控制34废气净化装置污水处理设备铸造设备及自动化6.3.1除尘设备（1）旋风除尘器旋风除尘器的基本结构如图6－18所示。其除尘原理与旋风分离器相同。（2）袋式除尘器袋式除尘器的工作原理如图6－19所示。它是用过滤袋把气流中的尘粒阻留下来从而使空气净化的。铸造设备及自动化6.3.2噪声控制（1）用消声器降低排气噪声即气缸、射砂机构、鼓风机的排气噪声可以在排气管道上装消声器，使噪声降低。消声器是既能允许气流通过又能阻止声音传播的一种消声装置。铸造设备及自动化6.3.2噪声控制图6－20多孔陶瓷消声器铸造设备及自动化6.3.2噪声控制（2）隔离降噪声音的传播有两种方式，一是通过空气直接传播；另一是通过结构传播，即由于本身的振动以及对空气的扰动而传播。为了降低或减缓声音的传播，常用隔声的方法。铸造设备及自动化6.3.3废气净化装置表6－3常见废气的净化方法净化方法基本原理主要设备特点应用举例液体吸收法将废气通过吸收液，由物理吸附或化学吸附作用来净化废气填料塔或喷淋塔能够处理的气体量，缺点是填料塔容易堵塞用水吸收冲天炉废气中的SO2、HF等废气固体吸收法废气与多孔性的固体吸附剂接触时，能被固体表面吸引并凝聚在表面而净化固定床主要用浓度低、毒性大的有害气体活性炭吸附治理氯乙烯废气冷凝法在低温下使有机物凝聚冷凝器用于高浓度易凝有害气体，净化效率低，多与其它方法联用如用冷凝－吸附法来回收氯甲烷铸造设备及自动化6.3.3废气净化装置续上表净化方法基本原理主要设备特点应用举例燃烧法直接燃烧法高浓度的易燃有机废气直接燃烧焚烧炉要求废气具有较高的浓度和热值，净化效率低火炬气的直接燃烧热力燃烧法加热使有机废机燃烧焚烧炉消耗大量的燃料和能源，燃烧温度很高应用较少催化燃烧法使可燃性气体在催化剂表面吸附、活化后燃烧催化焚烧炉起燃温度低，耗能少，缺点是催化剂容易中毒烘漆尾气