第六章 落砂清理及環(huán)保設(shè)備

第六章落砂、清理及環(huán)保設(shè)備

鑄造設(shè)備及自動(dòng)化

清理設(shè)備6.2鑄造車間的環(huán)保設(shè)備7.3落砂設(shè)備6.1第六章落砂、清理及環(huán)保設(shè)備6.1落砂設(shè)備12振動(dòng)落砂機(jī)滾筒式落砂機(jī)3其它重要的落砂設(shè)備6.1.1振動(dòng)落砂機(jī)振動(dòng)落砂機(jī)是利用振動(dòng)力驅(qū)使柵床與鑄型周期振動(dòng)，使落砂柵床將鑄型拋起又自由下落與柵床碰撞，經(jīng)過反復(fù)撞擊，砂型破壞，最終鑄件和型砂分離。衡量振動(dòng)落砂效果的指標(biāo)有：1)撞擊比能e2)鑄型跳高h(yuǎn)3)落砂效果量度E（6-1）6.1.1振動(dòng)落砂機(jī)(1)慣性類振動(dòng)落砂機(jī)圖6-1單軸慣性振動(dòng)落砂機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖1-彈簧2-柵床3-主軸4-偏心塊5-鑄型圖6-2雙軸慣性振動(dòng)落砂機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖

1-偏心塊2-柵床3-彈簧6.1.1振動(dòng)落砂機(jī)(2)撞擊式慣性振動(dòng)落砂機(jī)圖6-3撞擊式慣性振動(dòng)落砂機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖1-鑄型2-彈簧3-框架4-偏心塊5-主軸6-撞擊梁6.1.1振動(dòng)落砂機(jī)撞擊式慣性振動(dòng)落砂機(jī)的特點(diǎn)：1）撞擊式慣性振動(dòng)落砂機(jī)所要求的振幅比慣性式的要大。2）撞擊式慣性振動(dòng)落砂機(jī)的容許負(fù)載變化范圍比一般慣性式的要大，這是因?yàn)橛辛俗矒袅?，鑄型不放在柵床上，拋擲指數(shù)范圍擴(kuò)大了。6.1.1振動(dòng)落砂機(jī)3）由于在近共振區(qū)工作，彈性系統(tǒng)的剛度大，且有固定撞擊梁，對(duì)地基的要求高。由于振幅大、振動(dòng)激烈，噪聲也高。4）不能采用無強(qiáng)迫聯(lián)系的自同步激振器，也不能采用振動(dòng)電機(jī)自同步激振，因?yàn)椴荒軡M足頻率比Z＞2的要求。6.1.2滾筒式落砂機(jī)（1）滾筒式落砂機(jī)的工作原理脫去砂箱的鑄型進(jìn)入滾筒體內(nèi)隨筒體旋轉(zhuǎn)到一定高度時(shí)，靠自重落到筒體下方，在相互間的不斷撞擊和摩擦作用下，砂型與鑄件分離并順著螺旋片方向到達(dá)筒體柵格部分進(jìn)行落砂。6.1.2滾筒式落砂機(jī)（2）滾筒式落砂機(jī)的優(yōu)點(diǎn)1)落砂時(shí)不產(chǎn)生振動(dòng)，塵煙在該簡內(nèi)很容易被除塵裝置抽走；2)清砂后鑄件表面較干凈；3)落砂后的舊砂經(jīng)過預(yù)處理；4)不需要地坑，便于安裝；5)不需要人工操作；

6)既適用于無箱造型，也適用于有箱造型。6.1.3其它重要的落砂設(shè)備隨著振動(dòng)電機(jī)制造質(zhì)量的提高，采用振動(dòng)電機(jī)作激振器的落砂機(jī)越來越普及，它具有結(jié)構(gòu)簡單、維修方便等許多優(yōu)點(diǎn)，目前被大量采用。圖6-4雙側(cè)激振輸送落砂機(jī)1—柵床2—振動(dòng)電動(dòng)機(jī)3—彈簧6.1.3其它重要的落砂設(shè)備圖6-5振動(dòng)式落砂滾筒的工作原理1—工作部分2——增幅機(jī)構(gòu)3——激振源4——振動(dòng)電機(jī)6.1.3其它重要的落砂設(shè)備圖6-6機(jī)械手的動(dòng)作示意圖圖6-7機(jī)械手的主從操縱方式示意圖1，3—速度/位移傳感器2—伺服電機(jī)6.2清理設(shè)備12鑄件表面清理方法及設(shè)備概述滾筒清理設(shè)備34噴丸清理設(shè)備噴砂清理設(shè)備5拋丸清理設(shè)備6.2.1鑄件表面清理方法及設(shè)備概述鑄件清理包括表面清理和除去多余的金屬兩部分。前者是除去鑄件表面的砂子和氧化皮；后者主要包括去除澆冒口、飛邊毛刺等。鑄件表面清理的常用方法有：手工清理、滾筒清理、拋丸清理、噴丸清理等，清理設(shè)備有清理滾筒、拋丸清理機(jī)、噴丸清理機(jī)等。6.2.1鑄件表面清理方法及設(shè)備概述表6-1表面清理方法、特點(diǎn)及應(yīng)用表面清理方法所用設(shè)備（工具）與特點(diǎn)應(yīng)用范圍半手工或手工清理1.風(fēng)鏟，固定式、手提式、懸掛式砂輪機(jī)2.銼、鏨、錘及其他手工工具3.手工或半手工操作，生產(chǎn)率較低4.工具簡單、電動(dòng)、風(fēng)動(dòng)或手動(dòng)5.勞動(dòng)強(qiáng)度大，勞動(dòng)條件差單件小批量生產(chǎn)的鑄件滾筒清理1.圓形或多角形滾筒，鑄件和一定數(shù)量的星形鐵，電機(jī)驅(qū)動(dòng)，靠撞擊作用清理鑄件表面2.設(shè)備簡單，生產(chǎn)率高，適用面廣3.噪聲、粉塵大，需加防護(hù)批量生產(chǎn)的中、小型鑄鐵和鑄鋼件6.2.1鑄件表面清理方法及設(shè)備概述續(xù)上表表面清理方法所用設(shè)備（工具）與特點(diǎn)應(yīng)用范圍拋丸清理1.利用高速旋轉(zhuǎn)的葉輪將金屬丸、粒高速射向鑄件表面，將鑄件表面的附著物打掉，有拋丸清理滾筒、覆帶式拋丸清理機(jī)，連續(xù)滾筒式拋丸清理機(jī)、拋丸室、通過式（鱗板輸送）連續(xù)拋丸機(jī)、吊鉤與懸鏈拋丸機(jī)、多工位轉(zhuǎn)盤或拋丸清理機(jī)及專用拋丸機(jī)，如缸體的鼠籠式拋丸機(jī)等，拋丸清理是世界各國清理鑄件的主要手段2.可實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和半自動(dòng)化操作，身產(chǎn)率高，鑄件表面質(zhì)量好3.設(shè)備投資大，拋丸器構(gòu)建易磨損4.操作要求嚴(yán)格，作業(yè)環(huán)境好批量生產(chǎn)的鑄鐵件和鑄鋼件6.2.1鑄件表面清理方法及設(shè)備概述續(xù)上表表面清理方法所用設(shè)備（工具）與特點(diǎn)應(yīng)用范圍噴丸（砂）清理1.利用壓縮空氣或水將金屬丸、?；蛏白拥雀咚賴娚涞借T件表面打掉鑄件表面的附著物。有拋丸器、噴丸清理轉(zhuǎn)臺(tái)、噴丸室、水砂清理等設(shè)備2.清理效率低，表面質(zhì)量好，使用較普遍3.噴槍、噴嘴易磨損，壓縮空氣耗量大，需設(shè)立單獨(dú)的操作間4.粉塵和噪聲大，應(yīng)采取防護(hù)措施批量生產(chǎn)中清理鑄件時(shí)，噴丸常用于鑄鐵和鑄鋼件；噴砂多用于非鐵合金鑄件6.2.1鑄件表面清理方法及設(shè)備概述續(xù)上表表面清理方法所用設(shè)備（工具）與特點(diǎn)應(yīng)用范圍機(jī)械手自動(dòng)打磨系統(tǒng)1.采用預(yù)編程序的程序控制或模擬隨動(dòng)遙控操縱機(jī)器人或機(jī)械手對(duì)鑄件進(jìn)行自動(dòng)打磨和表面清理2.使鑄件清理工作從高溫、噪聲、粉塵等惡劣的工作環(huán)境及繁重體力勞動(dòng)中解放出來3.操作者必須具備較高的技術(shù)素質(zhì)，投資大，維護(hù)保養(yǎng)嚴(yán)格4.須進(jìn)行開發(fā)性設(shè)計(jì)研究用于成批或大量流水生產(chǎn)的各類鑄件6.2.1鑄件表面清理方法及設(shè)備概述表6-2常用清理裝備的型式及其特點(diǎn)

6.2.1鑄件表面清理方法及設(shè)備概述續(xù)上表6.2.1鑄件表面清理方法及設(shè)備概述選用清理設(shè)備的原則為：①.鑄件的形狀、特點(diǎn)、尺寸大小、代表性鑄件的最大尺寸、重量、批量、產(chǎn)量和車間機(jī)械化程度等條件是選擇清理設(shè)備的主要依據(jù)。②.在選擇清砂設(shè)備時(shí)，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保全面來考慮，在允許條件下，應(yīng)盡量采用干法清理設(shè)備。③.考慮生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)，例如采用水玻璃砂時(shí)，應(yīng)盡量采取措施改善型砂的潰散性，創(chuàng)造條件采用干法清砂設(shè)備。6.2.1鑄件表面清理方法及設(shè)備概述④.在選擇干法清砂設(shè)備時(shí)，其選擇的次序是優(yōu)先考慮拋丸設(shè)備，其次是拋丸為主，噴丸為輔。⑤.對(duì)于內(nèi)腔復(fù)雜和表面質(zhì)量要求高的如液壓件閥類鑄件，精鑄件等，應(yīng)采用電液壓清砂或電化學(xué)清砂。⑥.噴丸清理鑄件的溫度應(yīng)控制在150℃以下。⑦.噴丸清理設(shè)備要求及時(shí)排除噴丸清理時(shí)產(chǎn)生的粉塵，以便清晰地觀察鑄件清理情況。6.2.2滾筒清理設(shè)備（1）間歇式清理滾筒間歇式清理滾筒由傳動(dòng)系統(tǒng)、筒體和支座三部分組成。清理滾筒的傳動(dòng)方式又分為：減速電動(dòng)機(jī)直接傳動(dòng)、減速器傳動(dòng)、三角皮帶傳動(dòng)、摩擦傳動(dòng)等。（2）連續(xù)式清理滾筒滾筒軸線與水平面成一小傾角α；滾筒內(nèi)壁有縱向肋條，以利鑄件翻滾撞擊。6.2.2滾筒清理設(shè)備圖6-8連續(xù)式清理滾筒工作原理1-溜槽2-滾筒內(nèi)圈3-吸塵風(fēng)罩5-螺旋狀導(dǎo)向肋板6-集砂斗7-螺旋葉片6.2.3噴丸清理設(shè)備噴丸清理是指彈丸在壓縮空氣的作用下，變成高速丸流，撞擊鑄件表面而清理鑄件。噴丸清理設(shè)備按工藝要求可分類為表面噴丸清理設(shè)備與噴丸清砂設(shè)備；按設(shè)備結(jié)構(gòu)形式可分類為噴丸清理滾筒、噴丸清理轉(zhuǎn)臺(tái)、噴丸清理室等。6.2.3噴丸清理設(shè)備雙室式噴丸器的工作原理與單室相同。廣泛采用的Q2014B型噴丸器（雙室），如圖6-10所示，它主要由彈丸室、控制閥、混合室、噴頭、管道等組成。其工作過程為：①.使轉(zhuǎn)軸2和各閥處于關(guān)閉位置；②.從上罩按裝丸量將噴丸加入噴丸器中；③.打開進(jìn)氣蝶閥16和直通閥13、14；④.使三通閥11處于如圖6-10a所示的噴射位置；6.2.3噴丸清理設(shè)備⑤.逐漸轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸，使噴丸循序落下，待噴射量適當(dāng)時(shí)，停止轉(zhuǎn)動(dòng)；⑥.當(dāng)下室噴丸噴完時(shí)，重新將噴丸從上罩加入噴丸器內(nèi)，然后再使三通閥11處于圖6-10b的噴射位置，使噴丸從上罩落入上室再落入下室，保持連續(xù)工作；⑦.清理完畢時(shí)，先轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸2關(guān)閉噴頭，再關(guān)閉進(jìn)氣蝶閥16，然后將三通法轉(zhuǎn)至圖6-10b所示的停止噴射位置，使室內(nèi)的空氣迅速排入大氣6.2.3噴丸清理設(shè)備圖6-9噴丸器的工作原理6.2.3噴丸清理設(shè)備圖6-10Q2014B型噴丸器示意圖（a）噴射位置（b）停止噴射位置1-混合室2-轉(zhuǎn)軸3-噴頭4-底座5-下室6-下室閥7-上室8-上室閥9-上罩10-轉(zhuǎn)換開關(guān)11-三通閥12-轉(zhuǎn)換開關(guān)活塞13、14-直通開關(guān)15-壓力表16-閉鎖蝶閥6.2.4噴砂清理設(shè)備（1）拋丸清理的工作原理及分類1）工作原理拋丸清理是指彈丸進(jìn)入葉輪，在離心力作用下成為高速丸流（圖6-12），撞擊鑄件表面，使鑄件表面的附著物破裂脫落（圖6-13）。除清理作用外，拋丸還有使鑄件表面強(qiáng)化的功能。6.2.4噴砂清理設(shè)備圖6-12高速丸流的形成圖6-13拋丸清理示意圖1-氧化皮繡斑體2-塑性變形區(qū)3-彈性變形區(qū)6.2.4噴砂清理設(shè)備2）拋丸清理設(shè)備的分類拋丸清理拋丸強(qiáng)化拋丸落砂6.2.4噴砂清理設(shè)備（2）拋丸清理設(shè)備及影響清理質(zhì)量因素1）拋丸器圖6-14拋丸器圖6-15鼓風(fēng)進(jìn)丸的拋丸器6.2.4噴砂清理設(shè)備

2）影響拋丸清理質(zhì)量因素拋丸速度拋丸量葉片與分丸器扇形體之間的相對(duì)位置彈丸的散射及分布彈丸的材質(zhì)及大小6.2.4噴砂清理設(shè)備圖6－16拋丸速度與拋射距離間的關(guān)系6.2.4噴砂清理設(shè)備圖6－17彈丸的散射圖6.2.4噴砂清理設(shè)備表6-3推薦的彈丸直徑與使用場合彈丸號(hào)數(shù)彈丸直徑（mm）使

用

范

圍20，25，302.0~3.0大型鑄件的清砂及表面清理15，20，251.5~2.5大型鑄鐵件和中型鑄鋼件清砂和表面清理8，10，12，150.8~1.5中小鑄件及小型鑄鋼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有色金屬清理6.3鑄造車間的環(huán)保設(shè)備12除塵設(shè)備噪聲控制34廢氣凈化裝置污水處理設(shè)備6.3.1除塵設(shè)備（1）旋風(fēng)除塵器旋風(fēng)除塵器的基本結(jié)構(gòu)如圖6－18所示。其除塵原理與旋風(fēng)分離器相同。（2）袋式除塵器袋式除塵器的工作原理如圖6－19所示。它是用過濾袋把氣流中的塵粒阻留下來從而使空氣凈化的。6.3.2噪聲控制（1）用消聲器降低排氣噪聲即氣缸、射砂機(jī)構(gòu)、鼓風(fēng)機(jī)的排氣噪聲可以在排氣管道上裝消聲器，使噪聲降低。消聲器是既能允許氣流通過又能阻止聲音傳播的一種消聲裝置。6.3.2噪聲控制圖6－20多孔陶瓷消聲器6.3.2噪聲控制（2）隔離降噪聲音的傳播有兩種方式，一是通過空氣直接傳播；另一是通過結(jié)構(gòu)傳播，即由于本身的振動(dòng)以及對(duì)空氣的擾動(dòng)而傳播。為了降低或減緩聲音的傳播，常用隔聲的方法。6.3.3廢氣凈化裝置表6－3常見廢氣的凈化方法凈化方法基本原理主要設(shè)備特點(diǎn)應(yīng)用舉例液體吸收法將廢氣通過吸收液，由物理吸附或化學(xué)吸附作用來凈化廢氣填料塔或噴淋塔能夠處理的氣體量，缺點(diǎn)是填料塔容易堵塞用水吸收沖天爐廢氣中的SO2、HF等廢氣固體吸收法廢氣與多孔性的固體吸附劑接觸時(shí)，能被固體表面吸引并凝聚在表面而凈化固定床主要用濃度低、毒性大的有害氣體活性炭吸附治理氯乙烯廢氣冷凝法在低溫下使有機(jī)物凝聚冷凝器用于高濃度易凝有害氣體，凈化效率低，多與其它方法聯(lián)用如用冷凝－吸附法來回收氯甲烷6.3.3廢氣凈化裝置續(xù)上表凈化方法基本原理主要設(shè)備特點(diǎn)應(yīng)用舉例燃燒法直接燃燒法高濃度的易燃有機(jī)廢氣直接燃燒焚燒爐要求廢氣具有較高的濃度和熱值，凈化效率低火炬氣的直接燃燒熱力燃燒法加熱使有機(jī)廢機(jī)燃燒焚燒爐消耗大量的燃料和能源，燃燒溫度很高應(yīng)用較少催化燃燒法使可燃性氣體在催化劑表面吸附、活化后燃燒催化焚燒爐起燃溫度