消失模鑄造用振動(dòng)輸送篩設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 仿制階段：六十年代以前我狗的振動(dòng)篩分機(jī)械主要是仿制外國的先進(jìn)設(shè)備，這期間，仿制了蘇聯(lián)的 TYⅡ系列圓振動(dòng)篩、 BKT1 BKTOMZ 型搖動(dòng)篩；波蘭的 WK15圓振動(dòng)篩； CJM21 型搖動(dòng)篩和 WP WP2 型吊式直線振動(dòng)篩。這些篩分機(jī)械仿制較為成功，為我國篩分機(jī)械的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，培養(yǎng)了一批技術(shù)人才。 自行研制階段：從六十年代到八十年代我國的篩分機(jī)械進(jìn)入了自行研制階段。六十至七十年代初研制較多的是共振篩，以后由于國際共振篩的淘汰，逐漸轉(zhuǎn)向了慣性振動(dòng)篩和自通步共振篩，取得了一定的成績。從 1966 年到 1980 年研制了一批性能優(yōu)良的的新型篩分設(shè)備， 1500mm3000mm 重型振動(dòng)篩分系列， 15 ㎡ 、 30 ㎡ 共振篩系列， YK 和 ZKB 自通步直線振動(dòng)篩系列，等厚、概率篩系列，冷日礦篩系列，這些設(shè)備上雖然存在著故障較多、壽命較短等問題，但是他們的研制成功基本上滿足了國內(nèi)需要，標(biāo)志著我國篩分機(jī)走上了獨(dú)立發(fā)展的道路。 提高階段：進(jìn)入改革開放的 80 年代，我國篩分機(jī)也進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段，在不斷地自我完善與借鑒外國先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，我國的篩分機(jī)械得到了長足的發(fā)蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 7 展。 冶金部長沙研究院在 1982 年試制的 GPS9003 型高頻振動(dòng)細(xì)篩，在有色金屬礦進(jìn)行了試驗(yàn)，取得了比較理想的效果，又于 1986 年 9 月開始在密云鐵礦進(jìn)行克了業(yè)性試驗(yàn)，與原有的弧形篩相比，其篩分與分級(jí)效果提高 1 倍以上。后來又于 20 世紀(jì) 90 年代初采用 GPS14003 型高頻振動(dòng)篩在馬鋼南山礦凹山選礦廠進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)，并利用計(jì)算機(jī)建立高頻振動(dòng)篩工藝參數(shù)之間的數(shù)學(xué)模型，為高頻振動(dòng)篩的最優(yōu)化控制提供了依據(jù)。 20xx 年，中國礦大機(jī)械廠為解決大型振動(dòng)篩強(qiáng)度問題，提供了超靜定網(wǎng)梁結(jié)構(gòu)理論并使用成功，獲得國家專利。 20xx 年新鄉(xiāng)威猛集團(tuán)將 12 臺(tái) 2m3m 的節(jié)肢篩結(jié)合在一起，形 成了目前國內(nèi)最大的 72m 振動(dòng)篩，用于選煤系統(tǒng)的分級(jí)和脫水、脫介，效果很好。同樣，中國科技大學(xué)為鐵法礦務(wù)局曉青礦篩框不動(dòng)、篩網(wǎng)振動(dòng)的大型振動(dòng)篩。并通過試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)和發(fā)展新的篩分方法和技術(shù)，尋求合理的結(jié)構(gòu)形式，動(dòng)力配置和動(dòng)力學(xué)參數(shù)，研制適用于各種條件的篩分機(jī)械。 最近煤炭科學(xué)研究總院唐山研究院針對(duì)目前振動(dòng)篩分設(shè)備的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，研制成功了多種新型的篩分設(shè)備，主要類型有： XSJ 型系列香蕉篩，目前最大跨度 ；ZK 型箱式振動(dòng)直線振動(dòng)篩，最大跨度 ； ZK 型偏心直線振動(dòng)篩，最大跨度 ,；QZK 型塊偏 心高頻脫水篩，最大跨度 ；該高頻篩是世界上跨度最大的高頻脫水篩。 到目前，國內(nèi)篩機(jī)產(chǎn)品類有圓振動(dòng)篩，直線振動(dòng)篩、橢圓振動(dòng)篩、高頻振動(dòng)篩、弧形篩、等厚篩、概率篩、冷礦篩、熱礦篩、節(jié)肢篩，旋振篩和各種振動(dòng)給料機(jī)械等多大 50 多個(gè)系列近 1000 種規(guī)格，產(chǎn)品已在冶金、礦山、煤礦、輕工等許多行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，基本上滿足了國內(nèi)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。由于我國東部經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，篩分機(jī)械制造企業(yè)也主要分布在東北、華北、華東和中南地區(qū)，尤其在新鄉(xiāng)、鞍山地區(qū)。 發(fā)展趨勢和方向 一、國外發(fā)展趨勢 由于振動(dòng)篩具有許多優(yōu) 點(diǎn)，所以國外篩分設(shè)備仍以發(fā)展振動(dòng)篩為主。而振動(dòng)篩也蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 8 出現(xiàn)的復(fù)雜多極的發(fā)展趨勢： 向標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和系列化方向發(fā)展 ； 向大型化方向發(fā)展，但最大到 55m2，已經(jīng)可以滿足生產(chǎn)的需要 ； 向著精細(xì)型的篩分設(shè)備發(fā)展，篩孔尺寸最小可達(dá)到 ～ 毫米 ； 為了提高篩分的效率，而增大篩面傾角 ； 旋流篩也逐漸走進(jìn)了人們的視野 ； 而共振篩則出現(xiàn)了一定的停滯。 二、發(fā)展方向 綜合國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀看。目前對(duì)振動(dòng)篩的研究主要由以下方面：引入現(xiàn)代化設(shè)計(jì)手段，采用優(yōu)化設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，用計(jì)算機(jī)對(duì)篩分機(jī)械結(jié) 構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，提高設(shè)計(jì)的可靠性；建立振動(dòng)篩試驗(yàn)臺(tái)，對(duì)篩分機(jī)械進(jìn)行檢測；全面推廣使用新材料、新技術(shù)、新工藝，對(duì)振動(dòng)機(jī)械用的鋼材、軸承、彈簧、篩網(wǎng)進(jìn)行專門研究，篩網(wǎng)從金屬篩網(wǎng)向非金屬篩網(wǎng)發(fā)展，如采用橡膠篩板，聚氨酯篩網(wǎng)，彈性桿篩網(wǎng)，而支承元件則采用橡膠彈簧和符合彈簧等。從而使得振動(dòng)篩分機(jī)械向標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化和大型化發(fā)展 [4]。 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 9 第二章 消失模砂處理系統(tǒng)的作用和設(shè)備組成 概述 消失模鑄造的砂處理設(shè)備是消失模鑄造的主演設(shè)備之一。它既是鑄造質(zhì)量穩(wěn)定的關(guān)鍵設(shè)備，又是提高生產(chǎn)率的重要保證，同 時(shí)通過砂處理設(shè)備還可以實(shí)現(xiàn)“空中無粉塵，地下無型砂”的綠色鑄造工藝要求。 沒有配置砂處理系統(tǒng)的消失模鑄造工藝，很難展現(xiàn)出消失模鑄造、生產(chǎn)環(huán)境優(yōu)良的特點(diǎn)和確保產(chǎn)品的穩(wěn)定性。 砂處理系統(tǒng)的作用 ： 篩除型砂中的雜質(zhì)、砂塊、鐵片等雜質(zhì)。 磁選清除型砂中的鐵豆等。 將型砂溫度降到 50℃以下，使其達(dá)到造型填砂技術(shù)要求規(guī)定的溫度范圍之內(nèi)。 清除由于涂料的混入和型砂的裂解而摻入型砂中的粉塵，以保證型砂良好的 透氣性和實(shí)現(xiàn)“空中無粉塵”的要求。 儲(chǔ)存型砂，以便實(shí)現(xiàn)整個(gè)鑄造生產(chǎn)過程中“地下無型砂”的環(huán)保要求。同時(shí)， 防 止在落砂、造型工序不能同步作業(yè)時(shí)形成相互干擾和制約，起到緩沖的作用。 進(jìn)行型砂的輸送，實(shí)現(xiàn)從落砂到填箱的輸送自動(dòng)化，擺脫對(duì)人工的依賴，以 改善作業(yè)環(huán)境和工作條件。 砂處理系統(tǒng)的工藝流程，新砂根據(jù)需要量，可不定期的在落砂柵格處加入。 砂處理常用設(shè)備 振動(dòng)輸送篩 振動(dòng)輸送篩由篩箱、不銹鋼篩板、底座、彈簧和振動(dòng)電機(jī)組成，全部采用鋼結(jié)構(gòu)焊接而成。 篩箱內(nèi)設(shè)有雙層篩板，上層為直徑 6 毫米的圓孔性大孔眼篩板，下層為直徑 30毫米襯以 80 目的網(wǎng)狀篩板。兩臺(tái)相對(duì)稱的振動(dòng)電機(jī)緊固在機(jī)體上，與篩箱有一定的蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 10 夾角，電機(jī)兩端各有 一對(duì)偏心塊，偏心塊回轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生離心力，其離心力在機(jī)體的橫斷面相互抵消，而在縱斷面相互合成，合成的激振力驅(qū)動(dòng)型砂，在篩板上跳躍式前進(jìn)，在前進(jìn)過程中實(shí)現(xiàn)篩分和輸送功能。由于振動(dòng)篩較長，型砂在前進(jìn)過程中會(huì)因?yàn)樯峤禍兀鸬嚼鋮s的作用。 振動(dòng)電機(jī)安裝與篩箱兩側(cè)，所以拆卸、維修方便。由于沒有易損件、結(jié)構(gòu)簡單。能耗少、造價(jià)低、生產(chǎn)率可在 5~40t/h 之間選擇，適用范圍廣、耐高溫，使用與惡劣環(huán)境下工作，所以在消失砂處理系統(tǒng)中，振動(dòng)輸送篩。 提升機(jī) 提升機(jī)是垂直提升型砂的最常用設(shè)備。其結(jié)構(gòu)緊湊、維修方便、提升高度 可根據(jù)需要選定，因此被廣泛用于消失模鑄造的砂處理系統(tǒng)中。提升機(jī)可分為鏈?zhǔn)胶蛶絻煞N： 鏈?zhǔn)教嵘龣C(jī)采用鏈條傳動(dòng)，由于整體整機(jī)全部為金屬結(jié)構(gòu)，因此，耐高溫性能較強(qiáng)。對(duì)于采用消失模鑄造工藝所生產(chǎn)的鑄件，接觸鑄件的型砂溫度可高達(dá) 600℃以上。即使是經(jīng)過落砂和水平篩分輸送到提升機(jī)中的型砂，溫度也高達(dá) 400℃左右。在此溫度下，消失模砂處理系統(tǒng)中的一級(jí)提升，大多數(shù)用鏈?zhǔn)教嵘龣C(jī)。 帶式提升機(jī)是用橡膠作為傳動(dòng)帶的，由于造價(jià)比鏈?zhǔn)教嵘龣C(jī)要低得多，所以在經(jīng)過冷卻處理后的型砂，常采用帶式提升機(jī)。 提升機(jī)由驅(qū)動(dòng)動(dòng)裝置，拉緊裝置、被動(dòng) 滾筒、輸送帶、料斗、機(jī)體等組成。 在選用和配置提升機(jī)是應(yīng)注意以下的幾個(gè)問題： （ 1）型砂的溫度； （ 2）提升機(jī)的生產(chǎn)能力和造價(jià)； （ 3）在確定提升機(jī)的高度時(shí)還要考慮車間高度。 風(fēng)選、磁選機(jī) 風(fēng)選、磁選機(jī)的作用是清楚型砂中的粉塵及由于澆注產(chǎn)生的鐵豆，鐵片等夾雜物。大多數(shù)風(fēng)選、磁選機(jī)都安裝在冷卻床的前段，以防止鐵豆等進(jìn)入冷卻床而影響冷卻床性能的發(fā)揮。風(fēng)選、磁選機(jī)又加料口、調(diào)節(jié)閥、機(jī)體、減速電機(jī)、永磁分離滾筒、廢料箱、磁軛調(diào)整手柄等組成排風(fēng)口接入除塵器管路中。 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 11 進(jìn)入風(fēng)選機(jī) 的型砂，在百葉窗的調(diào)解下，以流幕狀下落，其中粉塵被抽走，含有鐵豆的型砂在其下方的永磁滾筒上進(jìn)行磁選，達(dá)到鐵砂的分離。 冷卻設(shè)備 型砂的冷卻設(shè)備，是消失模鑄造砂處理線的最主要組成設(shè)備之一。它起到降低型砂溫度的作用。 型砂的溫度過高，會(huì)使塑料模型產(chǎn)生變形，造成鑄件報(bào)廢。因此，在砂處理系統(tǒng)中都把型砂冷卻作為關(guān)鍵性能指標(biāo)加以處理和解決。 （ 1）其中最常用的設(shè)備是砂溫調(diào)節(jié)器（立式熱交換器） 砂溫調(diào)節(jié)器是由若干冷卻段疊加組成的整體，冷卻段由機(jī)體、帶有散熱片的多排水管、帶有雙重孔板的調(diào)量板及手動(dòng)閘板組成。 （ 2）水冷式沸騰冷卻床 水冷式沸騰冷卻床是由風(fēng)箱、沸騰箱、擴(kuò)散箱、鼓風(fēng)系統(tǒng)、排風(fēng)系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)所組成。 （ 3） 水冷式滾筒冷卻床 水冷式滾筒冷卻床是由滾筒、集砂罩、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，雨淋管，進(jìn)砂收塵管。軸流分機(jī)等組成。 中間砂庫 在砂處理線上，若無特使條件限制，一般都設(shè)有中間砂庫，也叫緩沖砂庫、儲(chǔ)存砂庫等等。 它的作用是儲(chǔ)存型砂，使全線造型一直處于循環(huán)使用的封閉線路中，以實(shí)現(xiàn)地上無砂的綠色環(huán)保要求。 中間砂庫的容量是按每日耗砂量及其他幾個(gè)砂斗的容量設(shè)計(jì)的。 除塵器 由于消失模所使用的型砂不含水分，并且進(jìn)入除塵器的是含 塵熱風(fēng)，其溫度均不超過濾袋材料的耐熱溫度，故大部分消失模砂處理線均采用布袋除塵器。 這種除塵器是使用最多的一類。因?yàn)樗龎m能力強(qiáng)，能滿足嚴(yán)格控制的環(huán)保要求、運(yùn)行穩(wěn)定、適應(yīng)能力強(qiáng)的特點(diǎn)，所以廣泛應(yīng)用在煙氣溫度高、不含水分的作業(yè)環(huán)境中。 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 12 落砂設(shè)備 （ 1）對(duì)于生產(chǎn)率要求不高的生產(chǎn)線，一般采用天車吊起，將要落砂的沙箱放置在翻箱支架上，然后用天車翻轉(zhuǎn)沙箱，將其倒落在柵格床內(nèi)，然后熱砂進(jìn)入砂處理系統(tǒng)進(jìn)行處理，鑄件由天車吊出。 （ 2）液壓翻箱機(jī)：在生產(chǎn)效率要求高的生產(chǎn)線上，落砂經(jīng)常用液壓翻箱機(jī)來完成。液壓 翻箱機(jī)主要由液壓站系統(tǒng)和機(jī)械支架等兩部分組成。它按翻箱機(jī)舉起砂箱的方式可分為抱夾式和底托式兩種。 （ 3）自泄砂砂箱：自泄砂砂箱多用于較大砂箱上，自泄砂砂箱在其底部留有泄砂口，在砂箱工作時(shí)，泄砂口處于密閉狀態(tài)，不影響其真空負(fù)壓的執(zhí)行。當(dāng)需要落砂時(shí)，將砂箱從造型線上運(yùn)抵砂處理線的落砂處，利用機(jī)械裝置打開泄砂口，型砂從此口流入砂處理線，鑄件用吊車吊出。 其他輔助設(shè)備 在消失模砂處理線中除上述裝備外，還需要其他的輔助設(shè)備，如：皮帶輸送機(jī)、犁式卸料機(jī)、料位計(jì)、風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，自動(dòng)加砂門等，才能構(gòu) 成一條完整的砂處理線。 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 13 第三章 振動(dòng)篩的工作原理及結(jié)構(gòu) 組成 消失模鑄造用振動(dòng)輸送篩作為一種振動(dòng)機(jī)械，與其他行業(yè)的振動(dòng)機(jī)械有一定的共性。都利于振動(dòng)的有益性，有效完成工作過程，同時(shí)又避免振動(dòng)有害的一面；都由激振器激發(fā)工作機(jī)體振動(dòng)完成工作，加設(shè)彈性元件進(jìn)行隔離或減少震動(dòng)傳遞 ，使振動(dòng)向有利的方向發(fā)展 。 振動(dòng)篩的用途及要求 振動(dòng)篩主要是用于物料的快速分級(jí) , 它能夠使物料在高速通過篩網(wǎng)的同時(shí) , 細(xì)小物料有效地通過篩網(wǎng) , 達(dá)到篩分的目的。因此 , 從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上講 , 一方面 要求振動(dòng)篩有較高的輸送速度。另一方面 , 要求粗大物料和細(xì)碎物料在篩網(wǎng)上要能有效地分開 , 細(xì)碎物料透過篩網(wǎng) , 粗大物料向前輸送。 振動(dòng)篩工作原理 振動(dòng)篩是利用工作時(shí)顫聲的激振力是工作機(jī)體產(chǎn)生振動(dòng)，此振動(dòng)使被篩物料獲得相對(duì)于篩網(wǎng)一定的加速度，經(jīng)歷一個(gè)短時(shí)的自由飛躍之后落回到篩網(wǎng)上。在按照實(shí)際需求設(shè)計(jì)的篩網(wǎng)上，粒度小于篩孔的散性物料將通過篩孔，將不同用途的進(jìn)行收集，完成篩分過程。 在振動(dòng)篩工作時(shí) , 物料基本上有兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；被篩網(wǎng)拋起而向前做拋物運(yùn)動(dòng)； 物料附著在篩網(wǎng)上 , 在隨篩體一起振動(dòng)的同時(shí) ,沿篩網(wǎng)做滑行運(yùn)動(dòng)。這兩種運(yùn)動(dòng)對(duì)物料的輸送和篩分來說 , 都是必要的。當(dāng)物料在篩網(wǎng)上被拋起后落在篩網(wǎng)上時(shí) , 一部分處于物料底層的細(xì)碎物料首先篩透 , 但另外沒有對(duì)準(zhǔn)篩孔的細(xì)碎物料則暫時(shí)還不能透過篩網(wǎng) , 此時(shí) , 物料如能在篩網(wǎng)上做滑行運(yùn)動(dòng) , 則可能使這一部分物料透篩 , 提高篩分效率。之后 , 物料再被拋起 , 粗大物料和細(xì)碎物料在空間的位置重新組合 , 在落到篩網(wǎng)上時(shí) , 原處于中間或上層的細(xì)碎物料部分能進(jìn)入到底層 , 從而達(dá)到透篩的目的[5]。 振動(dòng)篩的 結(jié)構(gòu)組成 如圖 所示振動(dòng)篩一般有三部分構(gòu)成，激振器、篩體、 支承裝置 。 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 14 激振器 激振器是振動(dòng)篩動(dòng)力輸入端，他輸出周期變化的激振力，使工作體產(chǎn)生持續(xù)的震動(dòng)。常用的激振器有慣性激振器、彈性連桿式激振器、電磁式激振器等。 圖 振動(dòng)篩結(jié)構(gòu)示意圖 1— 激振器； 2— 篩體； 3— 彈簧； 一、慣性激振器 慣性激振器通常是由偏心塊、主軸、軸承和軸承座等構(gòu)成，如圖 .。它利用軸及偏心塊做高速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的離心力得到及激振力，從而使機(jī)體振動(dòng)。慣性激振器因結(jié)構(gòu)簡單，工作穩(wěn)定高效，是目前工業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的激振器 。慣性激振器按結(jié)構(gòu)分為單軸式慣性激振器、雙軸式慣性激振器和多軸式慣性激振器。 圖 激振器結(jié)構(gòu)示意圖 1—