水冷金属型球墨铸铁管高效离心浇注机设计.doc

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1、水冷金属型球墨铸铁管高效离心浇注机设计闰现臣醺张三辉王嵩MMM臟新兴河北工程技术有限公司摘要：传统水冷金属型离心浇注机生产球墨铸铁管的生产效率较低，管壁厚较厚且均匀性较差。新标准的壁厚特别是小管的壁厚降低了25%，对铸管生产企业来说，不仅生产难度增加，同时也造成了产量的降低和成本的升高。在此形势下，开发高效离心机显得非常重要。关键词：球墨铸铁管;离心机;自动控制;生产效率;作者简介：闫现臣，新兴河北工程技术有限公司。作者简介：刘斌，新兴河北工程技术有限公司。作者简介：张三辉，新兴河北工程技术有限公司。作者简介：王嵩，新兴河北工程技术冇限公司。作者简介：郭磊雷，新兴河北工程技术有限公

2、司。作者简介：周伟，新兴河北工程技术有限公司。一、设计目标生产DN100-DN200规格球墨铸铁管生产效率达到90支/h以上;质量全面达到IS02531新版标准，提高壁厚控制的均匀性和稳定性;实现自动化控制。二、高效离心机改造机械系统技术创新点1.扇形浇包驱动装置（1）传统的水冷金属型球墨铸铁管离心机浇注系统采用如图1所示结构。液压缸等速运动，通过中间机构和等速板驱动浇包绕中心轴等角速度转动，实现铁液等速流出。存在问题：屮间部件和环节多，使用过程屮部件磨损，导致浇包不能等速转动，影响铁液流出浇包的速度和均匀性，最终影响产品质量。（2）新设计的高效离心机浇包驱动装罝具有如下特点：（1

3、）减少中间传动部件，用液压缸直接驱动浇伍支撑，带动浇伍绕中心轴转动。（2）浇包弧形面合理设计，结合液压缸两支点与浇包主轴的相对位置，补偿液压缸缸杆直线匀速运动，减少浇包非等角速度转动对浇包出铁门铁液流速的影响。（3）采用旋转角向数字传感器，对浇包主轴转动角速度和转动角度进行检测，通过PC对检测数据进行分析，控制液压执行器对液压缸缸杆伸缩速度进行和应调整，达到浇包出铁液均匀的目的。（4）浇伍容量增大，在满足工艺要求的前提下，提高一伍铁液生产的产品数量，减少工艺兑铁时间。（5）浇包采用茶壶结构，对铁液中杂质进行控制。新型结构简单，磨损小，维护量少。1.分体式浇注小车（1）传统的水冷金属

4、型球墨铸铁管离心机浇注车存在问题：（1）落槽高度调整不合理，只能通过调整螺栓，使上车体绕摆动中心摆动，改变落槽冋转轴线与水平线夹角，实现流槽尖部高度调整，流槽根部高低调整量与流槽尖部不等量，不能合理适应工艺要求。（2）左右流槽支撑都固定在上车体，有一流槽出现故障，均需停机处理。（3）流槽支撑回转结构复杂，维修不方便且维修费用大。图1传统扇形包驱动装置下载原图1.液压缸2.托臂滚轮3.浇包托架4.浇包5.托臂轴6.拉臂7.托臂8.等速板9.浇注框架（2）新设计的分体浇注小车其结构如图2所示。特点：（1）车体结构设计成工字形，上下车体由导套与导柱连接，调整上车体高度，使流槽中心高度达到

5、合理位置，满足生产不同规格产品所要求的流槽高度。（2）优点是调整过程屮流槽只上下移动，流槽轴线与水平夹角不变，保证了工艺要求的最佳流槽斜度;通过连接法兰调整流槽轴向位置，保证铁液从浇包到落槽的落点相对落槽不变，防止铁液飞溅，保证铁液流稳定。（3）摆动液压马达驱动流槽翻转。液压马达输出轴与轴承座传动轴输入端通过花键连接，轴承座传动轴输出端通过法兰与落槽连接。液压马达驱动流槽旋转，结构简单维修便利。设备制造和设备维修费用、工作量比通用设备大幅减少。（4）左右车体各设计一套液压系统，两个液压缸分别与各自车体和浇注框架通过铰轴连接，两套液压系统通过电气控制实现联动或单独动作。当一台小车出现

6、故障，另一台小车可继续工作，保证设备作业率。IEI传统的离心机流槽支撑装置是流槽托架小车，齿条液压缸通过齿轮齿条机构驱动悬挂式的流槽托架小车，带动两个流槽同时行走，实现流槽交替工作。新设计的高效离心机，釆用新型流槽支撑装置，如图3所示。该装置的液压缸置于离心机的两侧，左轴支撑板和右轴支撑板固定在离心机上，左右轴支撑板、杆、传动杆及左右流槽支撑形成两组平行四边形结构，组成流槽支撑装置。当驱动装置工作时，液压缸驱动杆及传动杆发生转动，而左右流槽支撑只发生平移，不进行转动，从而带动流槽发生横向平移。新型结构特点:取消了轨道，而采用了四连杆机构支撑流槽横向移动，避免了流槽托架脱轨的故障。且

7、两组驱动装置分别装在高效离心机的主机两侧，分别支撑流槽移动。当一侧的流槽需要工艺处理时，该侧的流槽支撑处于非工作状态，工艺处理不影响另一侧流槽单独使用。改进的结构优点：（1）设备故障减少。（2）流梢最佳工艺要求的位罝得到保证,产量和质量得到提高。图2高效离心机分体浇注小车结构下载原图1.浇注框架2.下车体3.上车体4.旋转电动机5.轴承座6.落槽7.流槽8.连接法兰9.轴套10.套向柱11.调整装置4.改进的冷却系统传统的金属型球墨铸铁管离心机水冷系统（见图4a），水