消失模铸造用振动输送筛设计(编辑修改稿)

消失模铸造用振动输送筛设计(编辑修改稿)内容摘要：

仿制阶段：六十年代以前我狗的振动筛分机械主要是仿制外国的先进设备，这期间，仿制了苏联的 TYⅡ系列圆振动筛、 BKT1 BKTOMZ 型摇动筛；波兰的 WK15圆振动筛； CJM21 型摇动筛和 WP WP2 型吊式直线振动筛。 这些筛分机械仿制较为成功，为我国筛分机械的发展奠定了坚实的基础，培养了一批技术人才。 自行研制阶段：从六十年代到八十年代我国的筛分机械进入了自行研制阶段。 六十至七十年代初研制较多的是共振筛，以后由于国际共振筛的淘汰，逐渐转向了惯性振动筛和自通步共振筛，取得了一定的成绩。 从 1966 年到 1980 年研制了一批性能优良的的新型筛分设备， 1500mm3000mm 重型振动筛分系列， 15 ㎡ 、 30 ㎡ 共振筛系列， YK 和 ZKB 自通步直线振动筛系列，等厚、概率筛系列，冷日矿筛系列，这些设备上虽然存在着故障较多、寿命较短等问题，但是他们的研制成功基本上满足了国内需要，标志着我国筛分机走上了独立发展的道路。 提高阶段：进入改革开放的 80 年代，我国筛分机也进入了一个新的发展阶段，在不断地自我完善与借鉴外国先进技术的基础上，我国的筛分机械得到了长足的发兰州理工大学毕业设计 (论文 ) 7 展。 冶金部长沙研究院在 1982 年试制的 GPS9003 型高频振动细筛，在有色金属矿进行了试验，取得了比较理想的效果，又于 1986 年 9 月开始在密云铁矿进行克了业性试验，与原有的弧形筛相比，其筛分与分级效果提高 1 倍以上。 后来又于 20 世纪 90 年代初采用 GPS14003 型高频振动筛在马钢南山矿凹山选矿厂进行工业试验，并利用计算机建立高频振动筛工艺参数之间的数学模型，为高频振动筛的最优化控制提供了依据。 2020 年，中国矿大机械厂为解决大型振动筛强度问题，提供了超静定网梁结构理论并使用成功，获得国家专利。 2020 年新乡威猛集团将 12 台 2m3m 的节肢筛结合在一起，形 成了目前国内最大的 72m 振动筛，用于选煤系统的分级和脱水、脱介，效果很好。 同样，中国科技大学为铁法矿务局晓青矿筛框不动、筛网振动的大型振动筛。 并通过试验研究，发现和发展新的筛分方法和技术，寻求合理的结构形式，动力配置和动力学参数，研制适用于各种条件的筛分机械。 最近煤炭科学研究总院唐山研究院针对目前振动筛分设备的现状和发展趋势，研制成功了多种新型的筛分设备，主要类型有： XSJ 型系列香蕉筛，目前最大跨度 ；ZK 型箱式振动直线振动筛，最大跨度 ； ZK 型偏心直线振动筛，最大跨度 ,；QZK 型块偏 心高频脱水筛，最大跨度 ；该高频筛是世界上跨度最大的高频脱水筛。 到目前，国内筛机产品类有圆振动筛，直线振动筛、椭圆振动筛、高频振动筛、弧形筛、等厚筛、概率筛、冷矿筛、热矿筛、节肢筛，旋振筛和各种振动给料机械等多大 50 多个系列近 1000 种规格，产品已在冶金、矿山、煤矿、轻工等许多行业得到广泛的应用，基本上满足了国内国民经济发展的需要。 由于我国东部经济发展较快，筛分机械制造企业也主要分布在东北、华北、华东和中南地区，尤其在新乡、鞍山地区。 发展趋势和方向 一、国外发展趋势 由于振动筛具有许多优 点，所以国外筛分设备仍以发展振动筛为主。 而振动筛也兰州理工大学毕业设计 (论文 ) 8 出现的复杂多极的发展趋势： 向标准化、通用化和系列化方向发展 ； 向大型化方向发展，但最大到 55m2，已经可以满足生产的需要 ； 向着精细型的筛分设备发展，筛孔尺寸最小可达到 ～ 毫米 ； 为了提高筛分的效率，而增大筛面倾角 ； 旋流筛也逐渐走进了人们的视野 ； 而共振筛则出现了一定的停滞。 二、发展方向 综合国内外的研究现状看。 目前对振动筛的研究主要由以下方面：引入现代化设计手段，采用优化设计，计算机辅助设计，用计算机对筛分机械结 构强度进行计算，提高设计的可靠性；建立振动筛试验台，对筛分机械进行检测；全面推广使用新材料、新技术、新工艺，对振动机械用的钢材、轴承、弹簧、筛网进行专门研究，筛网从金属筛网向非金属筛网发展，如采用橡胶筛板，聚氨酯筛网，弹性杆筛网，而支承元件则采用橡胶弹簧和符合弹簧等。 从而使得振动筛分机械向标准化、通用化、系列化和大型化发展 [4]。 兰州理工大学毕业设计 (论文 ) 9 第二章 消失模砂处理系统的作用和设备组成 概述 消失模铸造的砂处理设备是消失模铸造的主演设备之一。 它既是铸造质量稳定的关键设备，又是提高生产率的重要保证，同 时通过砂处理设备还可以实现“空中无粉尘，地下无型砂”的绿色铸造工艺要求。 没有配置砂处理系统的消失模铸造工艺，很难展现出消失模铸造、生产环境优良的特点和确保产品的稳定性。 砂处理系统的作用 ： 筛除型砂中的杂质、砂块、铁片等杂质。 磁选清除型砂中的铁豆等。 将型砂温度降到 50℃以下，使其达到造型填砂技术要求规定的温度范围之内。 清除由于涂料的混入和型砂的裂解而掺入型砂中的粉尘，以保证型砂良好的 透气性和实现“空中无粉尘”的要求。 储存型砂，以便实现整个铸造生产过程中“地下无型砂”的环保要求。 同时， 防 止在落砂、造型工序不能同步作业时形成相互干扰和制约，起到缓冲的作用。 进行型砂的输送，实现从落砂到填箱的输送自动化，摆脱对人工的依赖，以 改善作业环境和工作条件。 砂处理系统的工艺流程，新砂根据需要量，可不定期的在落砂栅格处加入。 砂处理常用设备 振动输送筛 振动输送筛由筛箱、不锈钢筛板、底座、弹簧和振动电机组成，全部采用钢结构焊接而成。 筛箱内设有双层筛板，上层为直径 6 毫米的圆孔性大孔眼筛板，下层为直径 30毫米衬以 80 目的网状筛板。 两台相对称的振动电机紧固在机体上，与筛箱有一定的兰州理工大学毕业设计 (论文 ) 10 夹角，电机两端各有 一对偏心块，偏心块回转时产生离心力，其离心力在机体的横断面相互抵消，而在纵断面相互合成，合成的激振力驱动型砂，在筛板上跳跃式前进，在前进过程中实现筛分和输送功能。 由于振动筛较长，型砂在前进过程中会因为散热降温，起到冷却的作用。 振动电机安装与筛箱两侧，所以拆卸、维修方便。 由于没有易损件、结构简单。 能耗少、造价低、生产率可在 5~40t/h 之间选择，适用范围广、耐高温，使用与恶劣环境下工作，所以在消失砂处理系统中，振动输送筛。 提升机 提升机是垂直提升型砂的最常用设备。 其结构紧凑、维修方便、提升高度 可根据需要选定，因此被广泛用于消失模铸造的砂处理系统中。 提升机可分为链式和带式两种： 链式提升机采用链条传动，由于整体整机全部为金属结构，因此，耐高温性能较强。 对于采用消失模铸造工艺所生产的铸件，接触铸件的型砂温度可高达 600℃以上。 即使是经过落砂和水平筛分输送到提升机中的型砂，温度也高达 400℃左右。 在此温度下，消失模砂处理系统中的一级提升，大多数用链式提升机。 带式提升机是用橡胶作为传动带的，由于造价比链式提升机要低得多，所以在经过冷却处理后的型砂，常采用带式提升机。 提升机由驱动动装置，拉紧装置、被动 滚筒、输送带、料斗、机体等组成。 在选用和配置提升机是应注意以下的几个问题： （ 1）型砂的温度； （ 2）提升机的生产能力和造价； （ 3）在确定提升机的高度时还要考虑车间高度。 风选、磁选机 风选、磁选机的作用是清楚型砂中的粉尘及由于浇注产生的铁豆，铁片等夹杂物。 大多数风选、磁选机都安装在冷却床的前段，以防止铁豆等进入冷却床而影响冷却床性能的发挥。 风选、磁选机又加料口、调节阀、机体、减速电机、永磁分离滚筒、废料箱、磁轭调整手柄等组成排风口接入除尘器管路中。 兰州理工大学毕业设计 (论文 ) 11 进入风选机 的型砂，在百叶窗的调解下，以流幕状下落，其中粉尘被抽走，含有铁豆的型砂在其下方的永磁滚筒上进行磁选，达到铁砂的分离。 冷却设备 型砂的冷却设备，是消失模铸造砂处理线的最主要组成设备之一。 它起到降低型砂温度的作用。 型砂的温度过高，会使塑料模型产生变形，造成铸件报废。 因此，在砂处理系统中都把型砂冷却作为关键性能指标加以处理和解决。 （ 1）其中最常用的设备是砂温调节器（立式热交换器） 砂温调节器是由若干冷却段叠加组成的整体，冷却段由机体、带有散热片的多排水管、带有双重孔板的调量板及手动闸板组成。 （ 2）水冷式沸腾冷却床 水冷式沸腾冷却床是由风箱、沸腾箱、扩散箱、鼓风系统、排风系统、水循环系统所组成。 （ 3） 水冷式滚筒冷却床 水冷式滚筒冷却床是由滚筒、集砂罩、传动机构，雨淋管，进砂收尘管。 轴流分机等组成。 中间砂库 在砂处理线上，若无特使条件限制，一般都设有中间砂库，也叫缓冲砂库、储存砂库等等。 它的作用是储存型砂，使全线造型一直处于循环使用的封闭线路中，以实现地上无砂的绿色环保要求。 中间砂库的容量是按每日耗砂量及其他几个砂斗的容量设计的。 除尘器 由于消失模所使用的型砂不含水分，并且进入除尘器的是含 尘热风，其温度均不超过滤袋材料的耐热温度，故大部分消失模砂处理线均采用布袋除尘器。 这种除尘器是使用最多的一类。 因为它除尘能力强，能满足严格控制的环保要求、运行稳定、适应能力强的特点，所以广泛应用在烟气温度高、不含水分的作业环境中。 兰州理工大学毕业设计 (论文 ) 12 落砂设备 （ 1）对于生产率要求不高的生产线，一般采用天车吊起，将要落砂的沙箱放置在翻箱支架上，然后用天车翻转沙箱，将其倒落在栅格床内，然后热砂进入砂处理系统进行处理，铸件由天车吊出。 （ 2）液压翻箱机：在生产效率要求高的生产线上，落砂经常用液压翻箱机来完成。 液压 翻箱机主要由液压站系统和机械支架等两部分组成。 它按翻箱机举起砂箱的方式可分为抱夹式和底托式两种。 （ 3）自泄砂砂箱：自泄砂砂箱多用于较大砂箱上，自泄砂砂箱在其底部留有泄砂口，在砂箱工作时，泄砂口处于密闭状态，不影响其真空负压的执行。 当需要落砂时，将砂箱从造型线上运抵砂处理线的落砂处，利用机械装置打开泄砂口，型砂从此口流入砂处理线，铸件用吊车吊出。 其他辅助设备 在消失模砂处理线中除上述装备外，还需要其他的辅助设备，如：皮带输送机、犁式卸料机、料位计、风量调节阀，自动加砂门等，才能构 成一条完整的砂处理线。 兰州理工大学毕业设计 (论文 ) 13 第三章 振动筛的工作原理及结构 组成 消失模铸造用振动输送筛作为一种振动机械，与其他行业的振动机械有一定的共性。 都利于振动的有益性，有效完成工作过程，同时又避免振动有害的一面；都由激振器激发工作机体振动完成工作，加设弹性元件进行隔离或减少震动传递 ，使振动向有利的方向发展。 振动筛的用途及要求 振动筛主要是用于物料的快速分级 , 它能够使物料在高速通过筛网的同时 , 细小物料有效地通过筛网 , 达到筛分的目的。 因此 , 从结构设计上讲 , 一方面 要求振动筛有较高的输送速度。 另一方面 , 要求粗大物料和细碎物料在筛网上要能有效地分开 , 细碎物料透过筛网 , 粗大物料向前输送。 振动筛工作原理 振动筛是利用工作时颤声的激振力是工作机体产生振动，此振动使被筛物料获得相对于筛网一定的加速度，经历一个短时的自由飞跃之后落回到筛网上。 在按照实际需求设计的筛网上，粒度小于筛孔的散性物料将通过筛孔，将不同用途的进行收集，完成筛分过程。 在振动筛工作时 , 物料基本上有两种运动状态；被筛网抛起而向前做抛物运动； 物料附着在筛网上 , 在随筛体一起振动的同时 ,沿筛网做滑行运动。 这两种运动对物料的输送和筛分来说 , 都是必要的。 当物料在筛网上被抛起后落在筛网上时 , 一部分处于物料底层的细碎物料首先筛透 , 但另外没有对准筛孔的细碎物料则暂时还不能透过筛网 , 此时 , 物料如能在筛网上做滑行运动 , 则可能使这一部分物料透筛 , 提高筛分效率。 之后 , 物料再被抛起 , 粗大物料和细碎物料在空间的位置重新组合 , 在落到筛网上时 , 原处于中间或上层的细碎物料部分能进入到底层 , 从而达到透筛的目的[5]。 振动筛的 结构组成 如图 所示振动筛一般有三部分构成，激振器、筛体、 支承装置。 兰州理工大学毕业设计 (论文 ) 14 激振器 激振器是振动筛动力输入端，他输出周期变化的激振力，使工作体产生持续的震动。 常用的激振器有惯性激振器、弹性连杆式激振器、电磁式激振器等。 图 振动筛结构示意图 1— 激振器； 2— 筛体； 3— 弹簧； 一、惯性激振器 惯性激振器通常是由偏心块、主轴、轴承和轴承座等构成，如图 .。 它利用轴及偏心块做高速回转运动时产生的离心力得到及激振力，从而使机体振动。 惯性激振器因结构简单，工作稳定高效，是目前工业中应用最为广泛的激振器。 惯性激振器按结构分为单轴式惯性激振器、双轴式惯性激振器和多轴式惯性激振器。 图 激振器结构示意图 1—。