多轉(zhuǎn)子變頻混砂機及混砂方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種多轉(zhuǎn)子變頻混砂機及混砂方法,由于多轉(zhuǎn)子刀具的應(yīng)用，物料攪拌軌跡重疊度提高；同時變頻轉(zhuǎn)子調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用，使得混制過程更符合混砂的物理特性變化，即更有利于輔料（膨潤土）在水的作用下，對砂粒的包覆性均勻，可避免因混制的不完全造成膨潤土形成小顆粒影響型砂的混制質(zhì)量；在工控機預(yù)先設(shè)定的“轉(zhuǎn)速—時間”程序的控制下，變頻器對電機頻率可在50HZ-30HZ內(nèi)進行自動調(diào)整。本發(fā)明具有混砂均勻、混砂效率高及能耗低的特點。
【專利說明】多轉(zhuǎn)子變頻混砂機及混砂方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種砂型鑄造設(shè)備，尤其涉及一種多轉(zhuǎn)子變頻混砂機及混砂方法。
【背景技術(shù)】
[0002]多轉(zhuǎn)子變頻粘土砂混砂機是砂型鑄造設(shè)備中的一種。轉(zhuǎn)子粘土砂混砂機的作用是對進入混砂機筒體內(nèi)的新、舊砂、水、輔料(膨潤土)進行攪拌，使砂子顆粒表面均勻地包覆濕膨潤土膜(也稱型砂)。在一定的混制時間內(nèi)，混砂機混制出符合工藝要求的型砂；同時混制出的型砂松散不結(jié)塊，從而滿足鑄造造型的需要。
[0003]傳統(tǒng)上使用的震壓造型機要求混砂機提供的型砂濕壓強度在0.08—0.12MPa范圍內(nèi)，而現(xiàn)代鑄造廠已逐漸使用高密度造型機生產(chǎn)鑄件，所要求的由混砂機提供型砂的濕壓強度一般都超過0.16MPa(或0.18MPa)，有的甚至達到0.22MPa。要滿足這一要求就必須使混砂機的混砂時間加長，但混砂時間的加長卻降低了生產(chǎn)的效率，同時每噸砂耗能也增加。
[0004]目前市場上，轉(zhuǎn)子粘土砂混砂機結(jié)構(gòu)型式通常有如下兩種型式。
[0005]A:混砂機為固定式頂蓋筒體底盤結(jié)構(gòu)，混砂機內(nèi)安裝有三種型式的刀具組: 一組轉(zhuǎn)子刀具、一組刮板刀具和一組壁刮刀具
轉(zhuǎn)子刀具在主傳動齒輪電機和齒帶式主傳動箱帶動下，作順時針高速旋轉(zhuǎn)運動；回轉(zhuǎn)臂上安裝有三種型式的刀具組(轉(zhuǎn)子刀具、刮板刀具和壁刮刀具)，在回轉(zhuǎn)電機減速機帶動回轉(zhuǎn)齒輪副的作用下，回轉(zhuǎn)臂繞混砂機筒體的中心作逆時針低速旋轉(zhuǎn)運動。這種結(jié)構(gòu)的缺陷為:(I)刮板刀具由于刀具結(jié)構(gòu)的限制，只能是將下部物料推送給轉(zhuǎn)子刀具，不能將上下料層均勻地提供給轉(zhuǎn)子刀具，混制出的型砂均勻性差；(2)三種刀具運動軌跡重疊性差，混制高濕強度型砂(濕壓強度在0.16MPa以上)所需時間長，生產(chǎn)率低。
[0006]B、混砂機為固定式頂蓋筒體底盤結(jié)構(gòu)，混砂機內(nèi)安裝有二種型式的刀具:
一組轉(zhuǎn)子刀具和一組S型攪拌刀具組。
[0007]安裝在頂蓋上的轉(zhuǎn)子刀具，在主電機驅(qū)動的帶傳動系統(tǒng)作用下，作順時針高速旋轉(zhuǎn)運動；S型攪拌刀具組在回轉(zhuǎn)齒輪箱傳動系統(tǒng)的帶動下，繞混砂機筒體中心作逆時針低速回轉(zhuǎn)運動。這種結(jié)構(gòu)的缺陷為:(1)由于轉(zhuǎn)子刀具安裝的位置距底盤較高，與物料不能完全接觸，轉(zhuǎn)子刀具不能充分發(fā)揮作用，影響混砂效果；(2)因S型攪拌刀具組提供給轉(zhuǎn)子刀具物料層不穩(wěn)定，混制出的型砂易造成均勻性差；(3)混制高強度型砂要求(濕壓強度在0.16MPa以上)的混砂時間需加長，生產(chǎn)率低。
[0008]
【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的是要提供一種適用于現(xiàn)代鑄造廠高密度造型機要求的混砂機，并且能克服現(xiàn)有混砂機因攪拌轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)限制帶來的混砂缺陷，在一定的混砂時間內(nèi)，混制出濕壓強度在0.16MPa?0.22MPa之間的型砂，保證型砂均勻性的多轉(zhuǎn)子變頻混砂機。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種多轉(zhuǎn)子變頻混砂機，包括固定式頂蓋、筒體及底盤，頂蓋上安裝有主電機和回轉(zhuǎn)電機減速機，主電機帶動齒輪箱內(nèi)的行星齒輪組傳動，通過齒輪箱內(nèi)的行星齒輪組轉(zhuǎn)動兩組棒式轉(zhuǎn)子刀具、兩組刮板轉(zhuǎn)子刀具和中心刮刀；回轉(zhuǎn)電機減速機帶動齒輪箱沿筒體轉(zhuǎn)動，且齒輪箱上固定連接有壁刮板刀具；所述主電機和回轉(zhuǎn)電機減速機上電連接有變頻控制器。
[0009]兩組棒式轉(zhuǎn)子刀具在筒體內(nèi)呈對稱布置，且作順時針旋轉(zhuǎn)運動。
[0010]所述兩組刮板轉(zhuǎn)子刀具在筒體內(nèi)呈對稱布置，且與筒體中心位置較近的一組刮板轉(zhuǎn)子刀具旋轉(zhuǎn)方向為逆時針，對稱布置的距筒體中心位置較遠的另一組刮板轉(zhuǎn)子刀具旋轉(zhuǎn)方向為順時針。
[0011]中心刮刀在筒體的中部，且中心刮刀也作順時針轉(zhuǎn)動。
[0012]壁刮板刀具旋轉(zhuǎn)方向為順時針。
[0013]本發(fā)明的目的還要提供一種混砂效率高、能耗低的混砂方法，即“轉(zhuǎn)速一時間”控制程序。
[0014]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
多轉(zhuǎn)子變頻混砂機的混砂方法，包括加料階段、干混階段、濕混階段、松砂階段和出料階段，其特征在于:加料階段時間為8?12秒，其主電機和回轉(zhuǎn)電機減速機的轉(zhuǎn)速為175?250rpm ;干混階段時間為10?20秒，其主電機和回轉(zhuǎn)電機減速機的轉(zhuǎn)速為250rpm ;濕混階段時間為70?90秒，其主電機和回轉(zhuǎn)電機減速機的轉(zhuǎn)速為250?150rpm ;松砂階段時間為10?20秒，其主電機和回轉(zhuǎn)電機減速機的轉(zhuǎn)速為175?150rpm ;出料階段時間為15?25秒，其主電機和回轉(zhuǎn)電機減速機的轉(zhuǎn)速為150?250rpm。
[0015]加料階段時間為10秒，其主電機和回轉(zhuǎn)電機減速機的轉(zhuǎn)速為175?250rpm ;干混階段時間為15秒，其主電機和回轉(zhuǎn)電機減速機的轉(zhuǎn)速為250rpm ;濕混階段時間為80秒，其主電機和回轉(zhuǎn)電機減速機的轉(zhuǎn)速為250?150rpm ;松砂階段時間為15秒，其主電機和回轉(zhuǎn)電機減速機的轉(zhuǎn)速為175?150rpm ;出料階段時間為20秒，其主電機和回轉(zhuǎn)電機減速機的轉(zhuǎn)速為150?250rpm。
[0016]本發(fā)明在使用過程中，在一定的混砂周期內(nèi)，由于多轉(zhuǎn)子刀具的應(yīng)用，物料攪拌軌跡重疊度提高；同時變頻轉(zhuǎn)子調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用，使得混制過程更符合混砂的物理特性變化，即更有利于輔料(膨潤土)在水的作用下，對砂粒的包覆性均勻，可避免因混制的不完全造成膨潤土形成小顆粒，影響型砂的混制質(zhì)量；實際使用證明，在相同的混砂周期內(nèi)，變頻多轉(zhuǎn)子粘土砂混砂機型砂濕壓強度最大可混制到0.22MPa左右，解決了一般混砂機存在的混制型砂強度低，均勻性差及造型時起模性差的缺點；經(jīng)實際使用測試，在相同型砂強度條件下(取型砂濕壓強度為0.18MPa)輔料(膨潤土)消耗統(tǒng)計顯示，一般混砂機須加入輔料(膨潤土)為I %?1.3 %，而采用變頻多轉(zhuǎn)子粘土砂混砂機可以節(jié)省30%輔料(膨潤土)；在“轉(zhuǎn)速一時間”控制程序指導(dǎo)下，在變頻器控制下的多轉(zhuǎn)子刀具，能將電機功耗更大地消耗在混砂過程中，使混制同等型砂強度要求(取型砂濕壓強度為0.1SMPa)的每噸功率耗值下降約25% ;變頻多轉(zhuǎn)子刀具的應(yīng)用，提高了型砂質(zhì)量，滿足了現(xiàn)代鑄造廠高密度造型機的需求，相應(yīng)地也提高了鑄件質(zhì)量、降低了鑄件廢品率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明左視示意圖； 圖3是本發(fā)明各種刀具轉(zhuǎn)向示意圖；
圖4是本發(fā)明混砂時間與轉(zhuǎn)速關(guān)系曲線圖。
【具體實施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進一步說明:
如圖1-3所示，一種多轉(zhuǎn)子變頻混砂機，包括固定式頂蓋10、筒體I及底盤11，的頂蓋10上安裝有主電機2和回轉(zhuǎn)電機減速機3，主電機2與齒輪箱4內(nèi)的行星齒輪組4-1傳動配合，其創(chuàng)新點在于:在筒體I中分別通過齒輪箱4內(nèi)的行星齒輪組4-1轉(zhuǎn)動連接有兩組棒式轉(zhuǎn)子刀具5、兩組刮板轉(zhuǎn)子刀具6和中心刮刀9 ；回轉(zhuǎn)電機減速機3帶動齒輪箱4沿筒體I中心轉(zhuǎn)動，且齒輪箱4上固定連接有壁刮板刀具8 ;所述主電機2和回轉(zhuǎn)電機減速機3上電連接有變頻控制器7。
[0019]兩組棒式轉(zhuǎn)子刀具5在筒體I內(nèi)呈對稱布置，且作順時針旋轉(zhuǎn)運動。深埋在物料(新、舊砂、水、輔料)中的二組棒式轉(zhuǎn)子刀具5，在齒輪箱體4的帶動下作低速旋轉(zhuǎn)運動(變頻控制，速度在范圍內(nèi)調(diào)整)。由于安裝在齒輪箱體上的位置不同，在回轉(zhuǎn)速度(變頻控制，速度在范圍內(nèi)調(diào)整)的合成下，二組棒式轉(zhuǎn)子刀具5對徑向物料層產(chǎn)生的剪切力、離心力，能全方位更有效地將混制過程中產(chǎn)生的粘土砂團破碎擊散。
[0020]所述兩組刮板轉(zhuǎn)子刀具6在筒體I內(nèi)呈對稱布置，且與的筒體I中心位置較近的一組刮板轉(zhuǎn)子刀具6旋轉(zhuǎn)方向為逆時針，對稱布置的距筒體I中心位置較遠的另一組刮板轉(zhuǎn)子刀具6旋轉(zhuǎn)方向為順時針。兩組刮板轉(zhuǎn)子刀具6也均深埋在物料(新、舊砂、水、輔料)中，在齒輪箱體4的帶動下作低速旋轉(zhuǎn)(變頻控制，速度在范圍內(nèi)調(diào)整)，在回轉(zhuǎn)速度的合成下，對徑向物料層產(chǎn)生相對的搓擦和涂抹，使砂粒表面很快形成粘土漿膜。
[0021]中心刮刀9在筒體I的中心位置，且中心刮刀9也作順時針轉(zhuǎn)動。中心刮刀9深埋在物料(新、舊砂、水、輔料)層中，隨齒輪箱體4繞混砂機筒體I的中心順時針低速回轉(zhuǎn)運動(變頻控制，速度在范圍內(nèi)調(diào)整)，中心刮刀9將中心部位的物料層鏟起，并向外推送給逆時針旋轉(zhuǎn)運動的底刮板轉(zhuǎn)子刀具6，使中心物料層的混制無死角。
[0022]本發(fā)明中，壁刮板刀具8深埋在物料(新、舊砂、水、輔料)層中，隨齒輪箱體4繞混砂機筒體I中心順時針作低速回轉(zhuǎn)運動(變頻控制，速度在范圍內(nèi)調(diào)整)，壁刮板刀具8將筒壁周圍的物料平行推起，形成順時針回轉(zhuǎn)的物料層，順時針回轉(zhuǎn)的物料層持續(xù)不斷地推送給棒式轉(zhuǎn)子刀具5，使物料層中的粘土砂團快速地破碎擊散。
[0023]如圖4所示
本發(fā)明的具體混砂過程為:一種多轉(zhuǎn)子變頻混砂機的混砂方法，包括加料階段、干混階段、濕混階段、松砂階段和出料階段，其特征在于:加料階段時間為8?12秒，其主電機2和回轉(zhuǎn)電機減速機3的轉(zhuǎn)速為175?250rpm ;干混階段時間為10?20秒，其主電機2和回轉(zhuǎn)電機減速機3的轉(zhuǎn)速為250rpm ;濕混階段時間為70?90秒，其主電機2和回轉(zhuǎn)電機減速機3的轉(zhuǎn)速為250?150rpm ;松砂階段時間為10?20秒，其主電機2和回轉(zhuǎn)電機減速機3的轉(zhuǎn)速為175?150rpm ;出料階段時間為15?25秒，其主電機2和回轉(zhuǎn)電機減速機3的轉(zhuǎn)速為150?250rpm。
[0024]加料階段時間為10秒，其主電機2和回轉(zhuǎn)電機減速機3的轉(zhuǎn)速為175?250rpm ；干混階段時間為15秒，其主電機2和回轉(zhuǎn)電機減速機3的轉(zhuǎn)速為250rpm ;濕混階段時間為80秒，其主電機2和回轉(zhuǎn)電機減速機3的轉(zhuǎn)速為250?150rpm ;松砂階段時間為15秒，其主電機2和回轉(zhuǎn)電機減速機3的轉(zhuǎn)速為175?150rpm ;出料階段時間為20秒，其主電機2和回轉(zhuǎn)電機減速機3的轉(zhuǎn)速為150?250rpm。
[0025]本發(fā)明中所述的電機2和回轉(zhuǎn)電機減速機3的轉(zhuǎn)速是通過變頻的方式實現(xiàn)，其轉(zhuǎn)換公式為:n=60f/p, η為電機的轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)；60為每分鐘(秒)；f為電源頻率(赫芝)；P為電機旋轉(zhuǎn)磁場的極對數(shù)。本發(fā)明中電機2和回轉(zhuǎn)電機減速機3相應(yīng)對的電源頻率為30-50HZ。
[0026]本發(fā)明在一個混砂時間周期內(nèi)，多轉(zhuǎn)子變頻粘土砂混砂機通過各轉(zhuǎn)子刀具所受到的阻力不同，在工控機預(yù)先設(shè)定的“轉(zhuǎn)速一時間”程序的控制下，變頻器對電機頻率可在50HZ—30HZ內(nèi)進行自動調(diào)整。
[0027]本發(fā)明已經(jīng)過實際使用，在一定的混砂周期內(nèi)，由于多轉(zhuǎn)子刀具的應(yīng)用，物料攪拌軌跡重疊度提高；同時變頻轉(zhuǎn)子調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用，使得混制過程更符合混砂的物理特性變化，即更有利于輔料(膨潤土)在水的作用下，對砂粒的包覆性均勻，可避免因混制的不完全造成膨潤土形成小顆粒影響型砂的混制質(zhì)量；
實際使用證明，多轉(zhuǎn)子變頻粘土砂混砂機型砂濕壓強度最大可混制到0.22MPa左右，解決了一般混砂機存在的混制型砂強度低，均勻性差及造型時起模性差的缺點；經(jīng)實際使用測試，在相同型砂強度條件下(取型砂濕壓強度為0.18MPa)輔料(膨潤土)消耗統(tǒng)計顯示，一般混砂機須加入輔料(膨潤土)為1%?1.3%，而采用多轉(zhuǎn)子變頻粘土砂混砂機可以節(jié)省30%輔料(膨潤土);在“轉(zhuǎn)速一時間”控制程序使用下，經(jīng)變頻器控制的多轉(zhuǎn)子刀具，能將電機功耗更大地消耗在混砂過程中，使混制同等型砂強度要求(取型砂濕壓強度為0.1SMPa)的每噸功率耗值下降約25%;變頻多轉(zhuǎn)子刀具的應(yīng)用，提高了型砂質(zhì)量，滿足了現(xiàn)代鑄造廠高密度造型機的需求，相應(yīng)地也提高了鑄件質(zhì)量、降低了鑄件廢品率。
【權(quán)利要求】
1.一種多轉(zhuǎn)子變頻混砂機，包括固定式頂蓋(10)、筒體(I)及底盤(11)，頂蓋(10)上安裝有主電機(2 )和回轉(zhuǎn)電機減速機(3 )，主電機(2 )帶動齒輪箱(4)內(nèi)的行星齒輪組(4-1)傳動，其特征在于:在筒體(I)中通過齒輪箱(4)內(nèi)的行星齒輪組(4-1)轉(zhuǎn)動連接有兩組棒式轉(zhuǎn)子刀具(5)、兩組刮板轉(zhuǎn)子刀具(6)和中心刮刀(9)；回轉(zhuǎn)電機減速機(3)帶動齒輪箱(4 )沿筒體(I)轉(zhuǎn)動，且齒輪箱(4 )上固定連接有壁刮板刀具(8 );所述主電機(2 )和回轉(zhuǎn)電機減速機(3 )上電連接有變頻控制器(7 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多轉(zhuǎn)子變頻混砂機，其特征在于:兩組棒式轉(zhuǎn)子刀具(5)在筒體(I)內(nèi)呈對稱布置，且作順時針旋轉(zhuǎn)運動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多轉(zhuǎn)子變頻混砂機，其特征在于:所述兩組刮板轉(zhuǎn)子刀具(6)在筒體(I)內(nèi)呈對稱布置，且與筒體(I)中心位置較近的一組刮板轉(zhuǎn)子刀具(6)旋轉(zhuǎn)方向為逆時針，對稱布置的距筒體(I)中心位置較遠的另一組刮板轉(zhuǎn)子刀具(6)旋轉(zhuǎn)方向為順時針。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多轉(zhuǎn)子變頻混砂機，其特征在于:中心刮刀(9)在筒體(I)的中部，且中心刮刀(9)也作順時針轉(zhuǎn)動。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多轉(zhuǎn)子變頻混砂機，其特征在于:壁刮板刀具(8)旋轉(zhuǎn)方向為順時針。
6.一種權(quán)利要求1所述的多轉(zhuǎn)子變頻混砂機的混砂方法，包括加料階段、干混階段、濕混階段、松砂階段和出料階段，其特征在于:加料階段時間為8?12秒，其主電機(2)和回轉(zhuǎn)電機減速機(3)的轉(zhuǎn)速為175?250rpm ;干混階段時間為10?20秒，其主電機(2)和回轉(zhuǎn)電機減速機(3)的轉(zhuǎn)速為250rpm ;濕混階段時間為70?90秒，其主電機(2)和回轉(zhuǎn)電機減速機(3)的轉(zhuǎn)速為250?150rpm ;松砂階段時間為10?20秒，其主電機(2)和回轉(zhuǎn)電機減速機(3)的轉(zhuǎn)速為175?150rpm ;出料階段時間為15?25秒，其主電機(2)和回轉(zhuǎn)電機減速機(3)的轉(zhuǎn)速為150?250rpm。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多轉(zhuǎn)子變頻混砂機的混砂方法，其特征在于:加料階段時間為10秒，其主電機(2)和回轉(zhuǎn)電機減速機(3)的轉(zhuǎn)速為175?250rpm ;干混階段時間為15秒，其主電機(2)和回轉(zhuǎn)電機減速機(3)的轉(zhuǎn)速為250rpm ;濕混階段時間為80秒，其主電機(2)和回轉(zhuǎn)電機減速機(3)的轉(zhuǎn)速為250?150rpm ;松砂階段時間為15秒，其主電機(2)和回轉(zhuǎn)電機減速機(3)的轉(zhuǎn)速為175?150rpm;出料階段時間為20秒，其主電機(2)和回轉(zhuǎn)電機減速機(3)的轉(zhuǎn)速為150?250rpm。
【文檔編號】B22C5/04GK103949580SQ201410176917
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月29日
【發(fā)明者】江濤, 盛建春 申請人:常州市通力機電設(shè)備制造有限公司