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冷芯盒设备问题产生废芯的原因分析及解决措施

冷芯盒设备问题产生废芯的原因分析及解决措施

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摘要:对冷芯盒射芯机设备问题产生废芯(以下简称“设备废芯”)的原因进行了深入研究分析,并有针对
性地提出了解决方案,对冷芯盒用户的现场维修工作、节约维修及生产成本具有一定参考价值。
关键词:冷芯盒射芯机;设备废芯;砂芯缺陷;解决方案
中图分类号:TG231.6 文献标识码B 文章编号:1674—6694(2010)01—0036—03
随着我国工业的飞速发展,冷芯盒制芯工艺已
成为铸造行业的首选。设备废芯问题逐渐成为各铸
造公司降低成本的核心话题.通过我公司近7年来
的统计显示:冷芯盒射芯机平均每台每天生产坭芯
400模,其中设备废芯占总产量的4%左右。平均每
台冷芯盒射芯机每年因此浪费成本高达20万元,
而该方面的技术资料相对较少,我们根据多年现场
维修管理经验,对所遇到的设备废芯问题作一浅陋
分析,希望能给各位同行带来一定帮助,达到降低
设备废芯的最终目的。以下论述均在假定工艺正常
的前提下进行。
1 设备结构介绍
我公司有3台MLB65—130型冷芯盒射芯机,
采用三乙胺树脂法固化,水平射砂分型,采用s一
300PLC控制,目前尚未使用四开模功能,个别零件
芯盒内有气缸带动的活块。结构如图1所示。
通过近7年的现场统计显示,设备废芯现象大
致分以下几种:砂芯射不实、砂芯不固化或固化不
好、砂芯缺陷、砂芯尺寸不合要求或开模后出现掉
块、砂芯在芯盒分型面出现薄片等。经研究发现:设
备废芯产生的原因与以下4处设备结构相关的故
障有直接关系:l、射砂单元;2、吹气单元;3、芯盒车
及下芯盒锁紧装置;4、工作台与上芯盒框架。
1.1 射砂单元
射砂单元是一种通过压缩空气将芯砂射人芯
盒的装置(如图2a)所示)。射简易于拆装,方便清
洁,可防止射砂腔中芯砂凝结以致不易清理。射砂
收稿日期:2009—12—13
作者简介:刘屹(1979一)男,江苏徐州人,工学学士,工程师,主要从
事铸造设备的管理与指导维修工作。
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1一砂门;2一射砂单元;3一上芯盒框架上顶芯板;4一工作台;
5一侧夹紧装置;6一小车;7一下顶芯;8-光栅或光幕;9一左侧保养门;
l0一液压阀柜;11-吹气小车,吹气罩;12一后方左侧保养门;
13一后方右侧保养门;l4一气体发生器柜;15一气阀箱;16一右侧保养门。
图1 冷芯盒结构总图
单元故障可导致砂芯射不实及砂芯缺陷,具体表现
在以下三个方面:
1)射砂压力不足:此故障会导致砂芯射不实,
大致有以下三种原因:
(1)密封不严:射砂单元密封包括射砂筒上下
密封、排气阀密封以及加砂蝶阀(或砂闸板)密封、
射头与上芯盒底板的密封等。此类问题需更换密封
件排除:
(2)射砂比例阀故障:此类问题会导致比例阀
输出压力与操作员面板中参数设置不符,需修理或
更换:
(3)操作员面板中参数设置不合理:射砂单元
的参数设置在图2b)中操作员画面完成。
2)砂筒粘砂及射嘴堵塞
砂筒粘砂及射嘴堵塞将导致砂芯缺陷。故障原
因如下:
(1)射砂筒内壁粘有大的砂块。该问题一般是
因射砂筒长期未清理所致。每班生产完成后将射砂
筒拆下清理可减少此类问题的发生;
2010年第1期 刘屹,杨春霞,王国强,等:冷芯盒设备问题产生废芯的原因分析及解决措施 铸造设备与工艺
3
l一气包;2一带射筒的射砂腔;3-带射板的射头。
a)射砂单元结构图
b)射砂参数设置四面
图2 射砂单元
(2)部分射嘴堵塞。制芯过程中会有少量三乙
胺气体泄漏.泄漏的三乙胺气体与射嘴内的芯砂相
遇会加速其固化,若久不清理将导致射嘴堵塞。在
生产过程中每隔几小时(具体时间视三乙胺泄露情
况而定)应清理射嘴一次,防止射嘴堵塞。
3)翻砂
此故障也是导致砂芯缺陷的原因之一。翻砂的
原因一般是由排气阀及排气管路排气不畅造成,初
始原因由射砂筒上下密封不严及射砂筒砂网损坏
造成.但随着翻砂的出现,排气管道内进砂导致管
道孔缩小使翻砂强度增大。翻上去的砂亦有部分进
入排气阀内,加快排气阀膜片的损坏及阀的堵塞,
所以更换排气阀膜片、砂网、砂筒密封后必须将管
路内的余砂清理干净。
2 吹气单元
吹气单元包括吹气小车和吹气板、吹气罩(见
图3、图4)。吹气小车驱动吹气罩移到设备中的吹
气位置。砂芯从芯盒中顶出后,吹气罩移出。吹气小
车由一个带电动马达的曲柄传动机构驱动。可使小
车在硬制导轨上平稳、准确的移动。上顶芯板依靠
真空吸附在吹气罩内,吹气罩下部两侧的爪子可防
止突然停机时吹气板掉落。在吹气过程中,吹气罩
对上芯盒进行密封。上顶芯集成在吹气罩上。当工
作台下移时,它可将砂芯从上芯盒脱模并顶人下芯
盒。
在芯砂合格的
前提下,砂芯不固
化或固化不好的原
因应该是三乙胺的
供应问题,造成三
乙胺供应不足的原
因从统计数据显示
分析92%左右是密
封问题:吹气罩与
上芯盒的密封是依
靠吹气罩周围凹槽
内的密封条来完成
的,但近几年统计
发现效果并不理
图3 吹气小车
1一吹气小车;2一上顶芯板。
图4 带上顶芯板的吹气罩
想:最多的一次一周换过3次密封条。后来发现吹
气罩框架及上芯盒底板长期使用后产生的变形也对
吹气单元的密封『生能有一定影响。定期更换吹气罩
框架会取得良好的效果,据使用冷芯盒以来的维修
资料统计显示,更换吹气罩框架的周期为3年左右。
此外,上下芯盒密封不严、三乙胺管路不通或
泄漏也会导致供胺不足。但有一点比较明确:三乙
胺泄漏容易发现,查看吹气罩与上芯盒结合处、上
下芯盒结合处周围有无大量氨水,必要时也可采用
在密封条外围用粉笔划线的方法确认。如果上述现
象经检查后不存在,问题则集中在气体发生器(见
图5)。气体发生器供胺不足检查起来比较复杂,先
用量杯测量一下胺定量泵是否定量准确,若定量与
实际不符,需要打开定量泵检查膜片及定量泵内气
缸杆与膜片相连处是否松动或脱落;若定量准确,
则检查定量泵与气体发生器之间的两个单向阀。判
断单向阀是否出问题有一个捷径:把连接单向阀的
管子换成透明的,观察胺定量时管路中是否有气
图5 罐供胺式气体发生器
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Feb.2010 №1 铸造设备与工艺 2010年第1期
泡,若气泡稀少(大致1 S出现一个)则对三乙胺供
应影响不大,如果1 s出现两个以上,就需要考虑更
换单向阀。单向阀出问题一般是截止能力不好所至。
气体发生器过热是导致单向阀损坏的主要原因,一
般以气体发生器温度在90℃一110 cI二为宜。
3 芯盒锁紧装置
上下芯盒锁紧装置结构原理:上芯盒4角有4
个固定牢固的销钉伸入锁紧装置的4个销钉孑L中
靠液压系统锁紧,固定相对稳定;下芯盒的锁紧装
置采用芯盒车上的小车锁完成,芯盒车锁紧装置的
结构如图6。
1一小车锁;2一气垫导轨;3-防偏轴承。
图6 小车体
芯盒车前后两端各有一个伸出的锁头用来锁
紧下芯盒.锁头下面是一个10 mm厚的方形钢板.
钢板用4个螺钉(螺钉直径为 8 mm)固定在小车
体上。当芯盒装上后,小车快慢速的切换产生的强
大的惯性冲击,时间久了会使固定车锁的螺钉松
动.进而冲击套住锁头的钢板,使钢板带动锁头及
下芯盒前后摆动,导致上下芯盒错位.错位的芯盒
在开模时对砂芯产生侧面的作用力。使砂芯出现掉
块现象。每天更换芯盒时顺便检查小车锁是否松
动、定位准确,若有松动及定位不准确情况出现应
及时紧固以防止该装置的进一步损坏。
4 工作台与上芯盒框架
砂芯中间上下芯盒结合处出现薄片,原因除上
下芯盒结合不严之外,至今所发现的就是射砂完成
后上芯盒随工作台一起下降到吹气罩进位置时出
现上下开模的情况,此时由于尚未吹气,砂芯没有
固化,设备废芯难免出现。仔细研究苏州明志公司
所提供的技术资料并结合现场实际情况发现有两
种大方向可导致该故障:一是下降过程中上芯盒框
架过慢或受阻;二是工作台下降过快或越位(即越
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过吹气罩进的位置而
直接向下运动.然后
再返回)。要分析清楚
这两个问题,先看下
工作台和上芯盒框架
局部的动作原理(图
7)。
工作台下降是靠
液压站大泵驱动,由
液压比例阀和线性传
感器控制执行的,下
降速度的快慢可通过
在PLC程序中调节
1一线性传感器:
2一位置传送器。
图7 工作台线性传感器
液压及相关参数实现;上芯盒框架下降是靠小泵驱
动.由液压流量1与液压流量2叠加控制的,液压
流量2是为防止因上芯盒框架下降过慢而与下芯
盒脱开产生废型刻意加上的。分析认为:上芯盒框
架下降过慢是因为液压流量2没有叠加上所致,继
续分析下去就是电信号是否输出到位和液压阀及
管路是否通畅的问题;如果电信号到位。液压阀及
管路通畅,就需要检查小泵问题的流量是否有异
常。小泵流量的调节由于条件限制一般是送专业维
修厂家调试。至于工作台下降过快或越位有三个原
因:一是液压参数设置不合理:二是截止阀有少量
泄漏导致工作台在吹气罩进的位置截止不住直接
下行:三是线性传感器没有感应到工作台降至该位
置。
针对射砂后上下芯盒开模问题,可采取以下防
范措施:1)禁止非专业技术人员改动程序参数,修
改参数后应做好相关记录并说明详细原因;2)保持
液压系统无污染;3)发现破损电缆立即更换;4)保
持控制元件接线牢固可靠,性能不可靠的原件及时
更换或修复;5)发现线性传感器感应位置与实际有
小的差异时要先查明是否机械原因再做相应调整.
严禁上下敲击。
5 结束语
设备废芯问题是冷芯盒射芯机降低成本的一
大隐形杀手.其影响因素因设备结构不同而变化.
只要我们认真观察,多做对比,理论结合现场实际
来分析问题,解决起来总会有迹可寻。但更重要的
还是对设备保养要到位,以保证设备正常工作,起到
预防为主,维修为辅的良性循环,以达到降低设备
废芯的最终目的。

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