(完整版)德国HWS公司的EFA2SD6静压造型自动线

1、1 德国 HWS 公司静压造型线从德国 HWS 公司进口了一条 EFA2SD6 静压造型自动线 , 主要用于发动机的铸 件生产。该线的设计生产率为 80 整型 / h ，设备运转情况良好 , 可靠性高 , 故障率 低 , 每天两班生产 , 日产量在 1000 箱以上，年产量为 20000 万吨汽车配件。1. 1 静压造型线的主要参数砂箱内尺寸 1300mm x 900mm x 350/ 350 mm生产率 80 整型 / h循环砂箱 / 小车数 190 副/ 195 辆全线总功率 340kW液压定量泵3台,360L/ min液压变量泵1台,360L/ min储能器 1 台 ,100L齿轮循环泵

2、1台,450L/ min1. 2 静压造型线的组成及工艺流程 全线由造型段、下芯合箱浇注段、冷却段和返回捅箱段组成。造型段主要由分箱机、造型推送缸、造型辊道、空箱清扫机、静压造型机、翻 箱机、移箱机、造型缓冲缸等组成。 转运车 1 把空砂箱和平板小车一起移入分箱机 2 ,2 松开箱卡依次提起上下箱 , 提升上下箱时油缸的行程是不同的 , 油缸的行程是由 脉冲编码器控制的。 在造型推送缸 3 和缓冲缸 12 相互配合下 , 上下箱被推上造型 辊道 , 由 4 和 5 对砂箱进行清扫和外型检查。 然后进入造型机中心 , 举起砂箱完成 接箱、加砂、静压、压实和回程起模。辊道上每移动一个铸型 , 翻箱

3、机 7 就翻转 180 U正反转）。刮砂机9在铸型移动时对砂箱背面进行刮砂,然后铸型进入移箱机 11 ,11 依次抓起上下型分别放在下芯辊道和平板小车上。提起和放下铸型的油缸是由 脉冲编码器控制的。下芯合箱浇注段主要由中间推送缸、中间缓冲缸、下芯辊道、铣浇口机、扎 气眼机、下芯机和合箱机组成。主要完成铣浇口、扎气眼、下芯和合箱。合箱机18夹紧并提起上型翻转180 U在中间推送缸13和缓冲缸19的作用下铸型向前移动 一个位置 , （ 移箱机把上型放在这留下的空位 ） 。下型移进合箱机 18 , 把上型放下合 箱 , 并卡紧箱卡。穿梭小车依次自动把组装的砂芯送进下芯机 , 能识别下型的下芯机16

4、抓起砂芯放入下型。扎气眼机 15 自下向上在上型背面扎出排气孔。铣浇口机 14 自下向上在上型背面铣出浇口杯，再沿x或y轴移动，并与直浇道接通。浇口杯的位置在 x 、y 、z 轴三个方向可调。在推送缸 29 和缓冲缸 24 的相 互配合下 ， 铸型再向前移动一个位置 ， 空砂箱被推上返回段 ， 浇好的铸型被推上转运 车 23 ， 同时空砂箱被推上转运车 1 ， 平板小车和上箱分别进入移箱机和合箱机。冷却段主要由转运车 28、20、23 ， 推送缸 22、缓冲缸 30、提升站 21 和 31、 推送 / 缓冲缸 25 和 32、一条一层和一条三层的冷却带组成。 转运车 28 和 23 同时 移到

5、 1 号冷却带 ， 冷却的铸型被推上转运车 28 ， 然后转运车 24 和 28 返回。转运车 20 把浇好的铸型移入 2 号冷却带。在 25 和32 配合下 ， 铸型被推上提升台 21 ， 然后 转运车 20 返回 ，21 和 31 同时上升至 3 号或 4 号冷却带。在 25 和 32 相互配合下 ， 铸型被推上 3 号或 4 号冷却带 ， 然后提升站 21 和 31 下降至 2 号冷却带。返回捅箱段主要由推送缸 29、缓冲缸 24、捅箱缸 26 和转运车 1 组成。完成捅 箱和砂箱返回。捅箱机 26 提起砂箱移至捅头上方 ， 捅箱缸自下向上捅出砂胎 ， 再由 推送缸推到落砂机上 ， 空砂

6、箱再放回平板小车上。2 静压造型机静压造型机采用焊接构件和型材构成的六立柱式结构， 压缩空气罐和静压阀在其上面 ， 中间为砂箱辊道 ， 下面为工作台 ， 加砂斗和多触头在砂箱辊道和气包之 间来回穿梭 ， 模板转台在砂箱辊道和工作台之间来回旋转， 整个静压造型机由二根300mm x 400mm x 24mm的H型钢支撑。2. 1 组成机架采用焊接构件和型材构成一个稳固的六立柱封闭框架。六根立柱为305mm x 340mm 的 H 型钢 ， 上下横梁均各用二根 300mm x 520mm 大型 H 型钢。上 横梁上安装有压缩空气罐、静压装置 , 下横梁支撑工作台 , 中间二根 25 号槽钢装有砂箱

7、辊道,上部二根140mm x 260mm的长方形管材构成加砂斗和多触头穿梭辊 道。静压装置由压缩空气罐、 静压阀、导流管和通气框等组成。 多触头装在通气 框内 , 静压时压缩空气从气罐中流出 , 经静压阀、导流管均匀地分布在通气框内 , 再 经多触头的缝隙进入加砂框 , 穿过砂层从模板上的排气塞排出。静压阀的开闭由其 上部的油缸控制 , 油缸的升降由一个二位四通电磁阀控制。静压阀的开口大小和开启速度可通过弹簧预紧力的大小来调节。阀的开启时间可在0. 11. 5s之间调节 , 静压阀的进出口管径为 <250mm ,压缩空气罐容积为 5m3 。加砂斗内壁镶聚四氟乙烯薄板防粘砂 , 砂定量用电

8、子秤称量 , 放砂采用百叶 闸门 , 加砂框内壁也镶聚四氟乙烯薄板。压实采用主动式多触头 , 共有 48 个触头。静压造型机触头油缸缸径为 <63mm, 行程 275mm , 触头底部镶聚四氟乙烯薄板防粘砂。周边触头面积比中间触头小,以保证砂箱边缘获得较高的压实比压。改变比例压力阀电流大小, 使压实油压变化。作用在上下砂型上的压实比分别可在 0 1. 2MPa 范围内调节 , 保压时间可按 需要设定。工作台为钢板焊接的长方形结构 (1350mm x960mmx340mm) ,底部中间装有 一个 <200mm 的举升油缸 , 四角装有四根 <160mm 导向杆 , 工作台正面和

9、背面装有 模板框夹紧装置。 工作台处于最下面时 , 夹紧装置被固定在机架上的滚轮压住 , 是 松开状态。工作台一上升 , 夹紧装置被弹簧拉紧 , 把模板框钩紧在工作台上。 工作 台上升至最高时 , 四只楔形块在油缸的驱动下 , 插入导向杆的底部 , 静压和压实时工 作台承受的巨大的冲力通过导向杆传到机架上 , 避免了液压系统采用高压油路 , 大大 简化了液压系统。模板转台由两根 140mmx260mm 的长方形管材和构件焊成 H 型的框架 , 用于 支撑上下模板框和模板 , 在油缸的驱动下 , 模板转台来回 180°旋转 , 依次将上模 板框和上模板或下模板框和下模板转入或转出造型机

10、2.2 工作过程接箱 : 工作台慢速上升将模板和模板框从模板转台上举起并将其夹紧在工作台上 , 尔后快速上升 , 再减速后将辊道上空砂箱接住 , 再上升将加砂框接住后上升 停止。工作台上升行程由脉冲编码器监控 , 当工作台接模板、砂箱和加砂框时 , 脉 冲编码器发信号给比例换向阀 , 使工作台自动减速。工作台上升的快慢速及速度变 化的斜率均可在电控柜上的操作面板 OP25 上调整。加砂 : 加砂斗在油缸驱动下进入造型机中心 , 同时多触头移出造型机中心 , 加砂 斗百叶闸门打开 , 加砂后关闭 , 加砂斗移出造型机中心。静压 : 工作台继续上升 , 加砂框顶起通气框直至顶紧机架 , 油缸驱动楔

11、形块插入工作 台下四根导向杆底部 , 静压阀打开 , 压缩空气经通气框进入加砂框紧实型砂 , 再从模 板上排气塞排出 , 同时皮带向加砂斗内定量加砂 （ 称量 ） 。压实 : 通气框上的排气阀打开 , 排出其内的残余气体 , 多触头向下进行压实 , 达到压实比压并保压一定时间 , 多触头向上缩回。工作台下降 : 楔形块从工作台下导向杆底部退出 , 工作台下降依次完成通气 框分离、加砂框分离、砂箱分离 （ 起模 ） 、模板和工作台分离。更换模板 : 模板转台旋转 180 °更换另一块模板 , 同时造型段推送缸把造好的 砂型推出 , 推入一个空砂箱。对于高度差别较大的模板 , 可在压实后

12、再打开静压阀使砂型进一步压实。3 控制系统3. 1 液压和气动系统除少数必须用气动控制的外 , 全线采用液压传动 , 集中泵站。泵 站设在造型机旁的地下室内 , 总流量 （ 工作时 ） 1080L/ min , 油箱容积为 7m3, 封闭式、侧面开孔。共安装了 5 台泵 ,1 台变量柱塞泵 ,3 台内啮合齿轮泵 ,1 台 循环泵。油加热器和冷却器用于控制油温在50 ± 2 C范围，还配有一台100L活塞式氮气储能器 , 用于平衡压力油的输出。用比例方向阀控制高速重载有冲击的 油缸 ， 简化了液压回路 ， 增加了缓冲效果 ， 而且调速方便。用脉冲编码器监控不同行 程的油缸。在垂直升降砂

13、箱等举重油缸的下腔均安装了平衡阀。 液压系统运行可靠、平稳举升缸的行程用脉冲编码器监控 , 并通过调整比例电磁铁的电流大小来调整 阀芯开口的大小 , 从而使油缸减速或加速运动。油缸运动的快慢速度以及加速度 大小均可在电控柜上调整。液压回路简单可靠。3. 2 电控系统电控系统为二级控制 , 上位机用 IBM PC/ AT 计算机 , 下位机采用西门 子 PLC S52115U 型可编程序控制器 , 还配有 ALC2001 故障诊断软件。计算机可监 控全线运行情况 , 具有故障诊断、显示分析和存储以及机器和工艺参数的设定、存 储、打印等功能。 现场有 7 个电控柜 , 通过电控柜上的控制面板 OP

14、25 设置PLC 内部参数、机器参数、工艺参数、油缸运行速度等 , 实现控制过程的人机对 话。全线控制方式有自动、手动 ( 带连锁 ) 和调整三种。电控系统运行可靠、故障 低、维修方便。4 静压造型线特点(1) 主机采用静压造型，无震击，无噪音，生产环境好。静压造型工艺生产 的铸型不仅在分型面上 , 而且在垂直面上硬度高且分布均匀。特别在吃砂量为30mm的型腔垂直面上硬度仍可大于 80 ,起模斜度小，铸件尺寸精度高，表面粗糙 度高 , 特别适合生产复杂的薄壁铸件。(2) 采用电子称量装置和砂分布调节器 ， 散落砂少 ， 约为 8 % ， 节约型砂。(3) 全线采用分区域控制， 有手动也有自动，

15、 减少了故障率，便于组织生 产，提高生产率。也就是说，在某一段时间内，某一控制段出现故障，在排除故障的同时，其它控制段可继续正常运行。 在静压和压实时 ， 采用油缸驱动楔形块 ， 插入工 作台下四根导向杆的底部 ， 使工作台承受的巨大冲击力通过导向杆传到机架上 ，大大简化了液压系统。运行动力采用液压、气动、机动相结合的方式。砂箱运行 采用机动边辊；造型、脱型采用液压 翻箱、合箱、接底板等采用气动。(4) 全线共有 7 个油缸要求有不同的行程 ， 均用脉冲编码器监控 ， 行程精度 可控制在± 1mm 内。其他油缸只有一个行程 ， 因此距离控制精度高。(5) 液压系统较多地使用比例阀、 锥阀、内啮合齿轮泵等 ， 简化了液压回路减少了元件数量，保证了液压系统运行平稳、可靠(6) 浇注段、冷却段采用步进式控制方式，即每副砂箱有一套机动边辊，前副砂箱到位后， 后副砂箱才开始运行，达到无撞击，延长砂箱及设备使用寿命之目的。先进的电控系统，能通过计算机对机器参数、工艺参数进行设定，并能对全线 运行情况进行监控，具有故障分析、显示、统计、打印等功能。(7) 脱型机的砂箱输送采用液压马达作动力，达到既能进又能退的目的