双排输送干燥线设计

王 兵，郭 帅

（机械工业第六设计研究院有限公司，河南郑州 450007）

国内的砂芯涂料烘干设备大部分采用单排输送的方式，为了提高生产率，只能增加设备长度，但由于受到车间厂房空间的限制，很多情况下只能是通过增加一台烘干设备来提高生产率，这样不但提高了设备成本，而且也增加了设备占地面积、运行和维护成本。本文设计的双排输送干燥线可在满足生产率的前提下，代替两台单排烘干设备，降低了设备建造和运行成本。

1 双排输送干燥设备的用途和工作过程

1.1 双排输送干燥设备的用途

双排输送干燥设备是针对发动机组合砂芯整体浸涂水基涂料后进行烘干的节能高效烘干设备，主要用于铸造车间树脂砂芯浸涂水基涂料后的烘干。

1.2 双排输送干燥设备的工艺流程

在铸造厂制芯车间，制芯机制出砂芯后，由机器人放置在上料工位托盘（定位精度0.3mm），通过输送辊道进入烘干炉炉前过渡段，过渡段可快速运行（V=8.6m/min），也可通过离合器随炉内辊道慢速运行（V=0.5m/min），炉内连续运转，炉外各工位间歇运转，托盘带工件进炉烘干，烘干时间60min，干燥温度200℃，工件出炉后经出炉过渡段、炉外输送辊道，到达下料工位后由机器人取下烘干后的砂芯，空托盘运行到上料工位完成循环。

2 双排输送干燥线的结构设计

双排输送干燥线主要由天然气燃烧系统、热风循环系统、排气和冷却系统、砂芯输送系统、电气控制系统等组成。

2.1 某铸造厂烘干设备的生产条件和设备要求

工作制度：采用三班连续生产，每周工作6 天，全年工作303 天，设备年时基数6130h。

砂芯参数：10/12L 缸体辅助砂芯浸涂前总重约为48kg，浸涂前总重按60kg 考虑。

托盘尺寸：用于浸涂后烘芯用托盘尺寸900×1300×90（长×宽×高，mm），重约150kg。

烘干要求：砂芯烘烤后含水量≤0.3%。

生产率：55 托板/小时。

烘干时间：60min。冷却时间约10min。

2.2 干燥线的总体设计

根据生产条件要求，若炉内考虑单排输送，则设计炉长为：（L+B）P+L冷=60m。

L=900mm，托盘长度；

B=100mm，设计托盘间距；

P=55 盘/小时；

L冷=10min×0.5m/min=5m，冷却段长度。

该干燥线总长为炉长加上炉前炉后过渡段等，干燥线总长至少要达到68m 左右。超出车间允许长度50m，必须缩短干燥线总长。考虑车间宽度还有空间，可将干燥炉加宽，为降低设备建造成本和设备运行成本,将两套单排烘干炉设计成为一套炉内双排烘干炉，炉内输送变为两排。干燥炉截面见图1。

图1 双排干燥炉截面图

考虑炉内双排运行后干燥炉长为：（L+B）P/2+L冷=32.5m。

冷却段长度L冷=10min×0.5m/min=5m，考虑到炉口过渡辊道长度，则该干燥线设备的总长约为45米。采用双排输送干燥线，不仅降低了设备长度，而且相比较两套单排干燥线，降低了设备建造成本，而且双排输送干燥线的运行成本会更低。

2.3 干燥线的输送系统设计

因炉内单根辊道双排连续运行，炉外上料段为单排辊道运行，机器人上料，炉外上料段与过渡段之间需一台小车同时为两个工位送料。同时需设两个过渡工位才能满足设备生产率要求，其中过渡工位1（共两排与炉内工位对应）为快慢速转换工位，即可快速运行接过渡工位2 来件，也可以随炉内工位慢速运行将托盘送入炉内，过渡工位2（共两排与炉内工位对应）为快速运行工位接收从小车来件，过渡工位2 为过渡工位1 前工位，保证随时有件，当过渡工位1 慢速将托盘送入炉内后，该工位上托盘可快速运送至过渡工位1，满足炉内双排连续运行需求即生产率需求。出炉口与入炉口对称布置。入炉口的输送辊道布置如图2 所示。

图2 干燥炉进口辊道布置图

3 结论

在铸造厂车间空间受限的情况下，双排输送干燥线不但解决了生产率问题，而且相比较投入两套单排输送干燥设备，不仅节约了设备建造成本，而且节约了设备能耗和运行成本。该双排输送干燥线已经在潍柴动力股份有限公司成功投产，成功解决了该类型设备单根辊道双排输送的技术难题。

[1]窦艳涛，单春贤.干燥炉的优化研究[J].工业炉,2009(01):10-12.

[2]王秉铨.工业炉设计手册第2 版[M].北京：机械工业出版社,2008.