去冒口锤的结构和原理

包艳青，姚继成，宋立波

（济南铸造锻压机械研究所有限公司，山东济南 250306）

去冒口锤的结构和原理

包艳青，姚继成，宋立波

（济南铸造锻压机械研究所有限公司，山东济南 250306）

在铸造行业铸件生产过程中，特别是大型铸件的生产，冒口的去除一直是个难题。介绍了一种去冒口锤，阐述了其工作原理以及工作过程，其特殊构造能够产生相当大的冲击功打击冒口，使铸件冒口的去除更高效、更快捷，并且无污染、绿色环保。

冒口；冲击功；工作原理；工作过程

0 前言

去冒口锤实际上是一种快进快排型冲击结构。目前，公知的冲击结构分为普通型冲击结构和快排型冲击结构。普通型冲击结构前腔进气口、排气口面积小，冲击时因排气口面积小造成活塞在移动过程中需要克服很大的背压，因而冲击能量低；而在活塞复位的过程中，因进气口面积小造成活塞复位缓慢，因而冲击频率低。快排型冲击结构是在普通型冲击结构的基础上增加了快排机构，这种快排机构可以使冲击开始时，前腔压力快速排至大气压力,故不存在普通型冲击结构中出现的前腔有较大背压的情况。快排型冲击结构虽然解决了普通型冲击结构冲击能量低的问题，但是由于不能解决前腔和储能腔同时充气的问题，依然存在冲击频率低的不足[1]。为了克服现有的普通型冲击结构冲击能量低、冲击频率低和快排型冲击结构冲击频率较低，产生高冲击能量需要充气准备时间长的不足，本方案提供一种快进快排型冲击结构。该快进快排型冲击结构可以产生高冲击能量，同时具有较短的充气准备时间。

1 去冒口锤工作原理

本产品利用压缩空气储存能量，特殊的储能结构使储存的压缩空气迅速释放，使锤头瞬间获得极大的冲击功，从而有足够的能量将较大型的浇冒口撞掉。同时还可以保证在每次打击完成后，使锤头快速复位，为下一次打击做好准备。

该设备实际上是一种快进快排型冲击结构。在前腔增加了快速排气阀的快排型冲击结构基础上，在储能腔和尾腔之间设置内先导阀。该快进快排型冲击结构中储能罐套在气缸筒外，合理地利用空间，形成了一个足够大的储能腔；气缸筒后段壁上制有3排（共54个）直径为9 mm的通孔，称为储能腔进气口群，储能腔进气口群的面积是活塞面积的1/9，气缸筒前段壁上制有3排（共54个）直径为9 mm的通孔，称为前腔排气口群；内先导阀设置在气缸筒内，通过封闭或打开储能腔进气口群控制储能腔与尾腔的连通与否，内先导阀关闭时，储能腔与尾腔是不相通的，可以对储能腔和尾腔同时充气；冲击工作开始时，前腔的气体通过气缸筒壁上的前腔排气口群，再由快速排气阀排至大气中，当活塞越过前腔排气口群后，和气缸筒之间形成封闭的空间，气体无法排出，进而对冲击活塞起到缓冲作用。

前腔充气时，快速排气阀排气口关闭，同时内先导阀封闭储能腔进气口群。此时封闭了储能腔和前腔，因此储能腔和前腔可以同时充气，使得快进快排型冲击结构可在相对较短的时间里完成充气准备。

前腔充气到规定气压后，此时快速排气阀和内先导阀同时换向，打开快速排气阀排气口和储能腔进气口群，由于快速排气阀排气口面积相当大，前腔压力迅速降低到原气压的1/9以下，冲击结构总成开始向前移动，储能腔的气体迅速进入尾腔，活塞的后端受力面积突然增加，于是活塞在很大的压力差作用下向前迅速加速。由于快速排气孔面积相当大，前腔气体不会受到急剧的压缩，因而可获得很高的冲击功。冲击工作完成后，快速排气阀和内先导阀同时换向，前腔和储能腔再次分别充气，完成一个工作循环。由于有一个足够大的储能腔和较大流通能力的前腔排气口群以及快速排气阀，冲击工作开始时，前腔压力能够迅速降至大气压力，冲击能无需克服背压做功，实现较高的冲击功；由于内先导阀能够切断储能腔与尾腔，进而可以实现储能腔和前腔同时充气，这样就缩短了冲击结构的充气准备时间，提高了铸件冒口去除的使用频率。

2 工作过程阐述

图1是去冒口锤待命状态结构示意图；图2是去冒口锤冲击行程示意图；图3是去冒口锤复位行程示意图。

图1中，压缩空气经换向阀8由第一管路11同时向内先导阀第二进气通道26、快速排气阀第二通道17、前腔进气口22充气。内先导阀2处于关闭状态，切断了储能罐1和尾腔；快速排气阀7处于关闭状态，切断了前腔和外界的通道；冲击结构总成4处于复位状态。同时压缩空气由第三管路27一直向储能罐1充气，因此储能罐1和前腔分别包含了足够压力的压缩空气。

图2中，换向阀8换向，压缩空气经换向阀8由第二管路12同时向快速排气阀第一通道16、内先导阀第一进气通道13充气；快速排气阀7动作，快速排气阀排气口18打开，前腔内的气体通过前腔排气口群23，再经过快速排气阀排气口18排出，由于前腔排气口群23和快速排气阀排气口18的流通面积大，前腔内的气压迅速下降；同时内先导阀2的内先导阀活塞往左动作，此时储能罐1的气体通过储能腔进气口群15，迅速进入到尾腔中，由于此时前腔的气体已经降至一定压力或者是接近大气压力，尾腔中极大的冲击能足以使冲击结构总成4以极大的速度冲出。当冲击结构总成4的密封圈越过前腔排气口群23后，前腔气体无法排出，冲击结构总成4与气缸筒3形成一个封闭空间，从而对冲击结构总成4起到缓冲的作用。

图1 去冒口锤结构（待命状态）

图2 去冒口锤冲击过程

图3 去冒口锤复位过程

图3 中，换向阀8复位，压缩空气经换向阀8由第一管路11同时向内先导阀第二进气通道26，快速排气阀第二通道17，前腔进气口22充气；其结果是内先导阀活塞往右动作，进而封闭了储能腔进气口群15，切断储能腔和尾腔的通道，尾腔第一排气通道14和尾腔第二排气通道25一直与大气相通，尾腔内的残余气体从这两个排气口排出；同时快速排气阀7动作，快速排气阀排气口18封闭，切断了前腔和外界的通道；与此同时，前腔不断的进行充气，冲击结构总成4在两端压差的作用下复位。

3 结论

该去冒口锤，使用压缩空气为动力，特殊的储能构造使储存的压缩空气迅速释放，工作锤瞬间获得极大的冲击功，可以显著提高铸件生产厂在去除冒口工序上的生产效率，大大减少因冒口去除不当而产生的补焊和废品。该产品的普及，将对提高全行业的生产效率，提高我国铸件产品竞争能力发挥积极的作用。

[1] 北京矿务局门头沟煤矿.一种新型冲击气缸[J].液压与气动，1977（04）:3-11.

第九届中国铸造质量标准论坛在上海举办

由全国铸造标准化技术委员会、中国机械工程学会铸造分会、中国铸造协会标准工作委员会联合主办的第九届中国铸造质量标准论坛于2016年7月9—10日在上海举办，本届论坛围绕“有色合金铸件的生产技术与质量管理”主题进行交流，来自有色合金铸件生产企业、铸造原辅材料供应商、铸造检测仪器仪表生产厂商、大专院校、科研院所和行业组织等70余名代表参加了论坛。

论坛由全国铸造标委会压力铸造分技术委员会主任委员、一汽铸造有限公司副总工程师董显明，全国铸造标委会秘书长葛晨光主持。

一汽铸造有限公司副总工程师董显明作了《国内外压铸铝合金标准综述及缸体制造技术》的报告。报告结合实际，对重要量化指标、检测评价标准作了简要介绍。

中国铸造协会执行副会长兼秘书长温平作了《成长中的中国铸造业团体标准》的报告。

中国航发北京航空材料研究院铸钛技术中心副主任南海作了《铸造钛合金及其成形技术的发展》的报告，介绍了铸造钛合金和铸造钛铝合金的特点和各种牌号合金的性能，论述了铸造钛合金和铸造钛铝合金的陶瓷型、石墨型、砂型工艺和真空电弧、真空感应灯精确成形技术的发展，以及国内外航空航天用钛合金铸件的应用情况等。

中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司铸造技术工程部主任徐贵宝作了《CRH308B高速动车组齿轮箱箱体的制作工艺与质量控制》的报告，介绍了CRH380B高速动车组齿轮箱箱体的结构设计，从工艺装备、过程控制、质量检测等方面阐述了产品质量控制措施，保证生产过程质量稳定性。

兰州理工大学副教授胡勇作了《GH3625合金高温掺合阀阀芯纯净化制备探究》的报告。介绍了利用真空感应重熔浇注成形的方法制备了GH3625合金高温掺合阀阀芯，研究真空感应重熔加钙精炼对掺合阀阀芯中杂质元素氧、氮、硫的去除作用。

中国铸造协会副秘书长张山根作了《关于建立“有色金属与压力铸造”团体标准的思考》的报告。他谈到，有色合金与压力铸造团体标准体系应是行业内先进企业群体的先进技术、产品和管理的体现，应该坚持标准的先进性和实效性，着眼于反应行业先进企业的整体水平和行业发展趋势，以规范和引导行业发展的正确方向。

嘉瑞集团张亚琴博士作了《镁合金压铸件加工生产安全技术及废料绿色回收技术的研究及应用推广》的报告。报告介绍了嘉瑞集团镁合金压铸件加工生产安全规范实施情况，以及回收镁合金的品质、技术经济指标和镁合金回收锭在压铸生产中的应用等。

广东鸿图南通压铸有限公司总工程师常移迁作了《压铸生产安全更要注重细节》报告和《铝合金锌合金压铸生产安全技术要求》行业标准解读，报告说明了制定《铝合金锌合金压铸生产安全技术要求》行业标准的必要性。介绍了标准的适用范围，对压铸现场的安全生产方面提出了有关技术要求，规范了本行业一些基本建设条件。为政府有关部门提供了行政执法的依据，从而可逐步消除压铸行业长期以来的无序发展所带来的对安全和环保的不利影响。

专家们精彩的学术报告和演讲博得了与会代表的好评，给与会代表留下了深刻的印象。

（铸造分会）

Stucture and principle of a kind of strong hammer

BAO YanQing,YAO JiCheng,SONG LiBo
(Jinan Foundry and Metalforming Machinery Research Institute,Jinan 250306,Shandong，China)

In foundries, the operation of removing risers is a tough job, especially for large castings. This paper expounds the working principle and working process of a kind of strong hammer, of which special structure releases considerable impact on reiser, make its removal more effi cient, faster, and pollution-free, green environmental protection.

riser;impact energy; working principle; working process

TG234+.1；

A；

1006-9658（2016）05-0065-03

10.3969/j.issn.1006-9658.2016.05.018

2016-03-22

稿件编号:1603-1305

包艳青（1984—），女， 工程师，硕士研究生，主要从事铸造设备的研发工作.