回转式悬链干燥线在熔模铸造中的应用

2021-03-03王胜良郑蕊胡杰

中国设备工程 2021年4期

王胜良，郑蕊，胡杰

（石家庄盛华企业集团有限公司，河北石家庄 050800）

熔模铸造又称失蜡铸造，是一种精密复杂铸件的铸造工艺，熔模铸件尺寸精度和表面粗糙度都较高，广泛用于军工、航空航天、石油化工、食品等领域。模壳干燥是熔模铸造制壳生产线上继涂料、撒砂后的最后一道工序，是影响铸件表面质量的重要因素。常规的模壳干燥线空间利用率小，温湿度难以控制，工人劳动强度大，生产效率低。为解决制壳车间厂房面积对产量的制约，设计了回转式模壳悬链生产线。

1 回转式模壳悬链干燥线结构

1.1 常规的模壳干燥线

常规的模壳干燥线由多个移动小车组成，移动小车长2m，宽0.9m，高1.8m，两侧各三层，移动小车并排在指定的干燥区域，如图1、2所示。这种干燥生产模式，在浸涂料、挂砂时，需要工人将挂满模壳的小车推到浆桶旁边，整车完成浸涂料、挂砂后，再将小车转移到干燥区进行干燥，并换下一车浸涂料、挂砂，如此往复操作，不但工人的劳动强度大，而且还浪费了大量转运模壳的时间。另外，这种干燥模式，模壳车上方的空间无法利用，不能提高制壳车间产能。

蜡模车间和制壳车间均24h生产，每班8h，三个班不停产。蜡模车间每天下树800棵模组，每个移动小车上每层悬挂7棵模组，共悬挂42棵模组，需要19个移动小车，占用空间约长23m，宽2m，高1.8m，占用面积约46m2，移动小车的上层空间未有效利用。

图1 常规模壳干燥线移动小车

图2 常规模壳干燥线

1.2 回转式模壳悬链干燥线结构

为充分利用厂房上层空间，根据车间的高度设计干燥悬链，车间高4.5m，按照1m的层高设计成4层的悬链，悬链按照图3所示的箭头方向转动。整条悬链长46m，悬挂杆间隔约0.9m，共52根悬挂杆。在最下方设置一排风机，二层和三层之间设置一排风机，即每两层一排风机，所有风机向上吹风，加速干燥。浆桶和淋砂机设置在悬架一端，设定好悬链转速，刚操作的型壳顺势旋转到最上层，开始干燥，设定好悬链转速，待型壳干燥好后正好旋转到最下层，可以继续进行下一层沾浆、挂砂。

以每根悬挂杆挂8棵模组计算，整条悬链可以悬挂400棵模组。占用空间长12m，宽2m，高4m，占用面积24m2，更好地利用车间的上层空间来使模壳进行干燥。

图3 回转式模壳悬链结构简图

2 回转式模壳悬链干燥线的温湿度控制

硅溶胶模壳质量直接与干燥程度有关，影响模壳干燥的因素很多，其中，环境的相对湿度影响最大，其次，是风速、温度和型壳材料，工厂对制壳车间温度和湿度必须进行严格控制。熔模铸造制壳车间的温湿度控制对铸件的尺寸精度和表面质量的影响非常重要。为使车间达到恒温，需要用中央空调对温度进行控制。在北方，天气干燥，为使车间达到一定的湿度，需要用加湿器实现对湿度的调节，并用温湿度表对温湿度进行监控。

该公司常规的模壳干燥线的空间大小为长23m，宽2m，高4m，干燥空间为184m3，干燥空间较大，使用中央空调和加湿器对温湿度进行控制，温度控制在25±2℃范围内，温度波动在4℃范围内，湿度可以控制在65±5%，湿度波动在10个百分点范围内。

干燥悬链的尺寸为长12m，宽2m，高4m，占用空间96m3，占用空间比常规干燥线减小了约50%，同样使用中央空调和加湿器对温湿度进行控制，温度可以控制在25±1℃范围内，温度波动在2℃以内，湿度可以控制在65±3%范围内，湿度波动范围3个百分点。

由此可见，回转式悬链干燥线由于大幅度提高了空间利用率，占用空间小，使温湿度控制更加稳定，波动范围更小，同时，还能够降低中央空调和加湿器的用电量，降低生产成本。

3 回转式悬链干燥线对劳动强度和生产效率的影响

3.1 常规的模壳干燥线的劳动强度和生产效率

常规模壳干燥线，操作时，首先，将移动小车推至浆桶附近进行操作，将一棵棵模壳操作好后，挂回移动小车上，整个移动小车挂满后，将移动小车推至干燥区域进行干燥，再将第二个移动小车推至浆桶附近，如此这样操作。使用移动小车，不但工人劳动强度大，还浪费了大量模壳转运的推车时间。常规干燥线，一个工人一个班可以操作280棵模组，每天800棵模组操作一层需要3个人。