重熔用铝锭堆垛机在铝方棒生产中的应用

张新奎

摘要：利用废旧重熔用铝锭堆垛机，改装成铝方棒堆垛，提高了铝方棒生产效率。

关键词：合金方棒，堆垛，夹具

1A356.2合金方棒生产简介

A356.2合金方棒主要应用于汽车轮毂，汽车变速箱、燃料箱等的制造，市场前景可观。某车间1#、2#、3#剪棒机是剪切A356.2圆棒和方棒的主要设备之一。目前该设备无堆垛装置，堆垛作业完全靠人工搬锭来完成，生产效率低下，繁重的体力劳动导致作业区人员流失严重。目前急需改造铸棒堆垛装置。

2重熔用铝锭堆垛设备改造成方棒堆垛设备

经过走访多家铝铸棒厂，发现方棒堆垛多为人工堆垛，目前除自动机械手臂外没有较好的方棒设备应用在铝棒剪切生产中。但自动机械手臂成本较高无法在该车间得到应用。该车间技术人员依据重熔用铝锭堆垛设备原理，最后决定在重熔用铝锭堆垛设备基础上自行设计改造方棒堆垛设备，以实现铝方棒批量生产。

3造成方棒堆垛设备

安装方棒堆垛装置经实地考察，选定位置。經实地测量，运输堆垛设备安装空间为8m*4.5m*1.5m。确定安装设备与剪棒机进行衔接。

3.1经过计划后，车间联系拉来废钢轨4根。用铸造机冷运机链板的一半，作为连接件，两端用螺丝固定，做成运输机链条。固定支架两端根据链条的转速配备了功率2.2Kw的减速机，组织车间维修人员加班加点改造支架，把原来的槽钢支架作废拆除，用废弃的天车轨道制作成钢轨改为钢轨支架，同时加工成外部高，内部低的设计，便于成品方棒输送。

3.2运输链条制作。采用原有铝锭运输机的链条链轮进行组装，为节约加工成本，对原铝锭运输机700mm的链板进行分割成两块350mm的链板，两端钻φ5mm的孔，便于链板两端固定于链条上。运输机前后齿测量加工。设备部专业技术人员，现场测量后，设计出图，精确计算链条的长度和链接板的孔径，选择加工主动轮和从动轮齿轮尺寸大小、齿轮啮合系数，依图纸制作齿轮、固定轴和轴两端所需固定的轴底座，确保运输机正常运行。

3.3牵引力电机选择。运输机带运装置改造完成后，牵引电机的选择至关重要，依据重熔用铝锭铸造机垛运机电机型号确定电机为2.2Kw，该电机带动运输机转动，使剪切后的方棒及时运至运输机尾部，进行垛运。如电机选择1.5Kw电机安装后，牵引力小，运输机运行速度慢。确定2.2Kw电机安装后，牵引力大，运输机运行速度明显快，具备带动2吨铸棒运行能力。

3.4方棒下料平台制作。原来的剪棒机有短小的剪切平台，但高度高、倾斜度不够和无助力铸棒机构，使剪切后的铸棒直接落到剪切平台上，易造成脱锭困难和砸手，不利于提高剪切效率。为此，维修班测量尺寸，根据现场实际情况，制作厚宽长钢板，斜度45的接棒支架，自行设计机构，方便接锭。

3.5接锭平台和接棒锭轮改造制作。剪棒机剪棒后方铸自动脱落，在重力作用下排序流入小平台，在平台出口设计一个倒“八”字入口，使铸棒自动有序排序在运输链条上。参照铸棒尺寸600-700cm ，倒“八”字平台尺寸设计，两侧满足大于700cm的侧滑道，钢板小面立起充分焊接，起到扶锭和定位作用。方棒经过成品运输机的运送过程之前必须按整齐的顺序排列进入运输机，关键要设计制作瓶颈装置使铸棒排列，下落的铸锭，倾斜落上成品运输机，方向不能偏移，必须有在限定位装置上，

3.6整列操作集成电路控制。拉锭整列口制作运输机将方棒运送至末端后，运用铸棒的惯性力依次爬上一个定轮上，通过中间的动轮传递动力，触碰前侧感应杆，plc控制系统自动启动拉锭气缸装置运行，每一块铸棒依次进列堆放，够7块等待夹具抓运。

3.7夹具宽度调节。方棒长度在600-700cm，维修人员依铸棒长度确定夹具宽度，原有夹具长度在750cm，鉴于夹具长铸棒短的问题，维修工在夹具两侧加焊接20mm的钢条，将铸棒完全夹在中间不掉落，经过调试满足堆垛要求。

3.8方棒堆垛机夹具板改造。用废弃铝锭堆垛机改造为方棒下料堆垛机原夹具板为生产铝锭设计，不能满足方棒堆垛使用要求，夹具板下方外沿较窄，在运行过程中易发生掉落，所以在现有设备基础上在两侧各加宽5x700mm的钢条;两侧尺寸较大，在夹具板两边内侧分别加700x100mm槽钢一根;夹具与堆垛平台冲突，在夹具底部间隔处各加30x20x700mm的方轨一根。通过以上改造，使其具备方棒堆垛使用要求。3.10夹具堆垛机位置的确定。根据方棒在整列机上的排列位置，设计夹具自动下降装置的位置，运行前调整夹具的正常位置，通过夹具的起点、移动落点，确定垛运机的摆放位置，从而使堆垛机各部位有效的衔接。由限位控制，方棒的放置;运行前调整夹具的正常位置，夹具的起点、移动落点，由限位控制方棒的放置。

3.9夹具堆垛运行。依据方棒的长度，夹具向前运行到一定位置，夹具自动上升、下降，夹具正向、反向旋转，完成每一层的堆垛工作。方棒下料堆垛机操作控制系统改造。原铝锭自动堆垛操作控制系统装置，由一个电源控制柜组成，操作控制系统进行方棒堆垛存在安全隐患且不适用方棒堆垛。结合这一使用情况，加装了紧急停止按钮，对原操作柜内电气元件进行升级改造，线路进行优化，修改控制时间，重新编写和设计plc程序，使方棒下料堆垛机能按设计的方案进行工作，经调试试用，效果较好。

3.10方棒下料堆垛机风路、阀体改造。原风路、阀体老化严重，且备件已淘汰。对后期的检修维护造成极大的困难。根据这一实际情况，改造人员重新选型合适的阀体，更换阀体6个，配管50m，科学设计风路及管路。经过试运行，达到使用要求。同时自制方棒下料堆垛机储气装置。由于现场进风管线为4分管，导致进风量不足。现改为1200x150的钢管自制储气装置，上设出风口2个，下设排水装置，保证在设备正常运转时风量的供给。

4效益分析：

车间采用原有铝锭运输机的链条链轮进行组装和利用废钢材自行加工，除去维修成本0.5万元外，改造成本约2.826万元，提高了剪切效率。经过设备专业技术人员反复验证，铝锭堆垛装置改造后使用，节约了成本，方棒堆垛效率提高了2倍。

参考文献：

[1]蔡建轮.提高重熔用铝锭质量的措施[J].中国金属通报，2019（08）：117+119.

[2]曾萍，马存真.国家标准《重熔用铝锭》解读[J].铸造，2017，66（10）：1128-1131.