多轉子變頻混砂的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種多轉子變頻混砂機，包括固定式頂蓋、筒體及底盤，頂蓋上安裝有主電機和回轉電機減速機，主電機帶動齒輪箱內的行星齒輪組傳動，通過齒輪箱內的行星齒輪組轉動連接有兩組棒式轉子刀具、兩組刮板轉子刀具和中心刮刀；回轉電機減速機帶動齒輪箱沿筒體轉動，且齒輪箱上固定連接有壁刮板刀具；所述主電機和回轉電機減速機上電連接有變頻控制器。本實用新型具有混砂均勻、混砂效率高及能耗低的特點。
【專利說明】多轉子變頻混砂機
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種砂型鑄造設備，尤其涉及一種多轉子變頻混砂機。
【背景技術】
[0002]多轉子變頻粘土砂混砂機是砂型鑄造設備中的一種。轉子粘土砂混砂機的作用是對進入混砂機筒體內的新、舊砂、水、輔料(膨潤土)進行攪拌，使砂子顆粒表面均勻地包覆濕膨潤土膜(也稱型砂)。在一定的混制時間內，混砂機混制出符合工藝要求的型砂；同時混制出的型砂松散不結塊，從而滿足鑄造造型的需要。
[0003]傳統上使用的震壓造型機要求混砂機提供的型砂濕壓強度在0.08—0.12MPa范圍內，而現代鑄造廠已逐漸使用高密度造型機生產鑄件，所要求的由混砂機提供型砂的濕壓強度一般都超過0.16MPa(或0.18MPa)，有的甚至達到0.22MPa。要滿足這一要求就必須使混砂機的混砂時間加長，但混砂時間的加長卻降低了生產的效率，同時每噸砂耗能也增加。
[0004]目前市場上，轉子粘土砂混砂機結構型式通常有如下兩種型式。
[0005]A:混砂機為固定式頂蓋筒體底盤結構，混砂機內安裝有三種型式的刀具組:
[0006]一組轉子刀具、一組刮板刀具和一組壁刮刀具。
[0007]轉子刀具在主傳動齒輪電機和齒帶式主傳動箱帶動下，作順時針高速旋轉運動；回轉臂上安裝有三種型式的刀具組(轉子刀具、刮板刀具和壁刮刀具)，在回轉電機減速機帶動回轉齒輪副的作用下，回轉臂繞混砂機筒體的中心作逆時針低速旋轉運動。這種結構的缺陷為:(I)刮板刀具由于刀具結構的限制，只能是將下部物料推送給轉子刀具，不能將上下料層均勻地提供給轉子刀具，混制出的型砂均勻性差；(2)三種刀具運動軌跡重疊性差，混制高濕強度型砂(濕壓強度在0.16MPa以上)所需時間長，生產率低。
[0008]B、混砂機為固定式頂蓋筒體底盤結構，混砂機內安裝有二種型式的刀具:
[0009]一組轉子刀具和一組S型攪拌刀具組。
[0010]安裝在頂蓋上的轉子刀具，在主電機驅動的帶傳動系統作用下，作順時針高速旋轉運動；S型攪拌刀具組在回轉齒輪箱傳動系統的帶動下，繞混砂機筒體中心作逆時針低速回轉運動。這種結構的缺陷為:(1)由于轉子刀具安裝的位置距底盤較高，與物料不能完全接觸，轉子刀具不能充分發揮作用，影響混砂效果；(2)因S型攪拌刀具組提供給轉子刀具物料層不穩定，混制出的型砂易造成均勻性差；(3)混制高強度型砂要求(濕壓強度在
0.16MPa以上)的混砂時間需加長，生產率低。
[0011]
【發明內容】
[0012]本實用新型的目的是要提供一種適用于現代鑄造廠高密度造型機要求的混砂機，并且能克服現有混砂機因攪拌轉子結構限制帶來的混砂缺陷，在一定的混砂時間內，混制出濕壓強度在0.16MPa?0.22MPa之間的型砂，保證型砂均勻性的多轉子變頻混砂機。
[0013]為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案為:一種多轉子變頻混砂機，包括固定式頂蓋、筒體及底盤，頂蓋上安裝有主電機和回轉電機減速機，主電機帶動齒輪箱內的行星齒輪組傳動，通過齒輪箱內的行星齒輪組轉動連接有兩組棒式轉子刀具、兩組刮板轉子刀具和中心刮刀；回轉電機減速機帶動齒輪箱沿筒體轉動，且齒輪箱上固定連接有壁刮板刀具；所述主電機和回轉電機減速機上電連接有變頻控制器。
[0014]兩組棒式轉子刀具在筒體內呈對稱布置，且作順時針旋轉運動。
[0015]所述兩組刮板轉子刀具在筒體內呈對稱布置，且與筒體中心位置較近的一組刮板轉子刀具旋轉方向為逆時針，對稱布置的距筒體中心位置較遠的另一組刮板轉子刀具旋轉方向為順時針。
[0016]中心刮刀在筒體的中部，且中心刮刀也作順時針轉動。
[0017]壁刮板刀具旋轉方向為順時針。
[0018]本實用新型在使用過程中，在一定的混砂周期內，由于多轉子刀具的應用，物料攪拌軌跡重疊度提高；同時變頻轉子調速技術的應用，使得混制過程更符合混砂的物理特性變化，即更有利于輔料(膨潤土)在水的作用下，對砂粒的包覆性均勻，可避免因混制的不完全造成膨潤土形成小顆粒，影響型砂的混制質量；實際使用證明，在相同的混砂周期內，變頻多轉子粘土砂混砂機型砂濕壓強度最大可混制到0.22MPa左右，解決了一般混砂機存在的混制型砂強度低，均勻性差及造型時起模性差的缺點；經實際使用測試，在相同型砂強度條件下(取型砂濕壓強度為0.1SMPa)輔料(膨潤土)消耗統計顯示，一般混砂機須加入輔料(膨潤土)為1%?1.3 %，而采用變頻多轉子粘土砂混砂機可以節省30%輔料(膨潤土);在“轉速一時間”控制程序指導下，在變頻器控制下的多轉子刀具，能將電機功耗更大地消耗在混砂過程中，使混制同等型砂強度要求(取型砂濕壓強度為0.1SMPa)的每噸功率耗值下降約25% ;變頻多轉子刀具的應用，提高了型砂質量，滿足了現代鑄造廠高密度造型機的需求，相應地也提高了鑄件質量、降低了鑄件廢品率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型的結構示意圖；
[0020]圖2是本實用新型左視示意圖；
[0021]圖3是本實用新型各種刀具轉向示意圖。
【具體實施方式】
[0022]以下結合附圖，對本實用新型作進一步說明:
[0023]如圖1-3所示，一種多轉子變頻混砂機，包括固定式頂蓋10、筒體I及底盤11，的頂蓋10上安裝有主電機2和回轉電機減速機3，主電機2與齒輪箱4內的行星齒輪組傳動配合，其創新點在于:在筒體I中分別通過齒輪箱4內的行星齒輪組轉動連接有兩組棒式轉子刀具5、兩組刮板轉子刀具6和中心刮刀9 ；回轉電機減速機3帶動齒輪箱4沿筒體I中心轉動，且齒輪箱4上固定連接有壁刮板刀具8 ;所述主電機2和回轉電機減速機3上電連接有變頻控制器7。
[0024]兩組棒式轉子刀具5在筒體I內呈對稱布置，且作順時針旋轉運動。深埋在物料(新、舊砂、水、輔料)中的二組棒式轉子刀具5，在齒輪箱體4的帶動下作低速旋轉運動(變頻控制，速度在范圍內調整)。由于安裝在齒輪箱體上的位置不同，在回轉速度(變頻控制，速度在范圍內調整)的合成下，二組棒式轉子刀具5對徑向物料層產生的剪切力、離心力，能全方位更有效地將混制過程中產生的粘土砂團破碎擊散。
[0025]所述兩組刮板轉子刀具6在筒體I內呈對稱布置，且與的筒體I中心位置較近的一組刮板轉子刀具6旋轉方向為逆時針，對稱布置的距筒體I中心位置較遠的另一組刮板轉子刀具6旋轉方向為順時針。兩組刮板轉子刀具6也均深埋在物料(新、舊砂、水、輔料)中，在齒輪箱體4的帶動下作低速旋轉(變頻控制，速度在范圍內調整)，在回轉速度的合成下，對徑向物料層產生相對的搓擦和涂抹，使砂粒表面很快形成粘土漿膜。
[0026]中心刮刀9在筒體I的中心位置，且中心刮刀9也作順時針轉動。中心刮刀9深埋在物料(新、舊砂、水、輔料)層中，隨齒輪箱體4繞混砂機筒體I的中心順時針低速回轉運動(變頻控制，速度在范圍內調整)，中心刮刀9將中心部位的物料層鏟起，并向外推送給逆時針旋轉運動的底刮板轉子刀具6，使中心物料層的混制無死角。
[0027]本實用新型中，壁刮板刀具8深埋在物料(新、舊砂、水、輔料)層中，隨齒輪箱體4繞混砂機筒體I中心順時針作低速回轉運動(變頻控制，速度在范圍內調整)，壁刮板刀具8將筒壁周圍的物料平行推起，形成順時針回轉的物料層，順時針回轉的物料層持續不斷地推送給棒式轉子刀具5，使物料層中的粘土砂團快速地破碎擊散。
[0028]本實用新型的具體混砂過程為:一種多轉子變頻混砂機的混砂方法，包括加料階段、干混階段、濕混階段、松砂階段和出料階段，其特征在于:加料階段時間為8?12秒，其主電機2和回轉電機減速機3的轉速為175?250rpm ;干混階段時間為10?20秒，其主電機2和回轉電機減速機3的轉速為250rpm ;濕混階段時間為70?90秒，其主電機2和回轉電機減速機3的轉速為250?150rpm ;松砂階段時間為10?20秒，其主電機2和回轉電機減速機3的轉速為175?150rpm ;出料階段時間為15?25秒，其主電機2和回轉電機減速機3的轉速為150?250rpm。
[0029]加料階段時間為10秒，其主電機2和回轉電機減速機3的轉速為175?250rpm ；干混階段時間為15秒，其主電機2和回轉電機減速機3的轉速為250rpm ;濕混階段時間為80秒，其主電機2和回轉電機減速機3的轉速為250?150rpm ;松砂階段時間為15秒，其主電機2和回轉電機減速機3的轉速為175?150rpm ;出料階段時間為20秒，其主電機2和回轉電機減速機3的轉速為150?250rpm。
[0030]本實用新型中所述的電機2和回轉電機減速機3的轉速是通過變頻的方式實現，其轉換公式為:n=60f/p，n為電機的轉速(轉/分)；60為每分鐘(秒);f為電源頻率(赫茲)；P為電機旋轉磁場的極對數。本實用新型中電機2和回轉電機減速機3相應對的電源頻率為 30-50Hz。
[0031]本實用新型在一個混砂時間周期內，多轉子變頻粘土砂混砂機通過各轉子刀具所受到的阻力不同，在工控機預先設定的“轉速一時間”程序的控制下，變頻器對電機頻率可在50Hz — 30Hz內進行自動調整。
[0032]本實用新型已經過實際使用，在一定的混砂周期內，由于多轉子刀具的應用，物料攪拌軌跡重疊度提高；同時變頻轉子調速技術的應用，使得混制過程更符合混砂的物理特性變化，即更有利于輔料(膨潤土)在水的作用下，對砂粒的包覆性均勻，可避免因混制的不完全造成膨潤土形成小顆粒影響型砂的混制質量；
[0033]實際使用證明，多轉子變頻粘土砂混砂機型砂濕壓強度最大可混制到0.22MPa左右，解決了一般混砂機存在的混制型砂強度低，均勻性差及造型時起模性差的缺點；經實際使用測試，在相同型砂強度條件下(取型砂濕壓強度為0.1SMPa)輔料(膨潤土)消耗統計顯示，一般混砂機須加入輔料(膨潤土)為1%?1.3 %，而采用多轉子變頻粘土砂混砂機可以節省30%輔料(膨潤土)；在“轉速一時間”控制程序使用下，經變頻器控制的多轉子刀具，能將電機功耗更大地消耗在混砂過程中，使混制同等型砂強度要求(取型砂濕壓強度為
0.18MPa)的每噸功率耗值下降約25% ;變頻多轉子刀具的應用，提高了型砂質量，滿足了現代鑄造廠高密度造型機的需求，相應地也提高了鑄件質量、降低了鑄件廢品率。
【權利要求】
1.一種多轉子變頻混砂機，包括固定式頂蓋(10)、筒體(I)及底盤(11)，頂蓋(10)上安裝有主電機(2 )和回轉電機減速機(3 )，主電機(2 )帶動齒輪箱(4)內的行星齒輪組傳動，其特征在于:在筒體(I)中通過齒輪箱(4)內的行星齒輪組轉動連接有兩組棒式轉子刀具(5)、兩組刮板轉子刀具(6)和中心刮刀(9)；回轉電機減速機(3)帶動齒輪箱(4)沿筒體(I)轉動，且齒輪箱(4)上固定連接有壁刮板刀具(8);所述主電機(2)和回轉電機減速機(3 )上電連接有變頻控制器(7 )。
2.根據權利要求1所述的多轉子變頻混砂機，其特征在于:兩組棒式轉子刀具(5)在筒體(I)內呈對稱布置，且作順時針旋轉運動。
3.根據權利要求1所述的多轉子變頻混砂機，其特征在于:所述兩組刮板轉子刀具(6)在筒體(I)內呈對稱布置，且與筒體(I)中心位置較近的一組刮板轉子刀具(6)旋轉方向為逆時針，對稱布置的距筒體(I)中心位置較遠的另一組刮板轉子刀具(6)旋轉方向為順時針。
4.根據權利要求1所述的多轉子變頻混砂機，其特征在于:中心刮刀(9)在筒體(I)的中部，且中心刮刀(9)也作順時針轉動。
5.根據權利要求1所述的多轉子變頻混砂機，其特征在于:壁刮板刀具(8)旋轉方向為順時針。
【文檔編號】B22C5/04GK203944792SQ201420213601
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年4月29日 優先權日:2014年4月29日
【發明者】江濤, 盛建春 申請人:常州市通力機電設備制造有限公司