回轉(zhuǎn)式懸鏈干燥線在熔模鑄造中的應(yīng)用

王勝良，鄭蕊，胡杰

（石家莊盛華企業(yè)集團(tuán)有限公司，河北 石家莊 050800）

熔模鑄造又稱失蠟鑄造，是一種精密復(fù)雜鑄件的鑄造工藝，熔模鑄件尺寸精度和表面粗糙度都較高，廣泛用于軍工、航空航天、石油化工、食品等領(lǐng)域。模殼干燥是熔模鑄造制殼生產(chǎn)線上繼涂料、撒砂后的最后一道工序，是影響鑄件表面質(zhì)量的重要因素。常規(guī)的模殼干燥線空間利用率小，溫濕度難以控制，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低。為解決制殼車間廠房面積對產(chǎn)量的制約，設(shè)計(jì)了回轉(zhuǎn)式模殼懸鏈生產(chǎn)線。

1 回轉(zhuǎn)式模殼懸鏈干燥線結(jié)構(gòu)

1.1 常規(guī)的模殼干燥線

常規(guī)的模殼干燥線由多個(gè)移動(dòng)小車組成，移動(dòng)小車長2m，寬0.9m，高1.8m，兩側(cè)各三層，移動(dòng)小車并排在指定的干燥區(qū)域，如圖1、2所示。這種干燥生產(chǎn)模式，在浸涂料、掛砂時(shí)，需要工人將掛滿模殼的小車推到漿桶旁邊，整車完成浸涂料、掛砂后，再將小車轉(zhuǎn)移到干燥區(qū)進(jìn)行干燥，并換下一車浸涂料、掛砂，如此往復(fù)操作，不但工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且還浪費(fèi)了大量轉(zhuǎn)運(yùn)模殼的時(shí)間。另外，這種干燥模式，模殼車上方的空間無法利用，不能提高制殼車間產(chǎn)能。

蠟?zāi)＼囬g和制殼車間均24h生產(chǎn)，每班8h，三個(gè)班不停產(chǎn)。蠟?zāi)＼囬g每天下樹800棵模組，每個(gè)移動(dòng)小車上每層懸掛7棵模組，共懸掛42棵模組，需要19個(gè)移動(dòng)小車，占用空間約長23m，寬2m，高1.8m，占用面積約46m2，移動(dòng)小車的上層空間未有效利用。

圖1 常規(guī)模殼干燥線移動(dòng)小車

圖2 常規(guī)模殼干燥線

1.2 回轉(zhuǎn)式模殼懸鏈干燥線結(jié)構(gòu)

為充分利用廠房上層空間，根據(jù)車間的高度設(shè)計(jì)干燥懸鏈，車間高4.5m，按照1m的層高設(shè)計(jì)成4層的懸鏈，懸鏈按照圖3所示的箭頭方向轉(zhuǎn)動(dòng)。整條懸鏈長46m，懸掛桿間隔約0.9m，共52根懸掛桿。在最下方設(shè)置一排風(fēng)機(jī)，二層和三層之間設(shè)置一排風(fēng)機(jī)，即每兩層一排風(fēng)機(jī)，所有風(fēng)機(jī)向上吹風(fēng)，加速干燥。漿桶和淋砂機(jī)設(shè)置在懸架一端，設(shè)定好懸鏈轉(zhuǎn)速，剛操作的型殼順勢旋轉(zhuǎn)到最上層，開始干燥，設(shè)定好懸鏈轉(zhuǎn)速，待型殼干燥好后正好旋轉(zhuǎn)到最下層，可以繼續(xù)進(jìn)行下一層沾漿、掛砂。

以每根懸掛桿掛8棵模組計(jì)算，整條懸鏈可以懸掛400棵模組。占用空間長12m，寬2m，高4m，占用面積24m2，更好地利用車間的上層空間來使模殼進(jìn)行干燥。

圖3 回轉(zhuǎn)式模殼懸鏈結(jié)構(gòu)簡圖

2 回轉(zhuǎn)式模殼懸鏈干燥線的溫濕度控制

硅溶膠模殼質(zhì)量直接與干燥程度有關(guān)，影響模殼干燥的因素很多，其中，環(huán)境的相對濕度影響最大，其次，是風(fēng)速、溫度和型殼材料，工廠對制殼車間溫度和濕度必須進(jìn)行嚴(yán)格控制。熔模鑄造制殼車間的溫濕度控制對鑄件的尺寸精度和表面質(zhì)量的影響非常重要。為使車間達(dá)到恒溫，需要用中央空調(diào)對溫度進(jìn)行控制。在北方，天氣干燥，為使車間達(dá)到一定的濕度，需要用加濕器實(shí)現(xiàn)對濕度的調(diào)節(jié)，并用溫濕度表對溫濕度進(jìn)行監(jiān)控。

該公司常規(guī)的模殼干燥線的空間大小為長23m，寬2m，高4m，干燥空間為184m3，干燥空間較大，使用中央空調(diào)和加濕器對溫濕度進(jìn)行控制，溫度控制在25±2℃范圍內(nèi)，溫度波動(dòng)在4℃范圍內(nèi)，濕度可以控制在65±5%，濕度波動(dòng)在10個(gè)百分點(diǎn)范圍內(nèi)。

干燥懸鏈的尺寸為長12m，寬2m，高4m，占用空間96m3，占用空間比常規(guī)干燥線減小了約50%，同樣使用中央空調(diào)和加濕器對溫濕度進(jìn)行控制，溫度可以控制在25±1℃范圍內(nèi)，溫度波動(dòng)在2℃以內(nèi)，濕度可以控制在65±3%范圍內(nèi)，濕度波動(dòng)范圍3個(gè)百分點(diǎn)。

由此可見，回轉(zhuǎn)式懸鏈干燥線由于大幅度提高了空間利用率，占用空間小，使溫濕度控制更加穩(wěn)定，波動(dòng)范圍更小，同時(shí)，還能夠降低中央空調(diào)和加濕器的用電量，降低生產(chǎn)成本。

3 回轉(zhuǎn)式懸鏈干燥線對勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)效率的影響

3.1 常規(guī)的模殼干燥線的勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)效率

常規(guī)模殼干燥線，操作時(shí)，首先，將移動(dòng)小車推至漿桶附近進(jìn)行操作，將一棵棵模殼操作好后，掛回移動(dòng)小車上，整個(gè)移動(dòng)小車掛滿后，將移動(dòng)小車推至干燥區(qū)域進(jìn)行干燥，再將第二個(gè)移動(dòng)小車推至漿桶附近，如此這樣操作。使用移動(dòng)小車，不但工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，還浪費(fèi)了大量模殼轉(zhuǎn)運(yùn)的推車時(shí)間。常規(guī)干燥線，一個(gè)工人一個(gè)班可以操作280棵模組，每天800棵模組操作一層需要3個(gè)人。

3.2 回轉(zhuǎn)式模殼懸鏈干燥線的勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)效率

回轉(zhuǎn)式模殼懸鏈干燥線，操作時(shí)，將剛操作的模殼掛到懸鏈上，模殼順勢旋轉(zhuǎn)到上層，待模殼干燥好后，正好旋轉(zhuǎn)到下層，便于工人繼續(xù)操作下一層，直到工藝要求的層數(shù)。

懸鏈干燥線，由于工人不需要將小車推來推去，一個(gè)工人一天可以操作400棵模組，每天800棵模組操作一層，只需要兩個(gè)工人就可以完成。

3.3 常規(guī)的模殼干燥線和懸鏈干燥線的勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)效率對比

采用干燥懸鏈裝置后，工人操作時(shí)，省去了來回推動(dòng)移動(dòng)小車，掛模殼時(shí)，只需掛在最下層，模殼會(huì)在懸鏈上順勢旋轉(zhuǎn)到上層。按工藝要求的干燥時(shí)間，計(jì)算出懸鏈的旋轉(zhuǎn)速度，通過用控制柜控制懸鏈的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)方向，使模殼干燥好后，正好旋轉(zhuǎn)到下層，便于工人繼續(xù)操作下一層，大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

由于懸鏈干燥線每層可以減少1個(gè)人，按每棵模組6層計(jì)算，制殼車間可以減少6個(gè)工人，每個(gè)工人的效率由每天280棵提高到每天400棵，一個(gè)工人一天可以多干120棵，效率提高約43%。

4 結(jié)語

綜上所示，回轉(zhuǎn)式懸鏈干燥線與常規(guī)干燥線相比，具有以下優(yōu)勢：

（1）可以有效利用車間上層空間，同樣的模殼占用的車間面積減少50%。

（2）制殼車間的溫度和濕度波動(dòng)范圍小，能更好地對溫濕度進(jìn)行控制，保證良好的鑄件精度和表面質(zhì)量。

（3）降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，生產(chǎn)效率提高43%，在產(chǎn)量不變時(shí)，每層可以減少一個(gè)工人。