CN109894607B - 龙门式定点浇铸装置及浇铸过程的控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种龙门式定点浇铸装置及浇铸过程的控制方法，包括：龙门架、炉体固定架、炉体、电机、减速机、横轴、卷筒、钢丝绳；在龙门架的一侧焊接有支撑板；炉体固定架焊接在龙门架上，在炉体固定架上安装有轴承座，轴承座内安装有轴承；炉体的两侧焊接有转动连接臂，转动连接臂上加工有连接孔，旋转轴穿过转动连接臂和炉体固定架上的轴承固定在转动连接臂上；在炉体的侧壁上焊接有一圆弧形的钢丝绳导向槽；电机安装在支撑板上，电机与减速机连接，减速机与横轴连接，横轴穿装固定在龙门架的轴承上，在横轴上安装有卷筒；钢丝绳缠绕固定在卷筒上，另一端固定在钢丝绳导向槽上。该装置浇铸速度容易控制，合金流出口的位置保持不变，可实现定点浇铸。
Description
技术领域
本发明涉及冶金粉末行业，具体涉及一种龙门式定点浇铸装置及浇铸过程的控制方法。
背景技术
熔融合金的浇铸方式直接影响合金的品质。传统的浇铸方式是先将熔融合金从中频炉炉体缓慢倒入预热后的坩埚内，再由工人抬起盛放熔融合金的坩埚，将合金溶液倒入范模内，完成浇铸；此种浇铸方法操作繁重，不安全且效率低下。
随着我国铸造业生产力的不断发展，对铸造装备自动化水平的要求也越来越高。浇铸机作为全自动造型线不可或缺的配套设备，与人工浇铸相比，能改善工人的操作环境，提高生产效率。现有自动浇铸机大致分为：底注式浇铸机、气压式浇铸机、倾转式浇铸机；其中，底注式浇铸机的出铁水位置在浇包底部，通过塞杆的升降来启动和停止浇铸；气压式浇铸机工作原理为向密封的保温浇铸炉内通入压力介质，铁水在压力的作用下，从熔池上升至浇铸溜槽，再从前方的浇铸口流出，浇向下方砂型；倾转式浇铸机指的是浇包以某一特定位置作为转轴进行倾转，使熔体流出，完成浇铸工作。然而，现有倾转式浇铸机主要采用液压驱动，结构复杂，成本高，且浇铸速度不易控制；另外，熔体流出时成抛物线形式流出，无法实现定点浇铸，直接影响合金质量。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种龙门式定点浇铸装置，以解决现有浇铸装置结构复杂，成本高，浇铸速度不易控制，无法实现定点浇铸的技术难题。
为实现上述目的，本发明是采用如下技术方案实现的：
一种龙门式定点浇铸装置，包括：龙门架、炉体固定架、炉体、电机、减速机、横轴、卷筒、钢丝绳；其中，所述龙门架的顶端安装有轴承座，轴承座内安装有轴承，在龙门架的一侧焊接有支撑板；所述炉体固定架通过横梁焊接在龙门架上，与龙门架构成一体式结构，在炉体固定架上安装有轴承座，轴承座内安装有轴承；所述炉体的两侧焊接有转动连接臂，所述转动连接臂上加工有连接孔，旋转轴依次穿过转动连接臂内侧壁的连接孔、炉体固定架上的轴承、转动连接臂外侧壁的连接孔后固定在转动连接臂上；在炉体的两个侧壁上焊接有一圆弧形的钢丝绳导向槽；所述电机安装在支撑板上，电机的输出轴与减速机的输入端连接；所述减速机的输出端通过联轴器与横轴连接；所述横轴穿装固定在龙门架的轴承上，与轴承的内圈固连，在所述横轴上对称安装有两个卷筒；所述钢丝绳的一端缠绕固定在卷筒上，另一端沿着钢丝绳导向槽固定在钢丝绳导向槽的底部。
作为本发明的优选，所述炉体包括中频炉、中频炉固定架；所述中频炉通过螺栓安装固定在中频炉固定架内，中频炉固定架与炉体固定架之间通过转动连接臂和旋转轴实现转动连接。
作为本发明的优选，在中频炉顶部一侧面上设置有用于倾倒浇铸液体的炉嘴。
作为本发明的进一步优选，所述中频炉为圆柱形结构，所述电机为步进电机，减速机为谐波齿轮减速器。
作为本发明的进一步优选，所述中频炉固定架为长方体或正方体结构，所述圆弧形的钢丝绳导向槽为四分之一圆的圆弧形钢丝绳导向槽。
本发明的第二个目的在于提供一种采用龙门式定点浇铸装置浇铸过程的控制方法，以解决现有浇铸速度不易控制的技术难题。
为实现上述目的，本发明是采用如下技术方案实现的：
采用龙门式定点浇铸装置浇铸过程的控制方法，具体包括以下步骤：
步骤S1、选择圆柱形结构的中频炉熔炼合金液；
步骤S2、电机选择步进电机，将所述步进电机与电子控制单元电连接，步进电机根据电子控制单元传来的信号进行动力输出；步进电机步距角为T、细分为X，步进电机转速＝频率×60/((360/T)×X)；
步骤S3、减速机选择谐波齿轮减速器，步进电机的输出端均采用联轴器与谐波齿轮减速器相连；采用谐波齿轮减速器用于降速增扭，其传动比为
式中z2、z1分别为刚轮、柔轮的齿数，式中符号仅代表方向，此式为刚轮固定、波发生器主动、柔轮从动时的谐波齿轮减速器传动比；
步骤S4、通过步骤S2和步骤S3控制横轴上卷筒的转速u，同时根据浇铸时间来控制浇铸速度；
当
时，
当
时，
则
上述公式中，t:浇铸时间，H：中频炉的深度，R：中频炉底面圆的内半径，c:设定的浇铸速度，R2：四分之一圆弧形钢丝绳导向槽的半径，r：卷筒的半径，u：卷筒的转速，ɑ：中频炉转过的角度，h：合金液在中频炉内的深度变量，范围为0-H。
本发明的优点和积极效果：
(1)本发明提供的龙门式定点浇铸装置通过龙门架上的电机、减速机驱动横轴带动卷筒转动，然后通过钢丝绳带动炉体绕旋转轴旋转，使炉体倾斜，进行浇铸，浇铸过程中浇铸速度容易控制，合金流出口的位置保持不变，实现定点浇铸；该装置结构简单，安装紧凑，成本低，使用方便，大大降低了工人的劳动强度，避免了安全隐患，提高了生产效率。
(2)采用本发明的定点浇铸装置能实现对浇铸速度的控制，使获得的产品质量更好。
附图说明
图1为本发明浇铸装置的整体结构示意图；
图2为本发明炉体与炉体固定架连接部位的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
参阅图1、图2，本发明提供的一种龙门式定点浇铸装置包括：龙门架8、炉体固定架12、炉体11、电机6、减速机5、横轴3、卷筒2、钢丝绳4；其中，所述龙门架8的顶端安装有轴承座1，轴承座内安装有轴承，在龙门架的一侧焊接有支撑板7；所述炉体固定架12通过横梁14焊接在龙门架8上，与龙门架构成一体式结构，在炉体固定架12的顶端安装有轴承座1，轴承座内安装有轴承；所述炉体包括中频炉110、中频炉固定架111，所述中频炉为圆柱形结构，中频炉通过螺栓安装固定在中频炉固定架内，在中频炉的顶部设置有用于倾倒浇铸液体的炉嘴15；中频炉固定架为正方体结构，在中频炉固定架的两侧焊接有转动连接臂13，所述转动连接臂13上加工有连接孔，旋转轴10依次穿过转动连接臂内侧壁的连接孔、炉体固定架上的轴承、转动连接臂外侧壁的连接孔后固定在转动连接臂上，使炉体11相对炉体固定架能够进行转动；在中频炉固定架111的两个侧壁上沿着中频炉固定架的对角线处焊接有四分之一圆弧的钢丝绳导向槽9；所述电机6安装在支撑板7上，电机的输出轴与减速机5的输入端通过联轴器连接；所述减速机5的输出端通过联轴器与横轴3连接；所述横轴3穿装固定在龙门架的轴承上，与轴承的内圈固连，在所述横轴上对称安装有两个卷筒2，卷筒2由电机、减速机、横轴驱动旋转；所述钢丝绳4的一端缠绕固定在卷筒2上，另一端沿着钢丝绳导向槽9固定在钢丝绳导向槽的底部，通过钢丝绳的升降运动带动炉体倾斜，从而控制控制合金浇铸速度。
实施例2
采用龙门式定点浇铸装置浇铸过程的控制方法，具体包括以下步骤：
步骤S1、选择圆柱形结构的中频炉熔炼合金液；
步骤S2、电机选择步进电机，将所述步进电机与电子控制单元电连接，步进电机根据电子控制单元传来的信号进行动力输出；步进电机步距角为T、细分为X，步进电机转速＝频率×60/((360/T)×X)；
步骤S3、减速机选择谐波齿轮减速器，步进电机的输出端均采用联轴器与谐波齿轮减速器相连；采用谐波齿轮减速器用于降速增扭，其传动比为
式中z2、z1分别为刚轮、柔轮的齿数，式中符号仅代表方向，此式为刚轮固定、波发生器主动、柔轮从动时的谐波齿轮减速器传动比；
步骤S4、通过步骤S2和步骤S3控制横轴上卷筒的转速u，同时根据浇铸时间来控制浇铸速度；
当
时，
当
时，
则
上述公式中，t:浇铸时间，H：中频炉的深度，R：中频炉底面圆的内半径，c:设定的浇铸速度，R2：四分之一圆弧形钢丝绳导向槽的半径，r：卷筒的半径，u：卷筒的转速，ɑ：中频炉转过的角度，h：合金液在中频炉内的深度变量，范围为0-H。
Claims (4)
1.一种龙门式定点浇铸装置，其特征在于，包括：龙门架、炉体固定架、炉体、电机、减速机、横轴、卷筒、钢丝绳；其中，所述龙门架的顶端安装有轴承座，轴承座内安装有轴承，在龙门架的一侧焊接有支撑板；所述炉体固定架通过横梁焊接在龙门架上，与龙门架构成一体式结构，在炉体固定架上安装有轴承座，轴承座内安装有轴承；所述炉体的两侧焊接有转动连接臂，所述转动连接臂上加工有连接孔，旋转轴依次穿过转动连接臂内侧壁的连接孔、炉体固定架上的轴承、转动连接臂外侧壁的连接孔后固定在转动连接臂上；在炉体的两个侧壁上焊接有一圆弧形的钢丝绳导向槽；所述电机安装在支撑板上，电机的输出轴与减速机的输入端连接；所述减速机的输出端与横轴连接；所述横轴穿装固定在龙门架的轴承上，与轴承的内圈固连，在所述横轴上对称安装有两个卷筒；所述钢丝绳的一端缠绕固定在卷筒上，另一端沿着钢丝绳导向槽固定在钢丝绳导向槽的底部；
所述炉体包括中频炉、中频炉固定架；所述中频炉为圆柱形结构，所述电机为步进电机，减速机为谐波齿轮减速器；所述圆弧形的钢丝绳导向槽为四分之一圆的圆弧形钢丝绳导向槽；
该龙门式定点浇铸装置浇铸过程的控制方法如下：
步骤S1、选择圆柱形结构的中频炉熔炼合金液；
步骤S2、电机选择步进电机，将所述步进电机与电子控制单元电连接，步进电机根据电子控制单元传来的信号进行动力输出；步进电机步距角为T、细分为X，步进电机转速＝频率×60/((360/T)×X)；
步骤S3、减速机选择谐波齿轮减速器，步进电机的输出端均采用联轴器与谐波齿轮减速器相连；采用谐波齿轮减速器用于降速增扭，其传动比为
式中z2、z1分别为刚轮、柔轮的齿数，式中符号仅代表方向，此式为刚轮固定、波发生器主动、柔轮从动时的谐波齿轮减速器传动比；
步骤S4、通过步骤S2和步骤S3控制横轴上卷筒的转速u，同时根据浇铸时间来控制浇铸速度；
当
时，
当
时，
则
上述公式中，t:浇铸时间，H：中频炉的深度，R：中频炉底面圆的内半径，c:设定的浇铸速度，R2：四分之一圆弧形钢丝绳导向槽的半径，r：卷筒的半径，u：卷筒的转速，ɑ：中频炉转过的角度，h：合金液在中频炉内的深度变量，范围为0-H，f是t关于α的函数。
2.根据权利要求1所述的一种龙门式定点浇铸装置，其特征在于，所述中频炉通过螺栓安装固定在中频炉固定架内，中频炉固定架与炉体固定架之间通过转动连接臂和旋转轴实现转动连接。
3.根据权利要求1所述的一种龙门式定点浇铸装置，其特征在于，在中频炉顶部一侧面上设置有用于倾倒浇铸液体的炉嘴。
4.根据权利要求1所述的一种龙门式定点浇铸装置，其特征在于，所述中频炉固定架为长方体或正方体结构。
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