CN110328355B - 半自动化浇铸铁水供给系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种半自动化浇铸铁水供给系统，包括用于循环输送铁水包的传输系统，沿铁水包的传输路径分别设置有熔炼区和浇铸区，在熔炼区左右并排设置两个熔炼炉，每一个熔炼炉分别通过一个转动装置连接于左右两侧的支撑座上，在每个熔炼炉前方对应设置有一个带重力传感器的铁水上料台，铁水包分别通过带有第一升降装置的缆索连接在传输系统的环形轨道上，且各个连接点均匀分布；传输系统、第一升降装置、重力传感器以及转动装置分别与控制模块连接。本发明可自动实现铁水循环上料，配合两个熔炼炉交替工作，极大的增加了生产效率，并且由于人工参与的成分较少，因此更加的安全。

Description

半自动化浇铸铁水供给系统

技术领域

本发明涉及铸造工艺的技术领域，尤其涉及一种半自动化浇铸铁水供给系统。

背景技术

铸造是将通过熔炼的金属液体浇注入铸型内，经冷却凝固获得所需形状和性能的零件的制作过程。铸造是常用的制造方法，制造成本低，工艺灵活性大，可以获得复杂形状和大型的铸件，在机械制造中占有很大的比重，如机床占60～80％，汽车占25％，拖拉机占50～60％；

铸造工艺可分为三个基本部分，即铸造金属准备、铸型准备和铸件处理。铸造金属是指铸造生产中用于浇注铸件的金属材料，它是以一种金属元素为主要成分，并加入其他金属或非金属元素而组成的合金，习惯上称为铸造合金，主要有铸铁、铸钢和铸造有色合金。

目前，通常的做法是通过熔炼炉将铸造合金熔化后，使其具有流动性，然后倾倒到铁水包中，再运送到浇铸区浇铸到具有一定形状的铸型型腔中，在重力或外力(压力、离心力、电磁力等)的作用下充满型腔，冷却、凝固并最终形成铸件。但上述做法一方面人工参与的步骤较多，由于熔炼后的铸造合金温度极高，因此通过人工倾倒下料和运送铁水包的安全隐患很大；另一方面，熔炼铸造合金需要一个较长的过程，这段时间内后续工序容易搁置，无法连续生产铸件，同时人工运送铁水包费时费力，降低了生产效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半自动浇铸铁水供给系统，旨在解决上述问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种半自动化浇铸铁水供给系统，包括用于循环输送铁水包的传输系统，沿所述铁水包的传输路径分别设置有熔炼区和浇铸区，在所述熔炼区左右并排设置两个熔炼炉，每一个熔炼炉分别通过一个转动装置连接于左右两侧的支撑座上，通过所述转动装置控制所述熔炼炉转动实现铁水的倾倒，在每个熔炼炉前方对应设置有一个带重力传感器的铁水上料台，所述铁水包分别通过带有第一升降装置的缆索连接在所述传输系统的环形轨道上，且各个连接点均匀分布；所述传输系统、所述第一升降装置、所述重力传感器以及所述转动装置分别与控制模块连接，并在所述控制模块的控制下实现铁水的自动上料并传输到浇铸区。

其中，所述两个熔炼炉上方设置有物料台，所述物料台的台面上相对于每个熔炼炉设置有一个上料槽。

其中，所述支撑座为可升降式，所述熔炼区还包括设置在所述物料台的台面下方的空气净化腔，以及安装在所述空气净化腔腔壁的空气净化罩，熔炼炉上料状态，所述支撑座提升熔炼炉高度使熔炼炉上方进料口靠近所述物料台的上料槽，在熔炼状态和熔炼炉下料状态，所述支撑座下降熔炼炉高度使其位于空气净化腔所在区域，实现废气的回收处理。

其中，所述空气净化罩通过一个带排风扇的管道与空气净化器相连。

其中，所述转动装置包括对称设置在所述熔炼炉外侧壁的两个水平转轴，以及对称设置在相邻两个所述支撑座上的伺服电机和轴承座，所述伺服电机的输出轴连接在其中一个所述转轴的末端，另一个所述转轴通过轴承与所述轴承座相连。

其中，所述支撑座包括基座，所述基座的顶部设置有第二升降装置，所述第二升降装置的顶部设置有用于安装所述转动装置的安装板。

其中，所述熔炼炉的顶部进料口的周边水平设置有防护肩板，且在上料状态下，所述防护肩板嵌于所述上料槽内，并与所述物料台的台面相平，在所述物料台的台面上还设置有用于限制所述防护肩板移动的锁紧装置。

其中，所述锁紧装置包括设置在所述防护肩板上的卡槽，以及设置在所述物料台上的第一气缸，所述第一气缸的输出端上设置有与所述卡槽相互配合的卡板。

其中，所述物料台上还设置有用于盖合所述上料槽的盖合装置，所述盖合装置包括盖板和用于推动所述盖板的第二气缸，在所述上料槽的槽口两侧设置有用于卡接所述盖板的滑槽。

其中，所述控制模块为PLC控制器，所述半自动化浇铸铁水供给系统还包括用于计算所述熔炼炉熔炼时间的计时器。

本发明的一种半自动化浇铸铁水供给系统，当其中一个熔炼炉熔炼完成后，循环轨道将铁水包传输至对应铁水上料台，第一升降装置下降使其中一个铁水包置于该铁水上料台上，铁水上料台中的重力传感器检测到铁水包的自重，并数据传输到控制模块，此时控制模块控制转动装置使该熔炼炉倾斜，铁水从熔炼炉的炉口倒入该铁水包，期间重力传感器连续不断的将数据传输到控制模块，当检测到的铁水和铁水包的重量总和等于控制模块中预设的预设值时，则表示铁水包盛满铁水，此时控制模块控制转动装置回转，从而使该熔炼炉回到竖直状态，并控制第一升降装置升起铁水包，第一升降装置将铁水包提升后，控制模块再次启动循环轨道，盛满铁水的铁水包继续随着循环轨道运动到浇铸区，并在指定区域由人工倾倒铁水包，使其内部的铁水浇铸到铸型的型腔，浇铸完毕后该铁水包继续随着循环轨道流转，此时，控制模块继续控制下一个铁水包置于该铁水上料台上料，如此反复，直到该熔炼炉的铁水全部倾倒完后，控制模块使该熔炼炉回到竖直状态进行上料；此外，由于熔炼炉的数量为两个，当其中一个熔炼炉熔炼完成后，另一个熔炼炉仍然处于熔炼状态，从而实现两个工位交替的对铁水上料，避免工艺搁置，提高生产效率。本发明可自动实现铁水循环上料，配合两个熔炼炉交替工作，极大的增加了生产效率，并且由于人工参与的成分较少，因此更加的安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明半自动化浇铸铁水供给系统的俯视图。

图2是本发明半自动化浇铸铁水供给系统的结构示意图。

图3是本发明熔炼区的俯视图。

图4是本发明转动装置的结构示意图。

图5是本发明锁紧装置的机构示意图。

100-半自动化浇铸铁水供给系统、10-传输系统、20-熔炼区、30-浇铸区、11-循环轨道、12-第一升降装置、13-铁水包、21-熔炼炉、22-支撑座、23-转动装置、24-物料台、25-上料槽、26-空气净化腔、27-空气净化罩、48-铁水上料台、231-转轴、232-伺服电机、233-轴承座、221-基座、222-第二升降装置、223-安装板、211-防护肩板、212-进料口、60-锁紧装置、61-卡槽、62-第一气缸、63-卡板、70-盖合装置、242-滑槽、71-盖板、72-第二气缸。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1和图2，本发明提供一种技术方案：一种半自动化浇铸铁水供给系统100，包括用于循环输送铁水包13的传输系统10，沿所述铁水包13的传输路径分别设置有熔炼区20和浇铸区30，在所述熔炼区20左右并排设置两个熔炼炉21，每一个熔炼炉21分别通过一个转动装置23连接于左右两侧的支撑座22上，通过所述转动装置23控制所述熔炼炉21转动实现铁水的倾倒，在每个熔炼炉21前方对应设置有一个带重力传感器的铁水上料台48，所述铁水包13分别通过带有第一升降装置12的缆索连接在所述传输系统10的环形轨道上，且各个连接点均匀分布；所述传输系统10、所述第一升降装置12、所述重力传感器以及所述转动装置23分别与控制模块连接，并在所述控制模块的控制下实现铁水的自动上料并传输到浇铸区30。

在本实施方式中，当其中一个熔炼炉21熔炼完成后，循环轨道11将铁水包13传输至对应铁水上料台48，第一升降装置12下降使其中一个铁水包13置于该铁水上料台48上，铁水上料台48中的重力传感器检测到铁水包13的自重，并数据传输到控制模块，此时控制模块控制转动装置23使该熔炼炉21倾斜，铁水从熔炼炉21的炉口倒入该铁水包13，期间重力传感器连续不断的将数据传输到控制模块，当检测到的铁水和铁水包13的重量总和等于控制模块中预设的预设值时，则表示铁水包13盛满铁水，此时控制模块控制转动装置23回转，从而使该熔炼炉21回到竖直状态，并控制第一升降装置12升起铁水包13，第一升降装置12将铁水包13提升后，控制模块再次启动循环轨道11，盛满铁水的铁水包13继续随着循环轨道11运动到浇铸区30，并在指定区域浇铸到铸型的型腔，浇铸完毕后该铁水包13继续随着循环轨道11流转，此时，控制模块继续控制下一个铁水包13置于该铁水上料台48上料，如此反复，直到该熔炼炉21的铁水全部倾倒完后，控制模块使该熔炼炉21回到竖直状态进行上料；此外，由于熔炼炉21的数量为两个，当其中一个熔炼炉21熔炼完成后，另一个熔炼炉21仍然处于熔炼状态，从而实现两个工位交替的对铁水上料，避免工艺搁置，提高生产效率。本发明可自动实现铁水循环上料，配合两个熔炼炉21交替工作，极大的增加了生产效率，并且由于人工参与的成分较少，因此更加的安全。

请参阅图1，进一步的，所述两个熔炼炉21上方设置有物料台24，所述物料台24的台面上相对于每个熔炼炉21设置有一个上料槽25。

在本实施方式中，设置物料台24使上料工人的工作区域更加安全，从而进一步降低安全隐患，并且由于物料台24的台面上设置有上料槽25，上料也更加的方便。

请参阅图2，进一步的，所述支撑座22为可升降式，所述熔炼区20还包括设置在所述物料台24的台面下方的空气净化腔26，以及安装在所述空气净化腔26腔壁的空气净化罩27，熔炼炉21上料状态，所述支撑座22提升熔炼炉21高度使熔炼炉21上方进料口212靠近所述物料台24的上料槽25，在熔炼状态和熔炼炉21下料状态，所述支撑座22下降熔炼炉21高度使其位于空气净化腔26所在区域，实现废气的回收处理。

在本实施方式中，上料工人在物料台24上通过其中一个上料槽25，先对其中一个熔炼炉21上料，上料结束后，在这个熔炼炉21左右两侧的支撑座22的作用下，这个熔炼炉21下降到空气净化腔26所在区域，此时熔炼炉21熔炼金属产生的有毒有害气体通过空气净化罩27吸出，因此不会从熔炼炉21的入口持续上升，从而防止物料台24上的上料人工人吸入，造成其身体健康受到损害，此外，当前一个熔炼炉21下降到空气净化腔26区域时，后一个熔炼炉21仍然处于靠近其对应的上料槽25的位置，上料工人可对后一个熔炼炉21上料，上料结束后后一个熔炼炉21下降到空气净化腔26区域进行熔炼，此时前一个熔炼炉21的金属熔炼完毕，通过转动装置23使所述熔炼炉21转动倾斜，从而将铁水倒入放置在熔炼炉21下方的容器中，下料方便，并且由于此时该熔炼炉21的高度较低，因此也不易造成铁水飞溅，有效避免了安全事故，下料完成后，前一个熔炼炉21上升到靠近对应的上料槽25，上料工人通过该上料槽25对前一个熔炼炉21再次上料，如此反复，从而实现熔炼炉21连续交替的工作。

进一步的，所述空气净化罩27通过一个带排风扇的管道与空气净化器相连。

在本实施方式中，熔炼炉21产生的废气通过带排风扇的管道进入空气净化器净化后再排入环境中，有利于环境保护。

请参阅图4，进一步的，所述转动装置23包括对称设置在所述熔炼炉21外侧壁的两个水平转轴231，以及对称设置在相邻两个所述支撑座22上的伺服电机232和轴承座233，所述伺服电机232的输出轴连接在其中一个所述转轴231的末端，另一个所述转轴231通过轴承与所述轴承座233相连。

在本实施方式中，下料时，控制模块启动伺服电机232，伺服电机232的输出轴作用到其中一个转轴231上，由于另一个转轴231通过轴承连接在轴承座233上，因此在伺服电机232的作用下，熔炼炉21转动发生倾斜，从而使熔炼好的铁水从熔炼炉21中倒出，进而使下料方便快捷，另外，控制模块通过伺服电机232的角位移与重力传感器反馈的数据，可以判断熔炼炉21中的铁水是否倾倒完毕。

请参阅图4，进一步的，所述支撑座22包括基座221，所述基座221的顶部设置有第二升降装置222，所述第二升降装置222的顶部设置有用于安装所述转动装置23的安装板223。

在本实施方式中，第二升降装置222顶升或下降安装板223可实现对通过转动装置23连接在安装板223上的熔炼炉21的顶升或下降。

请参阅图2、图3和图5，进一步的，所述熔炼炉21的顶部进料口212的周边水平设置有防护肩板211，且在上料状态下，所述防护肩板211嵌于所述上料槽25内，并与所述物料台24的台面相平，在所述物料台24的台面上还设置有用于限制所述防护肩板211移动的锁紧装置60。

在本实施方式中，当处于上料状态时，防护肩板211将所述上料槽25填充，在工人上料时可以起到一定的防护作用，降低安全隐患。所述锁紧装置60用于限制所述防护肩板211与所述物料台24的相对位置。

请参阅图5，进一步的，所述锁紧装置60包括设置在所述防护肩板211上的卡槽61，以及设置在所述物料台24上的第一气缸62，所述第一气缸62的输出端上设置有与所述卡槽61相互配合的卡板63。

在本实施方式中，通过卡板63插入卡槽61实现对防护肩板211与物料台24相对位置的限定。

请参阅图3，进一步的，所述物料台24上还设置有用于盖合所述上料槽25的盖合装置70，所述盖合装置70包括盖板71和用于推动所述盖板71的第二气缸72，在所述上料槽25的槽口两侧设置有用于卡接所述盖板71的滑槽242。

在本实施方式中，在使用时，所述第二气缸72伸长，从而带动所述盖板71在所述滑槽242内滑动，最终将所述上料槽25盖合。在熔炼状态时，通过所述盖合装置70盖合上料槽25可以挡住熔炼产生的有毒有害气体。

进一步的，所述控制模块为PLC控制器，所述半自动化浇铸铁水供给系统100还包括用于计算所述熔炼炉21熔炼时间的计时器。

在本实施方式中，上料工人在对熔炼炉21上料后启动熔炼炉21，此时计时器开始计算该熔炼炉21的熔炼时间，并将数据传输到PLC控制器，到达所述PLC控制器中预设的时间阈值时，表示熔炼完成，循环轨道11启动，在第一升降装置12的配合下将其中一个铁水包13置于对应的铁水上料台48，实现铁水包在两个熔炼炉21之间自动切换接取铁水，进一步增加了本发明自动化的程度。

具体实施时，本发明采用的铁水包可以参考本申请人在先申请的实用新型专利201820301361.3所公开的一种安全铁水包，将其应用于传输系统10中，可以方便的实现在熔炼区20处接取铁水，和在浇铸区30处实现铁水的人工浇铸控制，具体的结构不在此赘述。

最后需要说明的是，以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种半自动化浇铸铁水供给系统，其特征在于，包括用于循环输送铁水包的传输系统，沿所述铁水包的传输路径分别设置有熔炼区和浇铸区，在所述熔炼区左右并排设置两个熔炼炉，每一个熔炼炉分别通过一个转动装置连接于左右两侧的支撑座上，通过所述转动装置控制所述熔炼炉转动实现铁水的倾倒，在每个熔炼炉前方对应设置有一个带重力传感器的铁水上料台，所述铁水包分别通过带有第一升降装置的缆索连接在所述传输系统的环形轨道上，且各个连接点均匀分布；所述两个熔炼炉上方还设置有物料台，所述物料台的台面上相对于每个熔炼炉设置有一个上料槽，所述支撑座为可升降式，所述熔炼区还包括设置在所述物料台的台面下方的空气净化腔，以及安装在所述空气净化腔腔壁的空气净化罩，熔炼炉上料状态，所述支撑座提升熔炼炉高度使熔炼炉上方进料口靠近所述物料台的上料槽，在熔炼状态和熔炼炉下料状态，所述支撑座下降熔炼炉高度使其位于空气净化腔所在区域，实现废气的回收处理，所述空气净化罩通过一个带排风扇的管道与空气净化器相连；所述传输系统、所述第一升降装置、所述重力传感器以及所述转动装置分别与控制模块连接，并在所述控制模块的控制下实现铁水的自动上料并传输到浇铸区。

2.如权利要求1所述的半自动化浇铸铁水供给系统，其特征在于，所述转动装置包括对称设置在所述熔炼炉外侧壁的两个水平转轴，以及对称设置在相邻两个所述支撑座上的伺服电机和轴承座，所述伺服电机的输出轴连接在其中一个所述转轴的末端，另一个所述转轴通过轴承与所述轴承座相连。

3.如权利要求2所述的半自动化浇铸铁水供给系统，其特征在于，所述支撑座包括基座，所述基座的顶部设置有第二升降装置，所述第二升降装置的顶部设置有用于安装所述转动装置的安装板。

4.如权利要求3所述的半自动化浇铸铁水供给系统，其特征在于，所述熔炼炉的顶部进料口的周边水平设置有防护肩板，且在上料状态下，所述防护肩板嵌于所述上料槽内，并与所述物料台的台面相平，在所述物料台的台面上还设置有用于限制所述防护肩板移动的锁紧装置。

5.如权利要求4所述的半自动化浇铸铁水供给系统，其特征在于，所述锁紧装置包括设置在所述防护肩板上的卡槽，以及设置在所述物料台上的第一气缸，所述第一气缸的输出端上设置有与所述卡槽相互配合的卡板。

6.如权利要求5所述的半自动化浇铸铁水供给系统，其特征在于，所述物料台上还设置有用于盖合所述上料槽的盖合装置，所述盖合装置包括盖板和用于推动所述盖板的第二气缸，在所述上料槽的槽口两侧设置有用于卡接所述盖板的滑槽。

7.如权利要求1～6任一项所述的半自动化浇铸铁水供给系统，其特征在于，所述控制模块为PLC控制器，所述半自动化浇铸铁水供给系统还包括用于计算所述熔炼炉熔炼时间的计时器。

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