CN111375747B - 底卸砂落砂系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种底卸砂落砂系统，包括卸砂门机构、开门机构、以及关门机构；所述的卸砂门机构包括连接板，连接板设有落砂口，所述连接板一端铰接有横梁，连接板的另一端铰接有挂钩；横梁安装有卸砂门以及弹性件，横梁底部设有当卸砂门关闭时由铰接处开始向下倾斜的导向斜面；开门机构位于卸砂门机构下方，开门机构包括设置于横梁下方并可与导向斜面抵接用于推开挂钩的开门滚动件，关门机构位于卸砂门机构的下方，关门机构设有可与导向斜面抵接并驱使横梁向挂钩一侧旋转的关门滚动件，采用圆柱形弹簧以及导向杆的结构，解决中部球形铰链易出现卡死，失去调节作用导致落砂口密封不良问题，以及相对运动件磨损对工作可靠性的影响。
Description
技术领域
本发明涉及消失模铸造设备的技术领域，尤其是涉及一种底卸砂落砂系统。
背景技术
真空消失模铸造技术(EPC法)是目前铸造行业应用很广泛的方法，是用泡沫塑料制作成与零件形状完全一致、尺寸大小只差金属收缩量的实型模样，经浸涂耐火粘结涂料，烘干后放入“专用砂箱”进行干砂造型，振动紧实，然后在真空负压状态下浇入金属液使模样受热气化消失，金属液取代泡沫塑料模样位置冷却定型后，而得到与模样形状一致的金属零件的铸造方法。消失模铸造因节能减排环保特点被认为是21世纪最可能实现绿色铸造的工艺技术。真空消失模铸造之后，冷却一定时间后，需将“专用砂箱”中铸件和干砂取出，其中铸件送去清理，干砂去进行砂处理。
公开号为CN201220351775的中国专利公开了一种设置于铸造生产线砂箱底的卸砂装置。包括固接于落砂斗出口、中部设有落砂口的连接板，在所述连接板的一侧设有支座，还包括V形横梁，所述V形横梁的一端与所述支座销接、另一端设有轴，还包括用于勾住所述轴的挂钩，该挂钩的根部销接于固定在所述连接板另一侧的支座上；在所述V形横梁的中部设有球铰链，其上端为球状部、下端为轴状部，其中轴状部固定于所述V形横梁上，所述球状部夹设于铰链上盖板和铰链下盖板之间，在所述球状部与所述V形横梁之间还设有弹簧;在所述连接板中部落砂口的边缘处设有胶圈座，其外侧设有密封胶圈，所述铰链上盖板抵在所述密封胶圈上对落砂斗进行密封。
上述装置中采用强行推开挂钩开门落砂，长期使用磨损导致开关门可靠性降低，且中部球铰链易受粉尘（落砂点粉尘非常大）影响而失去作用导致密封不良。
发明内容
本发明的目的是提供一种底卸砂落砂系统，可靠性高。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种底卸砂落砂系统，其特征在于：包括卸砂门机构、开门机构、以及关门机构；
所述的卸砂门机构包括连接板，连接板设有与砂箱连通的落砂口，所述连接板一端铰接有横梁，连接板的另一端铰接有可向横梁一侧偏转用于钩住横梁的挂钩；所述横梁安装有与落砂口配合的卸砂门以及将卸砂门压向落砂口的弹性件，所述横梁底部设有当卸砂门关闭时由铰接处开始向下倾斜的导向斜面；
所述的开门机构位于卸砂门机构下方，所述开门机构包括设置于横梁下方并可与导向斜面抵接用于推开挂钩的开门滚动件；
所述的关门机构位于卸砂门机构的下方，所述关门机构设有可与导向斜面抵接并驱使横梁向挂钩一侧旋转的关门滚动件。
通过采用上述技术方案，开、关门机构在开、关卸砂门时，开门滚动件、关门滚动件与横梁采用滚动摩擦，损耗小；在开门机构推开挂钩的过程中，开门滚动件先通过导向斜面将横梁向上托起适当的距离，使横梁的销轴离开挂钩后，再将挂钩推开，推开挂钩的过程中只需克服挂钩扭转弹簧阻力即可，挂钩的钩部位无磨损，同时由于挂钩受力较小，减少了对挂钩结构稳定性的影响；卸砂门通过弹性件压在落砂口，当部件长期使用发生的磨损时，也可通过弹性件进行自动补偿，确保卸砂门与落砂口密封的可靠性，并且相比于现有技术摒弃了球形铰链的结构，克服了球形铰链长时间使用后卡死的问题；通过对以上结构的优化，提升了底卸砂落砂系统的可靠性。
本发明进一步设置为：所述的弹性件为圆柱形弹簧，所述的圆柱形弹簧外套设有弹簧保护罩，所述的横梁可滑动的安装有与卸砂门固定的导向杆，所述导向杆穿设于圆柱形弹簧。
通过采用上述技术方案，其中横梁供导向杆穿设的导向孔孔径大于导向杆的直径，使导向杆具有一定范围的径向偏移，在卸砂门盖合于落砂口的过程中，配合圆柱形弹簧，使卸砂门具有一定范围内的角度偏移，使卸砂门能够将落砂口完全封闭。
本发明进一步设置为：所述的落砂口设有向下延伸的环形凸起，环形凸起的外侧套设有与卸砂门配合的密封圈。
通过采用上述技术方案，砂箱内排出的型砂温度较高，将密封圈固定于环形凸起的外侧，砂箱底部出砂孔直径设置小于卸砂门落砂口直径，落砂过程中型砂不和密封圈接触。减少了高温型砂与密封圈接触的几率，延长了密封圈的使用寿命，当卸砂门盖合于落砂口时，使密封圈保持高效的密封。
本发明进一步设置为：所述的开门机构、关门机构均包括安装座、铰接于安装座的活动座、设置于活动座与安装座之间的缓冲组件，所述活动座安装有滚轮。
通过采用上述技术方案，开、关门机构的总体结构保持相同，两者的区别在于滚轮的安装形式，这样可以减少底卸砂落砂系统的生产成本，活动座可相对于安装座旋转，在滚轮于横梁接触的过程中，在缓冲组件的作用下，活动座可以具有一定范围内的下降，减少了滚轮与横梁之间的硬接触，减少两者碰撞对整体结构稳定性的影响。
本发明进一步设置为：安装座固定有第三支座，活动座设有连接套，连接套内可旋转的穿设有偏转轴，偏转轴的一端与第三支座铰接。
通过采用上述技术方案，开、关门机构采用多自由度的设计，适应底卸砂落砂系统的制造及砂箱运动造成的位置变化，保证其工作准确可靠。
本发明进一步设置为：所述的导向斜面包括位于横梁铰接处一侧的第一斜面与位于挂钩一侧第二斜面，所述第二斜面的水平夹角小于第一斜面的水平夹角，所述第一斜面与第二斜面之间设有圆弧形的过渡段。
通过采用上述技术方案，横梁下面设计成平滑过渡的二个斜面，靠近挂钩一侧的斜面斜度较小，在横梁被开、关门机构滚轮托起摆动至最高位置时，斜度较小的斜面正好在水平面，此时,横梁销轴与挂钩脱离，为脱钩及挂钩做好准备，两个斜面之间的过渡段用于使滚轮开、关门机构工作过程中更好的过渡。
本发明进一步设置为：关门滚动件包括两组滚轮，两组滚轮之间设有可供挂钩穿过的间隙。
通过采用上述技术方案，开门滚动件与关门滚动件的区别在于滚轮的排列方式不同，在设计开、关门机构时，可以更加高效。
本发明进一步设置为：开门滚动件包括两组滚轮，两组滚轮相互紧贴。
通过采用上述技术方案，开门滚动件与关门滚动件的区别在于滚轮的排列方式不同，在设计开、关门机构时，可以更加高效。
本发明进一步设置为：所述的挂钩设置有凸块，所述的连接板设有与凸块配合以限制挂钩旋转角度的挂钩限位块，所述的连接板上安装有扭转弹簧，扭转弹簧的一端固定于挂钩限位块。
通过采用上述技术方案，通过挂钩限位块限制挂钩的旋转角度，用以使挂钩更好的复位，同时挂钩限位块用以固定扭转弹簧的一端，结构设计合理。
本发明进一步设置为：挂钩铰接于连接板，自然垂下不受外力时，挂钩的角度与钩住横梁时挂钩的角度保持一致，或更偏向落砂口的一侧。
通过采用上述技术方案，通过设计挂钩的配重或者挂钩的形状，实现挂钩无受力状态下的偏转角度，即使扭簧失效，挂钩也可靠自身重力，使其往落砂口方向摆动而防止意外脱钩。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
（1）将底卸砂门机构、开门机构及关门机构分别设计成独立的部件，便于与砂箱组合，实现单孔自动底卸砂或大型砂箱多孔快速自动底卸砂
（2）采用圆柱形弹簧以及导向杆的结构，解决中部球形铰链易出现卡死，失去调节作用导致落砂口密封不良问题，以及相对运动件磨损对工作可靠性的影响
（3）利用滚轮的开、关门机构，滚轮与卸砂门机构的接触为滚动摩擦，摩擦力小，提高底卸砂落砂系统的可靠性。
（4）开、关门机构采用多自由度的设计，适应底卸装置制造及砂箱运动造成的位置变化，保证其工作准确可靠。
附图说明
图1是本发明底卸砂落砂系统的结构示意图；
图2是卸砂门门机构的结构示意图；
图3是关门机构的结构示意图；
图4是关门机构的剖视图；
图5是开门机构的结构示意图。
附图标记：
1、卸砂门机构；2、连接板；21、第一支座；22、第二支座；221、挂钩限位块；23、落砂口；24、环形凸起；25、密封圈；26、扭转弹簧；3、横梁；31、导向板；311、第一斜面；312、第二斜面；313、过渡段；32、支撑板；321、第一弹簧座；322、导向孔；33、销轴；34、卸砂门；341、第二弹簧座；35、圆柱形弹簧；351、弹簧保护罩；36、导向杆；361、卡块；4、挂钩；41、凸块；42、解锁部；5、开门机构；6、关门机构；7、安装座；71、第三支座；72、偏转轴；73、缓冲弹簧；8、活动座；81、防尘保护罩；82、弹簧外套；83、连接套；9、固定架；91、轮轴；92、轴承；93、滚轮；931、弹性挡圈；94、端盖；941、抵触环；942、o型圈；95、轴套。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
参照图1，为本发明公开的一种底卸砂落砂系统，包括卸砂门机构1、开门机构5以及关门机构6；本发明适用于消失模铸造生产线，砂箱通过牵引，在轨道上运行；其中卸砂门机构1安装于砂箱的底部，用于控制落砂口23的启闭；开门机构5、关门机构6安装于砂箱经过的位置，其中开门机构5在前，关门机构6在后（为了便于附图的展示，图1中未展示关门机构6）；卸砂门机构1在开门机构5的作用下，可以将落砂口23打开，将砂箱内的型砂由底部排出；型砂排出后，砂箱经过关门机构6，通过关门机构6将落砂口23关闭，进行下一轮的生产。
具体的：如图1所示，其中卸砂门机构1包括可安装于砂箱底部的连接板2，连接板2设有落砂口23，连接板2安装到砂箱底部后，落砂口23与砂箱连通；连接板2固定有第一支座21和第二支座22，第一支座21与第二支座22位于落砂口23的两侧。其中第一支座21铰接有横梁3，第二支座22铰接挂钩4。
如图2所示，横梁3包括两组平行设置的带有导向斜面的导向板31，两组导向板31之间固定有支撑板32；在横梁3的端部设有与挂钩4相配合的销轴33，销轴33固定于两组导向板31之间。
如图1所示，横梁3向挂钩4一侧转动，横梁3旋转到适当位置时，销轴33可扣入至挂钩4内，从而对横梁3进行固定，卸砂门34盖合于落砂口23处。卸砂门34关闭时，导向板31底部导向斜面与水平面形成一个夹角，其中导向斜面靠近第一支座21的一端高于第二支座22的一端，并且导向斜面包括靠近第一支座21一端的第一斜面311以及位于挂钩4一侧第二斜面312，第二斜面312的水平夹角小于第一斜面311的水平夹角，第一斜面311与第二斜面312之间设有圆弧形的过渡段313。
支撑板32与卸砂门34分别设置有第一弹簧座321、第二弹簧座341，圆柱形弹簧35的两端套接于第一弹簧座321与第二弹簧座341，卸砂门34底面设有开口朝下设置的弹簧保护罩351，弹簧保护罩351将圆柱形弹簧35罩设在内，以此实现对圆柱形弹簧35以及导向杆36进行保护；支撑板32的中部设有供导向杆36穿设的导向孔322，导向杆36的一端与卸砂门34固定，另一端穿设过支撑板32的导向孔322；需要说明的是，导向杆36与导向孔322之间设置有一定的间隙，该间隙控制在2-5mm之间，使导向杆36具有一定范围内的径向偏移，导向杆36的端部设有卡块361，用以限制圆柱形弹簧35的初始长度。落砂口23所在的位置设置有向下延伸的环形凸起24，环形凸起24外侧套设有密封圈25；卸砂门34关闭时，卸砂门34与落砂口23上的密封圈25抵触，对落砂口23进行密封。通过圆柱形弹簧35的弹性，保持落砂口23与卸砂门34之间紧密的接触；采用圆柱型弹簧35的作用自动调整卸砂门34，使其和密封圈25的贴合，此方式不受粉尘影响，即可很好的解决了落砂口23密封不良问题；并且密封圈25设置在环形凸起24的外侧，不直接与温度较高的型砂接触，可以使密封圈25具有更长的使用寿命。本发明较现有技术中中部球形铰链结构更简单，此种密封方式，砂箱内负压度越高，则密封圈25和卸砂门34密封越好。
第二支座22上设置有驱动挂钩4复位的复位组件，复位组件采用扭转弹簧26，挂钩4的尾部远离横梁3的一侧设置有凸块41，第二支座22固定有挂钩限位块221，凸块41可与挂钩限位块221的相互配合，限制了挂钩4的最大旋转角度，其中挂钩限位块221还用于对扭转弹簧26一端进行固定。挂钩4在无外力作用下（即仅依靠自身重力，无扭转弹簧26的弹性作用），挂钩4的角度与钩住销轴33时挂钩4的角度基本保持一致，即如图1所示挂钩4的角度，或更偏向落砂口23的一侧；这样的设计即使扭转弹簧26失效，挂钩4通过自身重力，也会使其向落砂口23方向摆动而防止意外脱钩。
如图3所示，开门机构5、关门机构6均包括安装座7、活动座8、连接活动座8与安装座7的缓冲组件；其中安装座7固定有第三支座71，活动座8设有连接套83，连接套83内可旋转的穿设有偏转轴72，偏转轴72的一端与第三支座71铰接。如图4所示，活动座8与安装座7之间设置有缓冲弹簧73，缓冲弹簧73设置有两组，两组缓冲弹簧73设置于偏转轴72轴线的两侧，当缓冲弹簧73左右压缩量不同时，滚轮93可以随活动座8可绕偏转轴72左右偏转；活动座8设有将缓冲弹簧73罩设的弹簧外套82，活动座8设有开口朝下设置的防尘保护罩81，防尘保护罩81将缓冲弹簧73以及安装座7均罩设在内，从而可以减少灰尘对缓冲弹簧73的影响。活动座8远离第三支座71的端部设有固定架9，固定架9安装有轮轴91，轮轴91通过轴承92可旋转的安装有滚轮93，轮轴91与滚轮93之间设置有将轴承92罩设在内的端盖94，端盖94轮轴91接触的孔壁安装有起密封作用的o型圈942，滚轮93设有卡接端盖94外侧端面的弹性挡圈931，端盖94朝向轴承92的端面设有与轴承92外圈抵接的抵触环941。
如图3或4所示，关门机构6上的两组滚轮93设置有间隙，间隙的大小可以供挂钩4从中穿过，同时滚轮93的位置与导向板31对应，轮轴91上套有轴套95，轴套95的两端分别抵接于两滚轮93相对的端面上，用于限制两组滚轮93之间的相对位置。如图5所示，开门机构5上的两组滚轮93相互紧贴，当挂钩4从开门机构5上方经过的时候，滚轮93可与挂钩4的解锁部42接触，从而推动挂钩4与销轴33脱离。。
开门时，砂箱在牵引力的作用下靠近开门机构5，开门机构5上的滚轮93与导向斜面接触并将横梁3向上托起一定距离使横梁销轴33离开挂钩4，滚轮93靠近挂钩4并与挂钩4的解锁部42接触，推动挂钩4与销轴33完全脱离，推开挂钩4的过程中只需克服挂钩扭转弹簧26阻力即可，挂钩4的钩部无磨损，卸砂门34在砂箱内型砂重力的作用下打开，型砂从落砂口23排出。需要说明的是，滚轮93在与挂钩4、导向斜面接触的瞬间，由于缓冲弹簧73具有一定的压缩量，通过缓冲弹簧73的缓冲，避免了滚轮93与挂钩4以及导向斜面之间的硬接触，从而对挂钩4起到一定的保护，确保底卸砂落砂系统工作的稳定性。
关门时，完成卸砂的砂箱在牵引力的作用下靠近关门机构6，关门机构6上的滚轮93与导向板31上的导向斜面接触，驱动横梁3向挂钩4一侧旋转，销轴33与挂钩4接触的时候，可以推动挂钩4背向落砂口23运动，继续旋转，挂钩4复位，销轴33扣入挂钩4内；滚轮93从第一斜面311滚动至第二斜面312的过程中，由于具有圆弧形的过渡段313，两者的过渡会更加的顺畅；滚轮93即将离开第二斜面312的过程中，第二斜面312会与水平面保持齐平，且销轴33位于挂钩4钩部的正上方，此时，挂钩4的钩部并不与销轴33接触，这样可以使挂钩4可以在扭转弹簧26的作用下运动到位。当滚轮93离开第二斜面312的时候，横梁3在圆柱形弹簧35的作用下，向下运动，销轴33扣入到挂钩4上。
本发明的技术效果在于：
⑴ 性能方面：本发明底卸砂落砂系统的可靠性非常高，原则上无密封不良及意外脱钩现象，随生产线砂箱步进实现无动力自动开、关门完成砂箱自动底卸砂过程。
⑵ 成本方面：本发明底卸砂落砂系统制造成本远低于翻箱机构，其密封件及维修费用低于以往底卸装置。
⑶ 效率方面：本发明底卸砂落砂系统工作可靠维修量小，密封件长寿命，由本发明底卸砂落砂系统导致停机次数极少，因而提高了生产线效率。
⑷ 使用寿命方面：密封圈25不和热砂接触，消失模生产线工作节拍又较低，其寿命可用年计，目前已经过长时间的测试，未有密封圈25更换记录。新式的挂钩4及新形状的横梁3，利用滚动形式的开门机构5自由无摩擦脱钩开门落砂，提高机构可靠性。相对运动件磨损有弹性补偿，因此使用性能不会因磨损而有变化，只需定期检查即可。
⑸ 能源消耗方面：利用生产线砂箱步进运动实现开关门自动底卸砂过程，不增加任何动力。
⑹ 操作安全方面：本发明底卸砂落砂系统自动工作，无需人员操作，且位于生产线砂箱下部，人员接触不到，无安全操作问题
⑺ 环境污染方面：本发明底卸砂落砂系统翻箱机方式比较，产生粉尘少，同时易于密封除尘，无震动落砂机产生噪音，因此对环境影响优于翻箱机方式。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种底卸砂落砂系统，其特征在于：包括卸砂门机构(1)、开门机构(5)、以及关门机构(6)；
所述的卸砂门机构(1)包括连接板(2)，连接板(2)设有与砂箱连通的落砂口(23)，所述连接板(2)一端铰接有横梁(3)，连接板(2)的另一端铰接有可向横梁(3)一侧偏转用于钩住横梁(3)的挂钩(4)；所述横梁(3)安装有与落砂口(23)配合的卸砂门(34)以及将卸砂门(34)压向落砂口(23)的弹性件，所述横梁(3)底部设有当卸砂门(34)关闭时由铰接处开始向下倾斜的导向斜面；
所述的开门机构(5)位于卸砂门机构(1)下方，所述开门机构(5)包括设置于横梁(3)下方并可与导向斜面抵接用于推开挂钩(4)的开门滚动件；
所述的关门机构(6)位于卸砂门机构(1)的下方，所述关门机构(6)设有可与导向斜面抵接并驱使横梁(3)向挂钩(4)一侧旋转的关门滚动件。
2.根据权利要求1所述的底卸砂落砂系统，其特征是：所述的弹性件为圆柱形弹簧(35)，所述的圆柱形弹簧(35)外套设有弹簧保护罩(351)，所述的横梁(3)可滑动的安装有与卸砂门(34)固定的导向杆(36)，所述导向杆(36)穿设于圆柱形弹簧(35)。
3.根据权利要求1所述的底卸砂落砂系统，其特征是：所述的落砂口(23)设有向下延伸的环形凸起(24)，环形凸起(24)的外侧套设有与卸砂门(34)配合的密封圈(25)。
4.根据权利要求1所述的底卸砂落砂系统，其特征是：所述的开门机构(5)、关门机构(6)均包括安装座(7)、铰接于安装座(7)的活动座(8)、设置于活动座(8)与安装座(7)之间的缓冲组件，所述活动座(8)安装有滚轮(93)。
5.根据权利要求4所述的底卸砂落砂系统，其特征是：所述安装座(7)固定有第三支座(71)，活动座(8)设有连接套(83)，连接套(83)内可旋转的穿设有偏转轴(72)，偏转轴(72)的一端与第三支座(71)铰接。
6.根据权利要求1所述的底卸砂落砂系统，其特征是：所述的导向斜面包括位于横梁(3)铰接处一侧的第一斜面(311)与位于挂钩(4)一侧第二斜面(312)，所述第二斜面(312)的水平夹角小于第一斜面(311)的水平夹角，所述第一斜面(311)与第二斜面(312)之间设有圆弧形的过渡段(313)。
7.根据权利要求1所述的底卸砂落砂系统，其特征是：关门滚动件包括两组滚轮(93)，两组滚轮(93)之间设有可供挂钩(4)穿过的间隙。
8.根据权利要求1所述的底卸砂落砂系统，其特征是：开门滚动件包括两组滚轮(93)，两组滚轮(93)相互紧贴。
9.根据权利要求1所述的底卸砂落砂系统，其特征是：所述的挂钩(4)设置有凸块(41)，所述的连接板(2)设有与凸块(41)配合以限制挂钩(4)旋转角度的挂钩限位块(221)，所述的连接板(2)上安装有扭转弹簧(26)，扭转弹簧(26)的一端固定于挂钩限位块(221)。
10.根据权利要求1所述的底卸砂落砂系统，其特征是：所述挂钩(4)铰接于连接板(2)，自然垂下不受外力时，挂钩(4)的角度与钩住横梁(3)时挂钩(4)的角度保持一致，或更偏向落砂口(23)的一侧。
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