CN116890098B - 吸铸陶瓷升液管管口纤维垫自动清理装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及真空铸造技术领域，具体涉及一种吸铸陶瓷升液管管口纤维垫自动清理装置，包括机座；环形管道，清铲机构适于清铲升液管管口的纤维垫；堵塞机构适于对升液管管口进行封堵；吹气机构适于将被清铲后的纤维垫从升液管管口吹离。一种吸铸陶瓷升液管管口纤维垫自动清理方法，采用上述清理装置，先调整机座位置使环形管道与吸铸凸台配合；使堵塞头封堵住升液管管口；清铲机构将纤维垫从升液管管口撕开清理掉；吹气机构将升液管管口纤维残渣吹到环形管道内腔中；通过负压系统将环形管道内腔中的纤维残渣吸走；机座带着环形管道、清铲机构以及堵塞机构复位到初始位置。结构紧凑，陶瓷纤维垫清理方便快捷，可实现自动化清理，实用性强。
Description
技术领域
本发明涉及真空铸造技术领域，具体涉及吸铸陶瓷升液管管口纤维垫自动清理装置及其方法。
背景技术
如图1所示，真空吸铸装置2包括吸铸池21、陶瓷升液管22以及吸铸底板23，所述吸铸底板23上端设有吸铸凸台24，陶瓷升液管22上端嵌入在吸铸凸台24内，并与吸铸凸台24形成台阶配合，陶瓷升液管22上端与吸铸凸台24上端齐平，在陶瓷升液管22的管口根据吸铸工艺的需求会放置陶瓷纤维垫25。
真空吸铸装置用于真空吸铸工艺，具体工艺是将铸型置于密封的吸铸室中，下端陶瓷升液管22浸入吸铸池21内的液态金属中，然后将吸铸室抽真空，使金属液在负压下自下而上充型，并在负压下保压进行补缩凝固冷却的成形方法。保压凝固完毕后泄压，陶瓷升液管22里的金属液回流熔池。
为了保证吸铸壳型在真空吸铸室的密封性，防止金属液从连接部位流出，需要在与陶瓷升液管22的管口上表面接触的吸铸壳型的底面粘接陶瓷纤维密封垫，但是，真空吸铸时，在高温高压的作用下，陶瓷纤维垫会粘接在陶瓷管管口上部，需要操作人员人工作业，才能将陶瓷纤维垫清理掉。由于采用真空吸铸智能自动化生产线生产耐热钢涡轮壳产品，生产效率高（60模/h），人工清理作业强度大，容易疲劳，还会使部分碎裂的陶瓷纤维垫很大几率掉入到陶瓷升液管22内，这样导致金属液污染，造成铸件夹渣废品。
目前现有的机械清理陶瓷纤维垫，如ZL202022943290.7吸注陶瓷管管口清理装置，ZL201920185481 .6真空吸铸升液管端面清理磨平机，虽然清理效率较高，但仍然存在陶瓷纤维垫残渣掉入陶瓷升液管22内的风险，且不能适应智能化、自动化生产线的需要。为此需要研究开发一种吸铸陶瓷升液管管口纤维残渣自动清理装置及其方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种吸铸陶瓷升液管管口纤维垫自动清理装置及其方法，解决目前针对吸铸陶瓷升液管管口纤维垫清理效率低、清理时纤维残渣容易掉入升液管管口内，从而污染吸铸池内金属液的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
第一方面：
提供一种吸铸陶瓷升液管管口纤维垫自动清理装置，包括
机座，所述机座适于做升降、水平旋转运动；
环形管道，所述环形管道安装在机座下方，所述环形管道的环形孔内开设一圈吸入口，所述环形管道适于与吸铸凸台配合，以使升液管管口上的纤维垫位于环形孔内，所述环形管道内腔连接至少一个负压系统，所述负压系统适于对环形管道内腔中的纤维残渣进行抽吸清理；
清铲机构，安装在机座下方，所述清铲机构位于环形孔内，并适于清铲升液管管口的纤维垫；
堵塞机构，安装在机座下方，并位于环形孔内，所述堵塞机构中清铲机构中间穿过，所述堵塞机构适于对升液管管口进行封堵；
吹气机构，安装在堵塞机构上，所述吹气机构适于将被清铲后的纤维残渣从升液管管口吹离。
进一步的，所述堵塞机构包括
第一升降气缸，其上端与机座做固定连接；
堵塞头，与第一升降气缸连接；
所述第一升降气缸适于带动堵塞头向下移动，并从清铲机构中间穿过，以使堵塞头下端封堵住升液管管口。
进一步的，所述吹气机构包括
多个吹气孔开设在堵塞头内的，各个吹气孔沿堵塞头周向分布；
气腔，开设在堵塞头内，并与各个吹气孔连通，所述气腔管路连通气源；
当堵塞头封堵升液管管口时，各个吹气孔与升液管管口平面齐平。
进一步的，所述清铲机构包括
吊具，其上端与机座固定连接，其下端伸至环形孔内；
至少两个铲刀组件，各个铲刀组件在吊具下端呈周向分布，以使各个铲刀组件中的铲刀组成圆形结构；
所述铲刀组件适于带动铲刀做升降、径向平移，所述铲刀组件从纤维垫中间孔径向向外移动以刮除升液管管口的纤维垫。
进一步的，所述铲刀组件包括
第二升降气缸，与吊具做固定连接；
径向平移气缸，与第二升降气缸连接，所述第二升降气缸适于带动径向平移气缸在吊具上做上下移动；
刀座，与径向平移气缸连接，所述径向平移气缸适于带动刀座做径向平移；
铲刀，在刀座上竖向设置，并且铲刀呈弧形结构；所述铲刀适于竖向插入纤维垫的中间孔内，随着铲刀径向平移来清铲纤维垫。
进一步的，所述吊具为圆筒；
所述圆筒下端外壁与环形孔内壁之间形成一圈进气间隙。
进一步的，所述机座一侧端部连接升降旋转装置，所述升降旋转装置带动机座做升降、水平旋转运动。
进一步的，所述环形管道分为左半环管和右半环管，所述左半环管和右半环管之间形成两个对接口；
所述负压系统的数量为两个，两个负压系统分别与左半环管和右半环管连接；
两个闸板，分别连接两个第三升降气缸，所述第三升降气缸安装在机座上，所述第三升降气缸适于带动闸板下移至对接口内，以封堵对接口。
进一步的，所述负压系统包括负压抽管、第二电磁控制阀、负压风机以及集渣桶；
所述负压抽管一端与环形管道内腔连接，另一端与集渣桶连接，所述第二电磁控制阀设置在负压抽管上；
所述负压风机经负压抽管将环形管道内的纤维残渣抽吸清理，并将纤维残渣送至集渣桶内。
第二方面：
提供一种吸铸陶瓷升液管管口纤维垫自动清理方法，采用上述的吸铸陶瓷升液管管口纤维垫自动清理装置，包括以下步骤：
步骤S01，先调整机座位置，使环形管道、清铲机构以及堵塞机构位于吸铸凸台正上方，然后机座下降，从而使环形管道与吸铸凸台配合，待清理纤维垫位于环形孔内；
步骤S02， 堵塞机构的第一升降气缸控制堵塞头向下移动，使堵塞头封堵住升液管管口；
步骤S03，清铲机构的各个第二升降气缸控制铲刀向下移动，使铲刀插入中纤维垫的中间孔内，然后径向平移气缸带动各个铲刀径向向外移动，从而将纤维垫从升液管管口撕开清理掉，随后第二升降气缸和径向平移气缸带着铲刀复位；
步骤S04，吹气机构的各个吹气孔开始吹气，将升液管管口纤维残渣吹到环形管道内腔中；
步骤S05，通过负压系统将环形管道内腔中的纤维残渣吸走；
步骤S06，陶瓷升液管管口的纤维垫被清理干净后，第一升降气缸带着堵塞头向上复位，机座带着环形管道、清铲机构以及堵塞机构复位到初始位置。
本发明的有益效果是：
本发明的吸铸陶瓷升液管管口纤维垫自动清理装置，结构紧凑，陶瓷纤维垫清理方便快捷，可实现自动化清理，实用性强。
提高吸铸陶瓷升液管管口残渣的清理效率，质量高，效果好，彻底消除了陶瓷纤维垫残渣进入吸铸陶瓷管内部的可能，保证了吸铸铸件的质量，满足了真空吸铸智能化自动化生产线的需要。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是真空吸铸装置示意图；
图2是本发明吸铸陶瓷升液管管口纤维垫自动清理装置作业时的示意图；
图3是图2中A处放大图；
图4是本发明吸铸陶瓷升液管管口纤维垫自动清理装置俯视图；
图5是堵塞机构示意图；
图6是清铲机构主视图；
图7是清铲机构俯视图；
图8和图9是实施例二中环形管道与两个负压系统之间的结构图；
其中，
1、升降旋转装置，11、机座；
2、真空吸铸装置，21、吸铸池，22、陶瓷升液管，23、吸铸底板，24、吸铸凸台，25、纤维垫；
3、清铲机构，31、吊具，32、第二升降气缸，33、径向平移气缸，34、刀座，35、铲刀；
4、堵塞机构，41、第一升降气缸，42、堵塞头，43、吹气孔，44、第一电磁控制阀；
5、负压系统，51、负压抽管， 52、第二电磁控制阀，53、负压风机，54、集渣桶；
6、环形管道，61、吸入口，62、对接口，63、闸板。
具体实施方式
现在结合具体实施例对本发明作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例一
如图1至图7所示，一种吸铸陶瓷升液管管口纤维垫自动清理装置，包括
机座11，所述机座11适于做升降、水平旋转运动；
环形管道6，所述环形管道6安装在机座11下方，所述环形管道6的环形孔内开设一圈吸入口61，所述环形管道6适于与吸铸凸台24配合，以使升液管管口上的纤维垫25位于环形孔内，所述环形管道6内腔连接至少一个负压系统5，所述负压系统5适于对环形管道6内腔中的纤维残渣进行抽吸清理；
清铲机构3，安装在机座11下方，所述清铲机构3位于环形孔内，并适于清铲升液管管口的纤维垫25；
堵塞机构4，安装在机座11下方，并位于环形孔内，所述堵塞机构4中清铲机构3中间穿过，所述堵塞机构4适于对升液管管口进行封堵；
吹气机构，安装在堵塞机构4上，所述吹气机构适于将被清铲后的纤维垫25从升液管管口吹离。
具体的，作为本实施例中一种可选的实施方式，如图2图3图5所示，所述堵塞机构4包括
第一升降气缸41，其上端与机座11做固定连接；
堵塞头42，与第一升降气缸41连接；
所述第一升降气缸41适于带动堵塞头42向下移动，并从清铲机构3中间穿过，以使堵塞头42下端封堵住升液管管口。
本实施例中，堵塞头42呈圆柱球形，其材质为耐高温陶瓷或碳化硅材料，其尺寸为Φ80mm/SR40mm。
堵塞机构4在清铲机构3作业之前先对升液管管口进行封堵，防止纤维垫25在清铲时产生的纤维残渣通过升液管管口落入吸铸池21内。
具体的，作为本实施例中一种可选的实施方式，如图2图3图5所示，所述吹气机构包括
多个吹气孔43开设在堵塞头42内的，各个吹气孔43沿堵塞头42周向分布；吹气孔43呈半圆形结构，上侧为弧边，底部为直边。
气腔，开设在堵塞头42内，并与各个吹气孔43连通，所述气腔管路连通气源；所述气腔进气口安装第一电磁控制阀44；
当堵塞头42封堵升液管管口时，各个半圆形吹气孔43的底部直边与升液管管口平面齐平。
吹气机构作业时，第一电磁控制阀44连接压缩空气，压缩空气通过各个吹气孔43从堵塞头42四周吹气，将堵塞头42四周、分布在升液管管口上的纤维残渣吹向环形管道6内腔中。
其中，吹气孔43为8个R6mm。
具体的，作为本实施例中一种可选的实施方式，如图2至图7所示，所述清铲机构3包括
吊具31，其上端与机座11固定连接，其下端伸至环形孔内；
至少两个铲刀组件，各个铲刀组件在吊具31下端呈周向分布，以使各个铲刀组件中的铲刀35组成圆形结构；
所述铲刀组件适于带动铲刀35做升降、径向平移，所述铲刀组件从纤维垫25中间孔径向向外移动以刮除升液管管口的纤维垫25。
本实施例中，铲刀组件数量优选两个。
具体的，作为本实施例中一种可选的实施方式，如图6图7所示，所述铲刀组件包括
第二升降气缸32，与吊具31做固定连接；
径向平移气缸33，与第二升降气缸32连接，所述第二升降气缸32适于带动径向平移气缸33在吊具31上做上下移动；
刀座34，与径向平移气缸33连接，所述径向平移气缸33适于带动刀座34做径向平移；
铲刀35，在刀座34上竖向设置，并且铲刀35呈弧形结构；所述铲刀35适于竖向插入纤维垫25的中间孔内，随着铲刀35径向平移来清铲纤维垫25。
本实施例中，铲刀35为半圆形结构，铲刀35刀口竖向朝下，两个铲刀组件在处于复位状态时，两个铲刀组成圆环形铲刀35，圆环形铲刀35下端正好插入升液管管口内，即插入纤维垫25中间孔内，在径向平移气缸33的带动下，圆环形铲刀35开始分开，由两个半圆形铲刀35将纤维垫25撕开并清理掉，纤维垫25清理之后，径向平移气缸33和第二升降气缸32复位，接下来就由吹气机构进行吹气，经吹气孔43将碎裂残余的陶瓷纤维残渣吹到负压除渣收集系统的环形管道6内。
径向平移气缸33与吊具31之间设置滑块和滑轨，从而可以使径向平移气缸33可以在吊具31稳定上下移动。
本实施例中，所述吊具31为圆筒；所述圆筒下端外壁与环形孔内壁之间形成一圈进气间隙。
将吊具31设计为圆筒形，可以更好的匹配环形管道6的环形孔，吊具31下端插入环形管道6内，进气间隙为圆环形，通过控制吊具31直径可以控制进气间隙的大小，控制环形管道6在负压作业时时候的进气量。
具体的，作为本实施例中一种可选的实施方式，如图2所示，所述机座11一侧端部连接升降旋转装置1，所述升降旋转装置1带动机座11做升降、水平旋转运动。
升降旋转装置1的原理结构是现有的，在此不做赘述，具体可以参考在先专利：CN214132889U-吸注陶瓷管管口清理装置。
通过升降旋转装置1控制机座11升降和水平移动，从而带动堵塞机构4、环形管道6以及清铲机构3移至吸铸陶瓷升液管22管口。
本实施例中，如图2图4所示，所述负压系统5包括负压抽管51、第二电磁控制阀52、负压风机53以及集渣桶54；
所述负压抽管51一端与环形管道6内腔连接，另一端与集渣桶54连接，所述第二电磁控制阀52设置在负压抽管51上；
所述负压风机53经负压抽管51将环形管道内的纤维残渣抽吸清理，并将纤维残渣送至集渣桶54内。
本实施例中，所述环形管道6在与吸铸凸台24配合时，所述吸入口61的下侧边沿低于吸铸凸台24上端的平面，吸入口61的下侧边低于吸铸凸台24平面的距离控制在10-20mm。通过将吸入口61的下侧边沿低于吸铸凸台24，可以避免吹散的纤维残渣被卡在吸入口61的下侧边沿，使纤维残渣可以顺利进入到环形管道6内。
本实施例中，还包括 PLC控制器，PLC控制器与各个部件电性连接，实现自动化清理。
本发明吸铸陶瓷升液管22管口纤维垫25清理装置的工作过程如下：
步骤S01，升降旋转装置1带动机座11平移至吸铸陶瓷升液管22管口纤维垫25上方，堵塞头42位于管口正上方，然后控制机座11下降至预定高度；
步骤S02，第一升降气缸41控制堵塞头42下降，通过堵塞头42堵住升液管管口，防止后续纤维垫25清理作业时纤维残渣进入管口内；
步骤S03，两个铲刀组件的第二升降气缸32控制两个铲刀35插入纤维垫中间孔内，再有两个径向平移气缸33带动两个铲刀35径向平移，从而将粘接在管口和吸铸凸台24上的纤维垫给铲掉，清铲结束后，第二升降气缸32和径向平移气缸33带着铲刀35向上复位；
步骤S04，吹气机构通过堵塞头42上的各个吹气孔43将碎裂的残余的陶瓷纤维残渣吹到负压除渣收集系统的环形管道6内；
步骤S05，通过负压系统5将环形管道6内纤维残渣抽走并过滤采集。
步骤S06，升降旋转装置1带着机座11向上抬升并平移复位。
实施例二
本实施例基于实施例一，区别在于：如图8图9所示，将环形管道6分为左半环管和右半环管，所述左半环管和右半环管之间形成两个对接口62对接口62宽度为1-2mm。
所述负压系统5的数量为两个，两个负压系统5分别与左半环管和右半环管连接；
两个闸板63，分别连接两个第三升降气缸，所述第三升降气缸安装在机座11上，所述第三升降气缸适于带动闸板63下移至对接口62内，以封堵对接口62。
清铲纤维垫、吹气除渣时，闸板63处于抬升位置，两个半环形管道6之间是连通（对接口23间隙忽略不计）的，只有当需要抽吸时，闸板63才下降来封堵对接口62。
本实施例通过将环形管道6一分为二，在作业时通过两个闸板63分隔为两个半环形内腔，每个半环形内腔均连接一个负压系统5， 此时半环形内腔所产生的吸力更大，对于纤维残渣的清理效果更好。
实施例三
一种吸铸陶瓷升液管管口纤维垫自动清理方法，采用上述的吸铸陶瓷升液管22管口纤维垫25自动清理装置，包括以下步骤：
步骤S01，先调整机座11位置，使环形管道6、清铲机构3以及堵塞机构4位于吸铸凸台24正上方，然后机座11下降，从而使环形管道6与吸铸凸台24配合，待清理纤维垫25位于环形孔内；
步骤S02，堵塞机构4的第一升降气缸41控制堵塞头42向下移动，使堵塞头42封堵住升液管管口；
步骤S03，清铲机构3的各个第二升降气缸32控制铲刀35向下移动，使铲刀35插入中纤维垫25的中间孔内，然后径向平移气缸33带动各个铲刀35径向向外移动，从而将纤维垫25从升液管管口撕开清理掉，随后第二升降气缸32和径向平移气缸33带着铲刀35复位；
步骤S04，吹气机构的各个吹气孔43开始吹气，将陶瓷升液管22管口纤维残渣吹到环形管道6内腔中；
步骤S05，通过负压系统5将环形管道6内腔中的纤维残渣吸走；
步骤S06，陶瓷升液管22管口的纤维垫被清理干净后，第一升降气缸41带着堵塞头42向上复位，机座11带着环形管道6、清铲机构3以及堵塞机构4复位到初始位置。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (6)
1.一种吸铸陶瓷升液管管口纤维垫自动清理装置，其特征是，包括
机座，所述机座适于做升降、水平旋转运动；
环形管道，所述环形管道安装在机座下方，所述环形管道的环形孔内开设一圈吸入口，所述环形管道适于与吸铸凸台配合，以使升液管管口上的纤维垫位于环形孔内，所述环形管道内腔连接至少一个负压系统，所述负压系统适于对环形管道内腔中的纤维残渣进行抽吸清理；
清铲机构，安装在机座下方，所述清铲机构位于环形孔内，并适于清铲升液管管口的纤维垫；
堵塞机构，安装在机座下方，并位于环形孔内，所述堵塞机构中清铲机构中间穿过，所述堵塞机构适于对升液管管口进行封堵；
吹气机构，安装在堵塞机构上，所述吹气机构适于将被清铲后的纤维残渣从升液管管口吹离；
所述堵塞机构包括
第一升降气缸，其上端与机座做固定连接；
堵塞头，与第一升降气缸连接；
所述第一升降气缸适于带动堵塞头向下移动，并从清铲机构中间穿过，以使堵塞头下端封堵住升液管管口；
所述吹气机构包括
多个吹气孔开设在堵塞头内的，各个吹气孔沿堵塞头周向分布；
气腔，开设在堵塞头内，并与各个吹气孔连通，所述气腔管路连通气源；
当堵塞头封堵升液管管口时，各个吹气孔与升液管管口平面齐平；
所述清铲机构包括
吊具，其上端与机座固定连接，其下端伸至环形孔内；
至少两个铲刀组件，各个铲刀组件在吊具下端呈周向分布，以使各个铲刀组件中的铲刀组成圆形结构；
所述铲刀组件适于带动铲刀做升降、径向平移，所述铲刀组件从纤维垫中间孔径向向外移动以刮除升液管管口的纤维垫；
所述铲刀组件包括
第二升降气缸，与吊具做固定连接；
径向平移气缸，与第二升降气缸连接，所述第二升降气缸适于带动径向平移气缸在吊具上做上下移动；
刀座，与径向平移气缸连接，所述径向平移气缸适于带动刀座做径向平移；
铲刀，在刀座上竖向设置，并且铲刀呈弧形结构；所述铲刀适于竖向插入纤维垫的中间孔内，随着铲刀径向平移来清铲纤维垫。
2.根据权利要求1所述的吸铸陶瓷升液管管口纤维垫自动清理装置，其特征是，
所述吊具为圆筒；
所述圆筒下端外壁与环形孔内壁之间形成一圈进气间隙。
3.根据权利要求1所述的吸铸陶瓷升液管管口纤维垫自动清理装置，其特征是，所述机座一侧端部连接升降旋转装置，所述升降旋转装置带动机座做升降、水平旋转运动。
4.根据权利要求1所述的吸铸陶瓷升液管管口纤维垫自动清理装置，其特征是，所述环形管道分为左半环管和右半环管，所述左半环管和右半环管之间形成两个对接口；
所述负压系统的数量为两个，两个负压系统分别与左半环管和右半环管连接；
两个闸板，分别连接两个第三升降气缸，所述第三升降气缸安装在机座上，所述第三升降气缸适于带动闸板下移至对接口内，以封堵对接口。
5.根据权利要求1所述的吸铸陶瓷升液管管口纤维垫自动清理装置，其特征是，所述负压系统包括负压抽管、第二电磁控制阀、负压风机以及集渣桶；
所述负压抽管一端与环形管道内腔连接，另一端与集渣桶连接，所述第二电磁控制阀设置在负压抽管上；
所述负压风机经负压抽管将环形管道内的纤维残渣抽吸清理，并将纤维残渣送至集渣桶内。
6.一种吸铸陶瓷升液管管口纤维垫自动清理方法，其特征是，采用权利要求1所述的吸铸陶瓷升液管管口纤维垫自动清理装置，包括以下步骤：
步骤S01，先调整机座位置，使环形管道、清铲机构以及堵塞机构位于吸铸凸台正上方，然后机座下降，从而使环形管道与吸铸凸台配合，待清理纤维垫位于环形孔内；
步骤S02， 堵塞机构的第一升降气缸控制堵塞头向下移动，使堵塞头封堵住升液管管口；
步骤S03，清铲机构的各个第二升降气缸控制铲刀向下移动，使铲刀插入中纤维垫的中间孔内，然后径向平移气缸带动各个铲刀径向向外移动，从而将纤维垫从升液管管口撕开清理掉，随后第二升降气缸和径向平移气缸带着铲刀复位；
步骤S04，吹气机构的各个吹气孔开始吹气，将升液管管口纤维残渣吹到环形管道内腔中；
步骤S05，通过负压系统将环形管道内腔中的纤维残渣吸走； 步骤S06，陶瓷升液管管口的纤维垫被清理干净后，第一升降气缸带着堵塞头向上复位，机座带着环形管道、清铲机构以及堵塞机构复位到初始位置。
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