车间设计Ｆｏｕｎｄｒｙ Ｄｅｓｉｇｎ 潍柴动力气缸盖清理技术应用 任兴武，赵佰连，赵宏俊 （潍柴动力（潍坊）铸锻有限公司，山东潍坊市２６１００１） 摘要：本文主要介绍了潍柴动力单体缸盖和联体缸盖的清理技术。包括清理工艺流程，关键清理设备的 简介，车间内的节能减排和劳动防护设计。 关键词：气缸盖清理；清理设备；节能环保；劳动防护 中图分类号：ＴＧ２３４：文献标识码：Ｂ；文章编号：１００６—９６５８（２０１２）０２—００５６—３ 在传统的铸造车间内，清理工部是粉尘、烟气、 噪声等污染最为集中的场所，多为地摊式清理，劳 动强度大，机械化程度低。潍柴动力新建铸造产业 ｉ ｔ 二 ｌ ： 壁 圭 一 疑 园结合生产需求，通过多方的努力协作，成功地设 计并建成了节能环保、物流畅通并能确保铸件表面 质量、内腔清洁度的气缸盖流水线，达到了国内领 先水平。 Ｉ主要工艺流程 在与造型线生产能力相匹配的前提下，整个清 理线以铸件不落地为原则，采用了机械手搬运和磷 板线、辊道线等自动输送设备。设置了铸件缓存区， 图１单体缸盖清理工艺布置简图 １．１＃抓铸件机械手２．１ 鳞板输送机３．２＃抓铸件机械手 ４．二次落砂机理机５．２＃鳞板输送机ｌ１．３＃磨削线６．连续通过式摆床抛丸清 ９．１＃磨削线 以保证整个生产线的连续性。有效地降低了员工的 劳动强度，保证了铸件的内腔和表面质量。 Ｉ．Ｉ单体缸盖清理工艺流程 ７．３＃鳞板输送机８．１样平板输送机ｌＯ．２＃磨削线１２．４｝｝磨削线１３．５＃磨削线 如图１、图２所示，１＃抓铸件机械手在输送式振 动落砂机上将铸件上的浇冒口系统、气针敲掉，并 取出大的浇冒口装斗。２＃抓铸件机械手敲掉鳞板输 送机上铸件残留的浇冒口、气针，并取出大的浇冒 口装斗。经过二次落砂和连续通过式摆床抛丸清理 机抛丸处理后，气缸盖被输送到５条单体缸盖铸件 六面磨削清理线上，对浇冒口根、披缝、飞边和毛刺 振动输送落砂卜呻 １＃抓铸件机械手 ２＃抓铸件机械手 １＃鳞板输送和冷却 浇冒口系统及出气针 上 上 Ｊｒ 上 Ｊｒ 浇冒口系统及出气针 二次振动输送落砂 ｌ料斗Ｉ ｌ料斗ｌ 连续通过抛丸、倒丸 Ｈ ２＃鳞板输送和冷却 ｜， 人工粗清 ＿． 残余出气针 进行磨削清理。最后人工完成细清处理，检验合格 后，单体气缸盖的清理工艺流程结束。 １．２联体气缸盖清理工艺流程 如图３、图４所示，１＃抓铸件机械手在输送式 振动落砂机上将铸件上的浇冒口系统、气针敲掉， 收稿Ｅｌ期：２０１２—０２—１８ 稿件编号：１２０２—０１３ 作者简介：任兴武（１９６３一），高级工程师，从事生产管理 ｌ ｌ ３＃鳞板输送Ｈ ｌ 平板输送Ｈ六面磨削 Ｉ料斗ｆ 』 １入库Ｈ检验Ｈ人工细清｝ 图２单体缸盖清理工艺流程简图 并取出大的浇冒口装斗。２＃抓铸件机械手敲掉鳞板 输送机上铸件残留的浇冒口、气眼针，取出大的浇冒 口装斗，并把铸件码放到退火炉的台车上。经过连续 ５６ ｏＦＭＴ中国铸造装备与技术２／２０１２ Ｆｏｕｎｄ＠Ｄｅｓｉｇｎ车间设计 式燃气退火炉退火处理和震击除芯后，双行程悬链 输送吊钩式抛丸清理机对铸件进行粗抛处理，接着 少了铸件内的钢丸残留，大大减轻了钢丸对继续输 送过程的污染。与传统的连续通过式摆床抛丸清理 机相比，倾角控制由液压装置改为机械装置，更加便 于维护保养，增强了设备的可靠性。 ２．３铸件六面磨削清理机 选用国产单体缸盖铸件六面磨削清理线，人工 只需在上、下件辊道区域进行作业，就能自动完成铸 件的六面磨削。每台最大生产率为１１０件／｝ｌ，总装机 容量约１４５ｋＷ。每条单体缸盖铸件六面磨削清理线 主要由ｌ台双工位四面磨削清理机，１台单工位二 面磨削清理机，１台抓取、转运、旋转铸件机械手及１ 联体缸盖四面磨削清理线对铸件连接缸体面及相 对面、进气道面及相对面四个面进行磨削清理。磨 削后的联体缸盖被输送到机械手抛丸清理机完成 精抛处理。最后人工完成细清处理，检验合格后，联 体缸盖的清理工艺流程结束。 条上料准备辊道，ｌ条下料辊道等组成。５条单体缸 盖铸件六面磨削清理线采用两套除尘系统。 ２．４燃气退火炉 图３联体缸盖清理工艺布置简图 １．２＃抓铸件机械手击芯机２．退火炉３．２＃平板输送机４．振动 ５．连续通过式抛丸清理机６．联体缸盖磨削线 选用国产连续式燃气退火炉，利用抓铸件机械 手完成铸件毛坯的连续装卸，退火过程按照选择的 相应程序自动完成，无需任何其它手动操作。最大生 产率为１４０件／ｈ，天然气最大消耗量约为４５０Ｎｍ ／ｈ。 ７．联体缸盖细清问 ８．精抛抛丸清理机９．检验区 ｌ振动输送落砂Ｈ １＃抓铸件机械手 占 上 升温段、保温段、冷却段和上、下料及台车台面 清扫段组成一个循环生产线。天然气燃烧系统采用 次振动输送落砂Ｈｌ｝｝鳞板输送和冷却ｌ ｌ浇冒口系统及出气针 上 毒 王 ｜ｒ ＃鳞板输送和冷却Ｉ Ｉ ２｝｝抓铸件机械手Ｉ残余出气针 Ｉ Ｉ连续燃气炉退火Ｉ 厂硐 进口天然气比调燃烧器，燃烧器配节能烧嘴及稳焰 盘、自动点火、火焰监测及报警、伺服配风机构、助燃 风机、温度比例传感器及比例调节控制器、燃气控制 阀组、气体压力开关、吹扫装置及控制装置等。烧嘴 燃气主管道安装压力显示仪表，以观察天然气压力 变化情况。燃烧装置配置燃气阀组检漏装置，提高了 天然气使用的安全性。 ２．５振动击芯机 南区杰巫 ］＿＋匦 前天然气管道安装旋塞阀，以调节天然气流量大小； ‘Ｉ 机械辊道输送Ｈ机械倒丸和四面磨削Ｆ－ｔ悬链连续粗抛 ＡＩｆａ￣Ｈ机械手连续精抛ｔ－４内贮 Ｈ 图４联体缸盖清理工艺流程简图 选用进口三合一振动击芯机，人工只需在上、下 件辊道上负责铸件的搬运，就能依次自动完成铸件 的锤击、旋转及振动，锤击、振动时间长短及可旋转 角度可以通过编程调节，满足了复杂铸件的除芯。每 台最大生产率为５０件／ｈ。 ２关键设备简介 ２．１抓铸件机械手 选用了进口的抓铸件机械手，抓取能力达 ５００ｋｇ。用于完成铸件浇冒口、气眼针的去除和装斗， 以及铸件退火炉的装卸，避免了人工搬运。作为清 理线的一部分，与磷板输送机、退火炉信号联锁。 ２．２连续通过式抛丸清理机 选用了进口连续通过式摆床抛丸清理机，最大 通过量约２３ｄｈ，总装机容量约６４６ｋＷ。铸件直接连 续输送进该设备进行抛丸清理，并连续输出，无需 ２．６精抛抛丸清理机 选用迪砂国产机械手式抛丸机清理机，专门对 联体缸盖进行精抛处理，最大处理能力６０件／ｈ，总装 机容量约２６０ｋＷ。共有２个机械手，每次１个机械手 进入抛丸清理区。由输送装置将待清理的铸件输送 到处于上料工位的机械手上，机械手卡持铸件后转 任何其它手动操作。在出口处有倒丸滚筒装置，减 盘旋转１８０￣，使铸件进入抛丸清理区，按照预先设定 的抛丸程序对铸件进行抛丸清理。然后转盘再反转 中国铸造装备与技术２／２０１２《譬ＩＦｌ、，ＩＴ ５７ 车间设计Ｆｏｕｎｄｒｙ Ｄｅｓｉｇｎ １８０。，将清理好的铸件卸回上料区，装入新的铸件进 行下一个周期的抛丸清理。机械手可以根据铸件的 外形特征来进行“旋转”和“摇摆”，实现对铸件的特 定部位进行重点清理。机械手与上卸料装置联锁， 组成自动生产线，处理过的铸件直接进入细清区。 ３节能减排 连续式燃气退火炉设计考虑了铸件余热的利 用，选择相应程序后，退火炉前端布置烧嘴不需点 燃，只有等到带有余热的铸件运行到需要升温时， 相应烧嘴才自动点燃，并能根据需要热量多少自动 调整火焰大小。 图５排废系统流程图 人工细清区设置了的隔音房间，并增设了 除尘和送风系统。为了保证细清人员的人身安全和 职业卫生安全，配置了专门的劳保防护用品。大大改 善了细清人员的工作环境。 车间的排风量较大，为保持车间温度，满足车间 换气要求，车间设计了集中热风采暖系统。冬季与车 间的散热器采暖系统组成联合供暖系统，保证车间 除尘器的排放浓度≤３０ｍｇ／Ｎｍ，，粉尘采用布袋 集中收集外销转运，避免了二次污染，创造了经济 效益。自主设计制作了除尘布袋托架，方便操作人 员更换布袋。针对连续通过式摆床抛丸清理机等粉 尘污染特别严重的设备，要求厂家自带除尘器，更 好地保证了除尘效果。另外，根据各个区域设备分 布特点，集中设计了几套共用除尘器。这样减少了 设计温度。冬季送热风，送风温度可达３Ｏ℃，其它季 节送室外新鲜空气。此外，车间屋面设置了便于通风 换气及气流控制的天窗、换气风机。这样，尽最大可 除尘器的单台数量，节省了设备用地面积，便于集 中管理维护，降低了投资成本。 设计了两套废砂输送系统。清理过程中产生的 废砂通过下料槽等到达地沟内皮带输送机，然后集 中到废砂库中暂存，最后用车辆外包转运处理（图 ５）。大大降低了员工打扫工作现场的劳动强度。 ４工作环境改善 能改善了车间内的空气质量。 ５结束语 该清理工部已经在潍柴动力新建铸造产业园内 投入运行，充分考虑了降低噪音、现场环境改善等设 计细节，满足了气缸盖铸件的清理需求。厂房布置、 设备选型、节能减排等诸多方面都有一定程度的改 进突破。具备了单体缸盖和联体缸盖组织 昆线生产 的能力，提高了设备的综合利用率。通过采取多项具 铸件输送过程中采用了隔音、防护封闭式风冷 系统进行冷却。振动输送落砂机、抛丸机、磨削机等 关键设备皆配置隔音、防护密闭罩的除尘系统。工 作现场的噪声、粉尘、高温等污染指标有了明显的 改善。 体措施，显著改善了现场工作环境。整体工艺流程合 理，车问内相关物流通畅，设备自动化水平较高。 Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｌｅａｎｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｃｙｌｉｎｄｅｒ Ｈｅａｄ ｉｎ Ｗｅｉｆａｎｇ Ｄｉｅｓｅｌ Ｅｎｇｉｎｅ Ｐｏｗｅｒ ＲＥＮ ＸｉｎｇＷｕ，ＺＨＡＯ ＢａｉＬｉａｎ，ＺＨＡ０ ＨｏｎｇＪａｎ （Ｆｏｕｎｄｒｙ＆Ｆｏｒｇｉｎｇ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｗｅｉｆａｎｇ Ｄｉｅｓｅｌ Ｅｎｇｉｎｅ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｗｅｉｆａｎｇ ２６１００１，Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｓｉｎｇｌｅ ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｈｅａｄ ａｎｄ ｃｏｎｊｏｉｎｅｄ ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｈｅａｄ ｃｌｅａｎｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ Ｗｅｉｃｈａｉ Ｐｏｗｅｒ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｃｌｅａｎｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ，ｋｅｙ ｃｌｅａｎｉｎｇ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ ａｎｄ ｌａｂｏｒ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎ ｉｎ ｗｏｒｋｓｈｏｐ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｈｅａｄ ｃｌｅａｎ—・ｕｐ ｐｒｏｃｅｓｓ；Ｃｌｅａｎｉｎｇ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；Ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ； Ｌａｂｏｒ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ５８●参ＦＭＴ中国铸造装备与技术２／２０１２
