離心鑄造機(jī)振動(dòng)的成因分析及對(duì)策

離心鑄造機(jī)振動(dòng)的成因分析及對(duì)策

垂直離心離心造機(jī)是集團(tuán)公司的主要設(shè)備。該設(shè)備主要生產(chǎn)高鉻鐵、高鉻鋼和高速鋼等輥。因此，離心機(jī)械廠的運(yùn)營(yíng)性能直接影響到離心輥的產(chǎn)量和質(zhì)量。MK-Ⅱ型立式離心鑄造機(jī)工作時(shí)主電機(jī)帶動(dòng)離心工具進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行生產(chǎn),在其高速回轉(zhuǎn)過程中必將帶來(lái)很大的振動(dòng),如果振動(dòng)超過離心鑄造機(jī)本身的抗震能力將造成離心鑄造機(jī)損壞。因此減少離心鑄造機(jī)的振動(dòng),成為了保證產(chǎn)品質(zhì)量、延長(zhǎng)設(shè)備維修周期的關(guān)鍵。1離心鑄造機(jī)的偏心力針對(duì)離心鑄造機(jī)振動(dòng)較大的問題,我們從工具工裝入手,對(duì)離心鑄造機(jī)振動(dòng)的原因進(jìn)行了詳細(xì)分析,認(rèn)為離心鑄造機(jī)振動(dòng)是由于離心工具工裝組裝后,在離心鑄造機(jī)上高速旋轉(zhuǎn)時(shí)存在巨大偏心力,致使離心鑄造機(jī)承受不了非平衡力而產(chǎn)生的振動(dòng)。根據(jù)公式:F離=mω2r,可知:式中F離——離心力;F偏——偏心力;M——離心工具質(zhì)量;ω——離心鑄造機(jī)轉(zhuǎn)速;Δ——偏心距。因此,當(dāng)Δ=0時(shí),F偏=0,即偏心力為零。但是,在實(shí)際生產(chǎn)中,由于離心工具工裝組裝比較復(fù)雜,Δ=0根本不可能實(shí)現(xiàn),所以偏心力的大小和離心鑄造機(jī)轉(zhuǎn)速以及工具的質(zhì)量成正比關(guān)系。2冒口箱的特點(diǎn)由于立式離心鑄造機(jī)生產(chǎn)的產(chǎn)品多以PC軋機(jī)用輥為主,此規(guī)格軋輥的輥頸性能必須保證,即輥頸穿透必須合格。因此在工藝設(shè)計(jì)上,均采用了激冷箱(見圖1)進(jìn)行生產(chǎn)。激冷箱的特點(diǎn)是:①砂箱的吃砂量比較小,工具重量大。對(duì)于激冷冒口來(lái)說,冒口箱重量增加,使得整個(gè)工裝的重心上移,使偏心力增大的幾率大大增加。②為了便于造型,由原來(lái)的整體箱變?yōu)閮晒?jié)箱進(jìn)行組裝,增加了工具不同心度幾率。另外,由于生產(chǎn)量的加大,使得離心工具工裝的使用頻率大大增加,在組裝和開箱過程中,離心工具工裝會(huì)產(chǎn)生磨損和變形,而細(xì)小的磨損和變形都會(huì)使工具組裝產(chǎn)生不同心現(xiàn)象。3離心鑄造機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)產(chǎn)品使用性能的影響立式離心鑄造產(chǎn)品生產(chǎn)過程是立式離心鑄造機(jī)帶動(dòng)離心工裝進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)成型的。根據(jù)立式產(chǎn)品成型特性分析,產(chǎn)品存在上下厚度差是必然的(圖2)。根據(jù)厚度差公式:式中K——上下厚度差;X1——拋物線上口半徑(冷型澆注后內(nèi)腔半徑);H——拋物線高度(澆注鐵液高度);從軋輥使用的角度分析,產(chǎn)品的厚度差越小,軋輥的使用性能越好,從公式(2)可知,某種規(guī)格的軋輥工藝設(shè)定后,產(chǎn)品的厚度差和離心鑄造機(jī)轉(zhuǎn)速有直接關(guān)系,即離心鑄造機(jī)轉(zhuǎn)速越高,產(chǎn)品的厚度差越小,越有利提高軋輥的整體性能。但從公式(1)又知,高的離心鑄造機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)帶來(lái)大的偏心力,使離心鑄造機(jī)振動(dòng)的幾率增加。因此,單純從在工藝設(shè)計(jì)角度考慮,提高離心鑄造機(jī)轉(zhuǎn)速有利于提高軋輥的性能;而從在離心鑄造機(jī)承受能力考慮,在保證生產(chǎn)順利進(jìn)行前提下,離心鑄造機(jī)轉(zhuǎn)速必須滿足工藝要求,否則將會(huì)對(duì)軋輥的性能產(chǎn)生直接影響。4偏心力的大小由上述分析可知,由于工藝、工具以及離心鑄造機(jī)轉(zhuǎn)速的不可更改性,即:F偏=kΔ,對(duì)于同一種規(guī)格的軋輥k值為常數(shù),因此,偏心力的大小只和工裝的偏心距Δ有關(guān),并且成正比關(guān)系。為了減小離心鑄造機(jī)振動(dòng),只能從工具工裝方面入手,只有減小了工具工裝的偏心距,才能減小工裝高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生偏心力,才能減弱離心鑄造機(jī)的振動(dòng)。4.1砂箱的組裝定位底箱、冒口箱改為組裝箱后,上節(jié)與下節(jié)的同心度是減小偏心距的關(guān)鍵因素。在造型時(shí),為了保證砂箱上節(jié)與下節(jié)的同心度,在組裝定位時(shí),用3把靠尺對(duì)砂箱的三個(gè)位置同時(shí)進(jìn)行測(cè)量,在三個(gè)位置同時(shí)達(dá)到間距小于0.5mm時(shí)用螺栓緊固,從而保證了分體型的同心度要求。4.2型腔與砂箱的同軸度造型過程是由砂箱、模樣與型砂成型的過程,造型后的型腔和砂箱的同心度,即影響成型后砂箱的重量分布,又影響在澆注過程中,鐵液對(duì)型腔的沖擊力及鐵液補(bǔ)充型砂位置后的砂箱重量的分布,如果此同心度出現(xiàn)大的偏差,將會(huì)使離心偏心力急劇增大,從而使離心鑄造機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)。因此,型腔與砂箱的同軸度也直接影響離心鑄造機(jī)的振動(dòng)。在造型合箱過程中,如何保證模樣和砂箱的同軸度顯得異常重要。為了保證砂箱吃砂量的一致,在造型合箱時(shí)采用直尺對(duì)砂箱內(nèi)圓和模樣外圓距離進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量,測(cè)量點(diǎn)不少于3點(diǎn),如果偏差在0.5mm以上,必須對(duì)模樣和砂箱進(jìn)行調(diào)整,使之達(dá)到幾乎同心的程度方可造型。4.3調(diào)節(jié)圈與底箱的合箱和組裝方法由于離心外套高度一定,不同長(zhǎng)度的軋輥在合箱時(shí)須采取增加調(diào)節(jié)圈的方式進(jìn)行高度調(diào)節(jié),因而在合箱過程中就會(huì)產(chǎn)生調(diào)節(jié)圈與底箱的偏心,如果產(chǎn)生了偏心,在離心鑄造機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。為了減小調(diào)節(jié)圈和底箱之間的偏心,在合箱時(shí)采取了以下措施:①在選擇調(diào)節(jié)圈時(shí),應(yīng)在保證規(guī)定高度情況下,選擇調(diào)節(jié)圈數(shù)量最少的方式進(jìn)行合箱,因?yàn)闇p少一個(gè)分型面,就減少了一個(gè)偏心的幾率。②在選擇調(diào)節(jié)圈時(shí),必須保證調(diào)節(jié)圈的上下面平滑,沒有鐵豆、氧化物等雜物。③在調(diào)節(jié)圈與調(diào)節(jié)圈以及調(diào)節(jié)圈與底箱組裝時(shí),用3把靠尺對(duì)3個(gè)不同部位的外圓同時(shí)進(jìn)行測(cè)量,其錯(cuò)位程度不允許大于1mm,否則重新組裝。調(diào)節(jié)圈組裝后的各配合面的間隙,用塞尺進(jìn)行檢測(cè),縫隙不允許大于0.1mm,如果出現(xiàn)超標(biāo)情況,也必須重新組裝。通過對(duì)調(diào)節(jié)圈和底箱組裝過程的嚴(yán)格把關(guān),保證了調(diào)節(jié)圈與底箱之間的同軸度要求。4.4兩組底片的配合外套和外套底板的配合是離心組裝時(shí)至關(guān)重要的環(huán)節(jié),如果出現(xiàn)偏差,將會(huì)使整個(gè)工裝的垂直度產(chǎn)生超差或使離心鑄造機(jī)產(chǎn)生激烈振動(dòng)。因此必須保證外套底板的尺寸,經(jīng)過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)外套底板的整體檢測(cè),已經(jīng)把不合格的外套底板全部報(bào)廢,并退出了生產(chǎn)線。另外,通過對(duì)離心點(diǎn)檢記錄的查閱和總結(jié),制定了外套和外套底板之間最佳配合方案,并且形成一個(gè)表格記錄在離心鑄造機(jī)旁邊,形成了外套和外套底板的固定搭配。在外套和外套底板合箱后,對(duì)它們之間縫隙進(jìn)行測(cè)量,其配合面間隙不允