第八讲 落砂及清理设备
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A ω2sin βsin ωt＝gcos α
1 A 2 sin sin t g cos
令
Kp 1 A 2 sin sin t g cos
KP－抛掷指数，表示最大惯性加速度和重力加速度在垂直于筛网方向 上分量的比值，表征了对物料抛掷能力的大小。
落砂及清理机械
令
KJ A g
落砂及清理机械
（三）双质体振动落砂机
工作原理
当下质体上的激振轴使机体产 生振动时，通过共振弹簧将振动传
给上质体，使上质体也产生振动，
实现振动落砂。 特点
1.上质体工作在共振状态，节约能
量 2.对基础的减振效果好
三、惯性撞击式落砂机 组成：落砂机栅床、偏心质量、弹簧、电机、 固定支架 工作原理：铸型放在固定的支架上，下面按置 惯性振动落砂机，靠落砂栅床对铸型的撞击实 现落砂 特征：铸型支撑在支架上和落砂机栅床之间的距离 约为5～8mm）。 特点： ①振幅一般均较惯性振动落砂机大 ②撞击式单轴惯性振动落砂机一般均工作在近共振 状态 ③小的落砂机可落较大的铸型 ④性振动落砂机 （一）单轴惯性振动落砂机 组成：落砂机栅床、偏心质量、 弹簧、电机 工作原理：利用偏心质量在高 速旋转时产生的离心惯性力，使 其振动。 特征：只有一个具有偏心质量 的回转轴
落砂及清理机械
特点： ①振动轨迹为近似的圆
②工作时的撞击力主要有弹簧吸收，对基础的冲击力小；
操作机：属手动摇控机械，工人操作手柄进行工作。
机器人：具有铰接式结构，可以独立实现人类机械功能的通用自动设备。 机械手：介于操作机和机器人之间。
1.操作机、机械手的分类
2.操作机及机 械手的应用
1)铸件搬运操 作机
2)装有高效磨削装 置的机械手
落砂及清理机械
第三节 表面清理设备 作用：去除铸件表面的 粘砂及氧化皮
落砂及 清理机械
（三）抛丸清理设备 抛丸器和不同的承载 装置及弹丸回收 设备 组成不同的抛丸清理设 备 1、台车式抛丸清理室 组成：台车、清理室、 抛丸器、丸砂分离系统 承载构件：台车 适用于大件的清理
1.风调节板 2.中间槽 3.再生砂斗
落砂及清理机械
4.贮存斗 5.二级撇滤板 6.一级撇滤板 7.舌板 8.定量门 9.进风口
落砂及清理机械
输送式：激振角小于90°
落砂及清理机械
2.双轴惯性振动落砂机的驱动方式
分类： 有强迫联系：两激振轴在齿轮的作用 下同步反向旋转。 无强迫联系：两轴靠电机的同步追逐 原理实现同步反向旋转。 1）有强迫联系双轴惯性振动激振器的工作 原理 （1）整体式双轴激振器机构
组成：机体、偏心质量、传动轴、齿轮 特征：激振轴直接装在机体上，通过齿 轮实现同步反向旋转。
③工作振幅受载荷的影响，载荷大则振幅小，反之，载荷小则振幅大； ④可通过调节激振力调节振幅； ⑤主要用于产品相对稳定的成批生产的铸造车间
落砂及清理机械
（二）双轴惯性振动落砂机 1.双轴惯性振动落砂机工作原理 两偏心质量在电机的驱动下 同步反向旋转，其离心惯性力在两 轴所在的平面内相互抵消，在垂直 于两轴所在的平面方向上相互叠加， 驱动落砂机进行直线振动。 根据激振力的方向和落砂栅 床的夹角（激振角），可将双轴惯 性振动落砂机分为输送式和非输送 式。 非输送式：激振角等于90°
采用方式：碰撞、摩擦
一、抛丸清理 （一）抛丸器
抛丸器的结构：进丸管、
壳体、传动轴、抛丸轮、叶 片、分丸轮、导向套
抛丸器各部件的装配关系
工作原理：由进丸管进入的弹丸被分丸轮承接并初加速，然后从导向套窗 口抛出，被叶片承接并继续加速，最后以高速抛出。
落砂及 清理机械
分丸轮的作 用：对弹丸进 行预加速。
落砂及清理机械
5、单钩式抛丸清理
室（Q378） 承载构件：吊钩
工作原理：抛丸
清理 适用范围：最大 载重质量800Kg的 各种铸件
6、连续抛丸清理室
7.喷丸清理设备
思考题
说明偏心振动落砂机、双轴惯性振动落砂机的工作原
理。
说明用振幅牌测量振幅的原理。 说明电测振动设备固有频率、强迫振动频率的方法。 说明抛丸器的工作原理
从铸件上分离。和 小车及转臂机构配 合可在较大的作业 面积内工作。 应用：脆性材料铸 件。
二、打磨机械
采用：磨削、气割、 等离切割、或电弧 气刨。
3）浇冒口自动气 割机 工作原理：靠氧 炔焰实现金属切 割。小车和立柱 结合可以扩大该 设备的作业面积 应用：用于铸钢 件及球铁件浇冒 口的切割。
三、操作机和机械手
铸件的撞击实现清理 适用范围：小于30Kg不怕
碰撞的小件
落砂及清理机械
3、履带式抛丸清理机
（QB3210） 工作原理：同滚筒式 适应范围：同滚筒式， 但工作时燥声要比 滚筒式小。
落砂及清理机械
4、Q35系列转台式 承载构件：转台 工作原理：靠弹 丸的打击作用实现 清理 适用范围：适用 于薄壁或易于破碎 的铸件、扁平铸件、 各种中型铸件。
定向套的作
用：控制弹丸 的抛射方向中。
风力进丸抛
丸器结构图
落砂及清理机械
（二）弹丸
1、弹丸的材质：白口铁丸、可锻铸铁丸、铸钢丸、钢丝切丸
2、弹丸的粒度及选择
一 大型铸钢件 大型铸铁件、中型铸钢件 中型铸铁件、小型铸钢件 小型铸铁件 有色金属 般 用 途
弹丸直径 （mm) 2～3 1.5～2.5 0.8～1.5 0.5～1.0 0.3～0.5
一、去除浇冒口机械 1.浇冒口去除的方法
落砂及清理机械
2.去除浇冒口机械 1)楔式浇冒口裂断机 工作原理：工作时将颚板插入铸件和冒口之间并使之紧密接触，然后开启 液压缸使楔板移动，将颚板张开，靠挤压力将浇冒口断裂。 应用：用于脆性材料
2）气动多向锺
工作原理：依靠气 动冲头的冲击力将
浇冒口冲断，实现
落砂及清理机械
2.L113落砂机
3.L2510落砂机
4.无强迫联系输送式惯性振动 落砂机
5.箱式激振器输送式惯性振
动落砂机
落砂及清理机械
落砂及清理机械
6.滚筒式落砂机
7.落芯机
落砂及清理机械
五、振动设备振幅的现场测试
可采用电测及振幅牌法 1.振幅牌法
1)用激振角牌确定设备的振动方向
落砂及清理机械
四、几种典型落砂机 1.L128落砂机
L128落砂机是一种单轴 惯性振动落砂机，当其布置为 惯性撞击式时，其落砂载荷为 1000－7500Kg，当布置成 惯性振动式时其落砂载荷为 1000－5000Kg。由于其工 作在近共振状态，不允许空载 起动。
L128落砂机的激振轴
落砂及清理机械
2)在坐标纸上绘制振幅牌 3)将振幅牌的横轴垂直于振动方向贴于振动设备侧壁上。 4）启动振动设备，待其工作平衡后观察振幅牌可得到振动设备的双振幅。 应用：用于振动设备振幅的现场测试
落砂及清理机械
2.电测法
电测系统的组成
加速度计---阻抗变化器---积分放 大器---测振仪
应用
主要用于科学研究及设备振 动参数的精确测量
10.混合物入口
11.螺旋输送机 12.吸尘口 13.滚筒筛 14.外螺旋 15.废料斗 16.溢流管
丸砂分离的目的：将弹丸和清理下 来的氧化皮、砂子等分开 丸砂分离的工艺过程：收集－筛分 －风选
落砂及清理机械
2、抛丸清理滚筒（Q3110 Q3113） 承载构件：滚筒 工作原理：靠铸件间
的碰撞摩擦以及弹丸对
2
KJ－机械指数，表示最大惯性加速度和重力加速度的比值，表征了对设备 刚度和强度的要求。 3、振动设备的固有频率
0
K M
4、调谐值
ω0－振动设备的固有频率 K－弹簧总刚度
Z 0
Z＜1为亚共振，Z＞1为过共振，Z＝1为共振
M－振振动设备的参振总质量
状态
落砂及清理机械
第二节 去除浇冒口机械和打磨机构
落砂及清理机械
六、振动设备基本参数 1、振动过程中作用于物体上的力
m－物料的质量；
F－栅床对物料的摩擦力； mA ω2sin ωt－作用物料上的抛射力; ω－激振角频率，ω＝πn/30 n－落砂机的转速； β－激振角； A－振幅；
α－栅床的安装倾角。
落砂及清理机械
2、物料能够被抛起的条件
N=mA ω2sin βsin ωt--mgcos α=0
铸造设备及其自动控制
主讲人 孙清洲
第八讲 落砂及清理机械
落砂及清理机械
第一节 落砂设备
作用：将浇注冷却后的铸件和铸型分开 分类：
落砂及清理机械
一、偏心振动落砂机
组成：落砂机框架、偏心轴、电动 机、减振弹簧 工作原理：靠偏心轴的偏心，使落 砂框架产生振动 特点： ①落砂机的振幅等于偏心距， ②振幅不受落砂载荷的影响 ③适应于多品种小批量生产的铸造 车间 ④撞击力全部由轴承承受并传给了 基础，轴承的寿命低，对基础的要求 高。
落砂及清理机械
（2）箱式激振器 组成：箱体、偏心质量、齿轮 特征：激振器是一个独立的箱 形结构，靠一对相互啮合的齿轮 实现同步反向彷旋转 特点：拆装维修方便
使用：用于输送式落砂机上，并且 多装在落砂机的下方
落砂及清理机械
2）无强迫联系双轴惯性激振器的工作原理 组成：机体、偏心质量、弹性联轴器、电机 特征：两激振轴间没有强迫联系，靠两电机间的同步追逐实现同步反向旋转。 特点：结构比较简单 使用：用于输送式落砂机或非输送式落砂机上。
1 A 2 sin sin t g cos
令
Kp 1 A 2 sin sin t g cos
KP－抛掷指数，表示最大惯性加速度和重力加速度在垂直于筛网方向 上分量的比值，表征了对物料抛掷能力的大小。
落砂及清理机械
令
KJ A g
落砂及清理机械
（三）双质体振动落砂机
工作原理
当下质体上的激振轴使机体产 生振动时，通过共振弹簧将振动传
给上质体，使上质体也产生振动，
实现振动落砂。 特点
1.上质体工作在共振状态，节约能
量 2.对基础的减振效果好
三、惯性撞击式落砂机 组成：落砂机栅床、偏心质量、弹簧、电机、 固定支架 工作原理：铸型放在固定的支架上，下面按置 惯性振动落砂机，靠落砂栅床对铸型的撞击实 现落砂 特征：铸型支撑在支架上和落砂机栅床之间的距离 约为5～8mm）。 特点： ①振幅一般均较惯性振动落砂机大 ②撞击式单轴惯性振动落砂机一般均工作在近共振 状态 ③小的落砂机可落较大的铸型 ④性振动落砂机 （一）单轴惯性振动落砂机 组成：落砂机栅床、偏心质量、 弹簧、电机 工作原理：利用偏心质量在高 速旋转时产生的离心惯性力，使 其振动。 特征：只有一个具有偏心质量 的回转轴
落砂及清理机械
特点： ①振动轨迹为近似的圆
②工作时的撞击力主要有弹簧吸收，对基础的冲击力小；
操作机：属手动摇控机械，工人操作手柄进行工作。
机器人：具有铰接式结构，可以独立实现人类机械功能的通用自动设备。 机械手：介于操作机和机器人之间。
1.操作机、机械手的分类
2.操作机及机 械手的应用
1)铸件搬运操 作机
2)装有高效磨削装 置的机械手
落砂及清理机械
第三节 表面清理设备 作用：去除铸件表面的 粘砂及氧化皮
落砂及 清理机械
（三）抛丸清理设备 抛丸器和不同的承载 装置及弹丸回收 设备 组成不同的抛丸清理设 备 1、台车式抛丸清理室 组成：台车、清理室、 抛丸器、丸砂分离系统 承载构件：台车 适用于大件的清理
1.风调节板 2.中间槽 3.再生砂斗
落砂及清理机械
4.贮存斗 5.二级撇滤板 6.一级撇滤板 7.舌板 8.定量门 9.进风口
落砂及清理机械
输送式：激振角小于90°
落砂及清理机械
2.双轴惯性振动落砂机的驱动方式
分类： 有强迫联系：两激振轴在齿轮的作用 下同步反向旋转。 无强迫联系：两轴靠电机的同步追逐 原理实现同步反向旋转。 1）有强迫联系双轴惯性振动激振器的工作 原理 （1）整体式双轴激振器机构
组成：机体、偏心质量、传动轴、齿轮 特征：激振轴直接装在机体上，通过齿 轮实现同步反向旋转。
③工作振幅受载荷的影响，载荷大则振幅小，反之，载荷小则振幅大； ④可通过调节激振力调节振幅； ⑤主要用于产品相对稳定的成批生产的铸造车间
落砂及清理机械
（二）双轴惯性振动落砂机 1.双轴惯性振动落砂机工作原理 两偏心质量在电机的驱动下 同步反向旋转，其离心惯性力在两 轴所在的平面内相互抵消，在垂直 于两轴所在的平面方向上相互叠加， 驱动落砂机进行直线振动。 根据激振力的方向和落砂栅 床的夹角（激振角），可将双轴惯 性振动落砂机分为输送式和非输送 式。 非输送式：激振角等于90°
采用方式：碰撞、摩擦
一、抛丸清理 （一）抛丸器
抛丸器的结构：进丸管、
壳体、传动轴、抛丸轮、叶 片、分丸轮、导向套
抛丸器各部件的装配关系
工作原理：由进丸管进入的弹丸被分丸轮承接并初加速，然后从导向套窗 口抛出，被叶片承接并继续加速，最后以高速抛出。
落砂及 清理机械
分丸轮的作 用：对弹丸进 行预加速。
落砂及清理机械
5、单钩式抛丸清理
室（Q378） 承载构件：吊钩
工作原理：抛丸
清理 适用范围：最大 载重质量800Kg的 各种铸件
6、连续抛丸清理室
7.喷丸清理设备
思考题
说明偏心振动落砂机、双轴惯性振动落砂机的工作原
理。
说明用振幅牌测量振幅的原理。 说明电测振动设备固有频率、强迫振动频率的方法。 说明抛丸器的工作原理
从铸件上分离。和 小车及转臂机构配 合可在较大的作业 面积内工作。 应用：脆性材料铸 件。
二、打磨机械
采用：磨削、气割、 等离切割、或电弧 气刨。
3）浇冒口自动气 割机 工作原理：靠氧 炔焰实现金属切 割。小车和立柱 结合可以扩大该 设备的作业面积 应用：用于铸钢 件及球铁件浇冒 口的切割。
三、操作机和机械手
铸件的撞击实现清理 适用范围：小于30Kg不怕
碰撞的小件
落砂及清理机械
3、履带式抛丸清理机
（QB3210） 工作原理：同滚筒式 适应范围：同滚筒式， 但工作时燥声要比 滚筒式小。
落砂及清理机械
4、Q35系列转台式 承载构件：转台 工作原理：靠弹 丸的打击作用实现 清理 适用范围：适用 于薄壁或易于破碎 的铸件、扁平铸件、 各种中型铸件。
定向套的作
用：控制弹丸 的抛射方向中。
风力进丸抛
丸器结构图
落砂及清理机械
（二）弹丸
1、弹丸的材质：白口铁丸、可锻铸铁丸、铸钢丸、钢丝切丸
2、弹丸的粒度及选择
一 大型铸钢件 大型铸铁件、中型铸钢件 中型铸铁件、小型铸钢件 小型铸铁件 有色金属 般 用 途
弹丸直径 （mm) 2～3 1.5～2.5 0.8～1.5 0.5～1.0 0.3～0.5
一、去除浇冒口机械 1.浇冒口去除的方法
落砂及清理机械
2.去除浇冒口机械 1)楔式浇冒口裂断机 工作原理：工作时将颚板插入铸件和冒口之间并使之紧密接触，然后开启 液压缸使楔板移动，将颚板张开，靠挤压力将浇冒口断裂。 应用：用于脆性材料
2）气动多向锺
工作原理：依靠气 动冲头的冲击力将
浇冒口冲断，实现
落砂及清理机械
2.L113落砂机
3.L2510落砂机
4.无强迫联系输送式惯性振动 落砂机
5.箱式激振器输送式惯性振
动落砂机
落砂及清理机械
落砂及清理机械
6.滚筒式落砂机
7.落芯机
落砂及清理机械
五、振动设备振幅的现场测试
可采用电测及振幅牌法 1.振幅牌法
1)用激振角牌确定设备的振动方向
落砂及清理机械
四、几种典型落砂机 1.L128落砂机
L128落砂机是一种单轴 惯性振动落砂机，当其布置为 惯性撞击式时，其落砂载荷为 1000－7500Kg，当布置成 惯性振动式时其落砂载荷为 1000－5000Kg。由于其工 作在近共振状态，不允许空载 起动。
L128落砂机的激振轴
落砂及清理机械
2)在坐标纸上绘制振幅牌 3)将振幅牌的横轴垂直于振动方向贴于振动设备侧壁上。 4）启动振动设备，待其工作平衡后观察振幅牌可得到振动设备的双振幅。 应用：用于振动设备振幅的现场测试
落砂及清理机械
2.电测法
电测系统的组成
加速度计---阻抗变化器---积分放 大器---测振仪
应用
主要用于科学研究及设备振 动参数的精确测量
10.混合物入口
11.螺旋输送机 12.吸尘口 13.滚筒筛 14.外螺旋 15.废料斗 16.溢流管
丸砂分离的目的：将弹丸和清理下 来的氧化皮、砂子等分开 丸砂分离的工艺过程：收集－筛分 －风选
落砂及清理机械
2、抛丸清理滚筒（Q3110 Q3113） 承载构件：滚筒 工作原理：靠铸件间
的碰撞摩擦以及弹丸对
2
KJ－机械指数，表示最大惯性加速度和重力加速度的比值，表征了对设备 刚度和强度的要求。 3、振动设备的固有频率
0
K M
4、调谐值
ω0－振动设备的固有频率 K－弹簧总刚度
Z 0
Z＜1为亚共振，Z＞1为过共振，Z＝1为共振
M－振振动设备的参振总质量
状态
落砂及清理机械
第二节 去除浇冒口机械和打磨机构
落砂及清理机械
六、振动设备基本参数 1、振动过程中作用于物体上的力
m－物料的质量；
F－栅床对物料的摩擦力； mA ω2sin ωt－作用物料上的抛射力; ω－激振角频率，ω＝πn/30 n－落砂机的转速； β－激振角； A－振幅；
α－栅床的安装倾角。
落砂及清理机械
2、物料能够被抛起的条件
N=mA ω2sin βsin ωt--mgcos α=0
铸造设备及其自动控制
主讲人 孙清洲
第八讲 落砂及清理机械
落砂及清理机械
第一节 落砂设备
作用：将浇注冷却后的铸件和铸型分开 分类：
落砂及清理机械
一、偏心振动落砂机
组成：落砂机框架、偏心轴、电动 机、减振弹簧 工作原理：靠偏心轴的偏心，使落 砂框架产生振动 特点： ①落砂机的振幅等于偏心距， ②振幅不受落砂载荷的影响 ③适应于多品种小批量生产的铸造 车间 ④撞击力全部由轴承承受并传给了 基础，轴承的寿命低，对基础的要求 高。
落砂及清理机械
（2）箱式激振器 组成：箱体、偏心质量、齿轮 特征：激振器是一个独立的箱 形结构，靠一对相互啮合的齿轮 实现同步反向彷旋转 特点：拆装维修方便
使用：用于输送式落砂机上，并且 多装在落砂机的下方
落砂及清理机械
2）无强迫联系双轴惯性激振器的工作原理 组成：机体、偏心质量、弹性联轴器、电机 特征：两激振轴间没有强迫联系，靠两电机间的同步追逐实现同步反向旋转。 特点：结构比较简单 使用：用于输送式落砂机或非输送式落砂机上。