年产50000吨缸体曲轴箱铸件清理车间工艺设计

杨玉祥，李益年

（1.机械工业第四设计研究院,河南洛阳 471039；2.陕西金鼎铸造有限公司,陕西宝鸡 722408）

年产50000吨缸体曲轴箱铸件清理车间工艺设计

杨玉祥1，李益年2

（1.机械工业第四设计研究院,河南洛阳 471039；2.陕西金鼎铸造有限公司,陕西宝鸡 722408）

本文介绍了大批量生产WD615及12升发动机缸体和曲轴箱铸件的清理车间工艺设计，为以后类似项目设计提供借鉴或参考。

纲领；清理；悬链输送；时效炉；抛丸；焊补

1 任务和生产纲领

该车间主要承担WD415、WD615及12升发动机缸体和曲轴箱铸件的清理生产任务。生产纲领如表1。

表1 生产纲领表

2 工作制度和年时基数

（1）工作制度

根据车间生产性质，为提高设备利用率及合理使用能源，车间采用二班平行工作制生产，部分设备（如连续式燃气时效炉）采用三班工作制生产。全年设备工作日为251天，每周工作5天，每班工作8h。

工人全年工作日为251天，每周工作5天，每班工作8h。

（2）年时基数

设备年时基数：二班3810h，三班5250h。工人年时基数：1780h。

3 设计原则

（1）该车间生产性质为大批大量生产。生产方式采用平行工作制，生产组织采用工部（段）、班组的组织形式。为贯彻精益生产方式，在设计中采用新工艺、新技术、新装备；为保证产品的质量要求，关键工序引进国外设备。在选用设备、制定方案时既考虑到技术先进、适用、可靠，又要注意经济合理性。

（2）缸体铸件粗、精抛清理采用机械手抛丸清理机。铸件由时效炉出来后采取机械手直接抓取放到机械手抛丸清理机进行粗抛处理。精抛后采用进口水套喷丸机进行缸体水套清理。缸体和曲轴箱均设表面自动磨削清理线，手工清理设打磨精整线。试验检测手段有铸件尺寸检查解剖锯床、三坐标测量机。

（3）该车间是高度机械化、自动化的生产车间，生产过程和运输工作都采用机械化设备进行组织生产。

（4）设计中充分考虑到降低工人劳动强度，加强环保设施，改善工人的操作环境，以人为本，确保生产安全和职业卫生。

4 主要工艺和设备

铸件清理是铸造生产过程中最后一道工序，对大批量生产的工厂，其机械加工大多采用专用设备，对铸件的外形尺寸、内腔清洁度、表面粗糙度等，都有严格要求。国内不少同类企业，要求清理后的铸件，其内部残留物含量在250mg以下，表面粗糙度为Ra25～12.5之间。因此，清理工部必须配备高效专用清理设备，组成清理作业线，完成铸件的人工时效、一次表面粗抛清理、磨削清铲、精整、二次内腔表面精抛清理、水套喷丸、防锈处理等工序。

（1）采用引进的抓取铸件机械手完成捅箱后的缸体和曲轴箱铸件的打浇冒口工作，然后将其放到悬挂输送机的铸件斗中，运到清理工部。

（2）由悬链输送到清理工部的铸件，采用顶翻装置翻到振动落芯机落芯，再用抓取铸件机械手将铸件放到时效炉托盘上。铸件进入贯通式时效炉进行时效处理，利用铸件余热人工时效。铸件时效后，机械手直接抓取铸件放到机械手抛丸清理机，进行第一次抛丸清理。然后缸体、曲轴箱铸件分线进行磨削、人工精整、精抛。精抛后的缸体、曲轴箱铸件采用同一条防锈处理线进行防锈处理。

（3）第一次抛丸清理后的缸体铸件由缸体二面磨削清理机对铸件上下端面进行磨削，清除披缝和毛刺；再人工进行铸件精整后由机械手式抛丸清理机对缸体铸件进行内腔精抛清理，精抛后的缸体铸件采用引进的水套喷丸机进行水套清砂。

（4）第一次抛丸清理后的曲轴箱铸件由曲轴箱二面磨削清理机对铸件上下端面进行磨削，清除披缝和毛刺；再人工进行铸件精整，精整后的铸件进行防锈处理。

（5）设人工精整间，人工精整间建成单独封闭的隔离间，便于设置通风除尘，同时避免打磨时碎铁片伤害到他人。铸件进出精整间采用单轨电葫芦吊运。精整间内设翻转清理台，完成除两端面的各表面清理，既减轻了工人劳动强度，又保证了工人安全生产。

（6）设手工精整水平回转台，完成铸件的两端面清理。精整好的铸件设吹清工位。

（7）铸件清理完毕，经检查合格后进行防锈处理，然后入库。

（8）可进行焊补的铸件采用焊补炉热焊补。

清理车间工艺流程如图1，工艺平面图如图2。

5 人员和劳动量

（1）人员。根据生产纲领，结合该车间情况及国内同类型企业指标计算，该车间需工作人员116人，其中工人111人。车间工作人员分类详见表2。

（2）劳动量。工作人员劳动量为206480工时，生产工人劳动量为161980工时。

表2 车间工作人员表

6 车间组成、面积和平面布置

该清理车间厂房为钢结构形式，跨度为24m×3，柱距6m，全长174m，屋架下弦12.5m，每跨各设三台5t电动单梁起重机，轨顶高10m。车间组成及面积见表3。

表3 车间组成及面积表

7 重点关注问题

（1）节能措施。铸造车间是机械工厂的耗能大户，如何节省能源是本次设计的主要关注点之一。在设计中从工艺原则的制定到设备的选用，都充分考虑节能效果。同时尽量考虑采用新工艺、新设备、新技术，以提高铸件质量，减少废品，提高产品使用寿命，从而减少了因废品所消耗的能源，起到间接节能的效果。

设计中采用了以下节能措施。采用铸件余热进行人工时效；采用进口的水套喷丸机专门清理缸体的水套和油路，提高了铸件质量；所有设备使用的冷却水都要循环使用，不仅节约水资源，而且节能。

（2）环境保护。污染源及排放物见表4。

表4 污染物一览表

废水处理。防锈喷漆废水在厂区收集后由发动机厂统一考虑运入发动机厂污水处理站进行处理。

废气、粉尘治理。在生产过程中，对产生粉尘的设备或工作位置，均安装除尘设备；对产生有异味气体的设备或工作位置，均安装通风设备；对产生有害气体的设备或工作位置，其气体均作处理后排放。

噪声控制。通风除尘系统风机选用高效低噪风机，采用减振基础和柔性接口，并尽量将风机设置在单独的风机间中或采用隔音房；对产尘产噪的工艺设备设密闭排风罩隔声抽尘。

废弃物的综合利用及处置。对废料、废砂等固体废弃物进行集中收集后再进行相应的处置。铸造废砂，由专门的厂家回收利用。除尘系统收集的粉尘和烟尘，以及清理车间的散落粉尘，在厂内先集中堆存，然后定期运往城市指定的废渣堆放场；缸体曲轴箱防锈处理线喷漆室产生漆渣，设有专门的废漆渣沉淀池，在循环水池中定期添加漆雾凝聚剂，使漆雾尽量漂浮在水面上，便于定期打捞。漆渣作为危险固废委托某环保有限公司进行无害化处理，未对周边环境产生二次污染影响。

（3）职业安全卫生。清理车间机械化运输设备较多，地坑、平台较多，这些都存在不安全因素。同时，再加上车间众多的尘源、噪声源严重影响工人的身心健康。本次设计采取以下防范措施。

①设备设联锁控制系统，设备进入运行状态前，发出声响及灯光信号，以告诫操作人员。

②各类设备的运动部分，涂醒目色彩。

③所有地坑入口处和平台，按相关标准设防护栏杆。

④连续式燃气时效炉和焊补炉高温作业区，设通风降温设施，以改善工人劳动条件。

⑤对于产生粉尘的设备，均安装除尘设备，保证车间粉尘浓度符合国家标准。

⑥对于产生异味气体的设备或工作位置，均安装通风设备，使异味不向周围扩散。

⑦对于产生有害气体的设备或工作位置，设置净化处理设备，使有害气体集中处理后排放。

8 主要数据和技术经济指标

本次设计清理车间有关数据及技术经济指标见表5。

表5 主要数据表

9 结语

车间自2010年6月投产以来，一直承担着WD615、WD415、D12柴油发动机缸体、曲轴箱铸件的清理生产任务，目前设备运转情况和车间环境良好，工人劳动强度较低，各项指标均已达到设计的要求。

The Process Design of Cleaning shop with Capability to Produce Fifty Thousand Tons Cylinder Body and Crankcase Casting Per Year

Yang Yuxiang1,Li Yinian2
（1.SCIVIC Engineering Co.,Luoyang Henan 471039,China;2.Shanxi Jinding Foundry Co.,Baoji Shanxi 722408,China）

The process design of cleaning shop which produces the WD615 and 12 liter engine cylinder body and crankcase casting on a large scale was introduced in the paper,and providing a reference in the design of similar projects in the future.

Creed;Cleaning;Hanging chain conveyor;Aging oven;Shot blast;Repair welding

TG28;

A；

1006－9658（2012）02－0059-4

2012－02－15

稿件编号：1202－011

杨玉祥（1979-），男，高级工程师，主要从事铸造车间工程设计和总承包管理工作