一种旧砂再生机的改进

桑飞星，徐世娜，沈 闯

（双星漯河中原机械公司，河南漯河 462300）

近年来，由于呋喃树脂砂在铸造造型中的优异性能，使用这种砂子的工厂越来越多，而且，考虑到用砂资源、成本及环保，多数工厂都进行了旧砂的循环处理和再生利用。再生后的旧砂具有粒度均匀、表面光滑、耐热度好等优点，可以提高型砂和铸件的质量。目前的旧砂再生设备存在再生率低、砂粒破碎率高、耗能大、再生工艺繁琐、耗时长等缺点。因此，需要寻找新的方法、开发新的设备来提高旧砂再生能力，满足旧砂再生的要求。

现有再生设备根据设备结构不同，再生方法又可分为气流冲击法、离心冲击法、离心擦磨法、振动摩擦法、旋转砂盘搓擦法等多种。涡流再生一般需要多级再生，需要串联2个以上的再生机。气力再生需要配备大功率的罗茨风机，摩擦再生需要摩擦片旋转再生的同时还需要风机鼓风配合，而震动摩擦法被证实再生效果不理想。旋转砂盘搓擦法则被认为是一种比较节能的再生方法。该再生方式也是一种离心再生的方式，代表的机型是ECO公司的四步再生机，该机型达到每吨旧砂再生功率仅为1kW.该机型在90年代曾和其他技术再生线被大量引进，但由于先天设计不足及不符合我国生产实际状况逐渐被淘汰，目前新的再生设备中已很难见到它的影子。为了发挥ECO再生机能耗低的优点，通过查阅相关资料设计了一种改进型的再生机，经生产试验，运行良好。

1 原ECO 再生机运行状况

ECO的旧砂再生机是一种离心砂盘搓擦式再生机，如图1所示。旧砂从上到下在1～3盘上受离心力的作用撞击周边衬板进行脱膜再生。落至第4盘上有四只击锤对旧砂进行打击，其生产率为10t/h，装机容量为15kW.通过资料及厂家反应该再生机使用情况表明：该类型再生机故障频繁，再生效果差。引进过该类型再生机的企业使用时均进行了改动以适应生产。具体的不足之处表现为如下几点：

1）再生机第四层转盘的底面间隙与齿轮马达的密封存在严重缺陷，此处漏砂不易排出易造成齿轮箱及电机的损坏。

图1 ECO 再生机结构图

2）传动轴与轴轮盘及电机轴与齿轮之间连接均为过盈配合，拆卸困难。

3）再生机第四层底转盘上的砂锤是起到增强再生功能的，但造成砂子的破碎也是显而易见的，因此造成再生砂的粉尘含量高，灼烧减量增加。经使用测定灼烧减量达到3.1以上，微粉含量在2%～5%之间。

4）格筛出砂处磨损较快

2 改进后的再生机状况

综合以上分析，可以通过改进克服其固有的缺点。通过分析与改进优化设计，目前已经批量制造出实用的机型。改进后的设备结构如图2.

图2 改进后的再生机结构图

其改进点如下：

1)针对下部漏砂改进了齿轮马达传动结构，将立式减速机传动改为皮带传动，设计了一个轴承座，轴承座内设置2个轴承及采用多层密封。在结合面采用迷宫密封，并在密封槽内设置泄砂孔，如图3所示。

图3 传动密封结构图

2)改变电机与轴轮盘的过盈配合方式为定位配合，采用连接盘驱动轴轮盘驱动的方式。连接盘下部作为甩砂盘将落入的砂子打出。

3)针对砂锤打击砂子再生砂子易碎的问题去掉了砂锤，同时为保证砂子的再生效果将转速提高，砂子飞出配砂盘的速度达到30m/s以上。

4)采用了下部出砂结构，在原底板上开口，使砂子从下部流出，降低了对最后一级侧磨盘的磨损及格栅的磨损。

5)设计了上下两处润滑管路，保证对轴承的润滑。上部轴承采用双列向心调心球轴承，保证在与下部连接同心度差的运转稳定性。

经过以上改进：在使用中效果良好，在经三门峡、乐山等用户使用后，经测定，再生后的旧砂灼烧减量在2.3～2.8之间，微粉含量在0.2%左右。树脂加入量低，再生砂能够满足生产中呋喃树脂造型的需要。经过长时间运行没有出现砂子漏出损坏轴承的现象，运行中电机及轴承的温升均比较正常。

该机型改进后的优势体现在以下两点。

1）再生能耗低，1t旧砂再生能耗为1kW，有企业甚至改到每1t旧砂再生1kW 以下仍能满足使用。同比相同生产率的再生机，功率都在其2倍以上。

2）再生机结构紧凑，占用空间小，适合塔形布置及放在砂库下等缺少空间的地方。并可减少转运设备。

3 结 论

铸造行业是国民经济耗能较多的行业之一，铸造行业能耗占机械工业总能耗的25%～30%，与发达国家相比平均每吨铸件的能耗是发达国家的2～3倍。该改进后再生机的15t/1h生产率的功率为18.5kW，能耗与其他类型再生机相比具有明显优势，相同生产率的涡流离心再生机的功率为串联2级再生需44kW，按8h工作制，一年工作日为300d，仅电费计算一年可节省6万多元。节能效果明显，在降低能耗方面有重大意义。经过改进后的机型公司已经申请实用新型专利，专利号200920092638.7.

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