目前粘土湿型砂在线检测系统的应用现状

在粘土湿型砂系统中,除了水分、紧实率之外,型砂的其他性能也应尽量进行在线检测,及时了解型砂性能的变化,以便及时调整型砂组成和性能,使型砂性能一直保持在最佳状态。而只依靠在实验室里定时测定型砂性能的做法,不能及时、准确地反映型砂的实际性能,更无法实现生产过程中对型砂品质的及时控制和对铸件缺陷的预防。

近年来,国外的型砂性能在线检测技术发展很快,并已在许多铸造厂成功地得到应用,有效地提高了铸件的品质。目前,德国、瑞士、日本、美国等多家公司向市场推出了多种型砂性能在线检测仪器。

国内许多单位都进行过型砂性能在线检测技术方面的探讨和研究,有些已有产品供应。同时也有些铸造厂从国外引进了湿型砂性能在线检测仪。

丹麦DISA公司近年开发的SMC(Sand Multi-Controller)型砂性能在线检测仪(见图3-6),其工作程序是由螺旋取样器从混砂机的侧孔取样并送入加砂漏斗中,然后仪器自动测试型砂的紧实率和抗压强度。这种仪器带有与计算机进行数据通信的接口,可用计算机进行数据存储和处理。

混砂机内型砂由螺旋取样器取出经松散后进入样筒(见图3-6b),通过光栅测量到样筒砂满信号后由下面一个换位气缸将样筒底座板移至图3-6c位置,与此同时样筒上口经砂样刮平板将多余砂刮去。随后紧实率测试气缸测试紧实率。气缸复位后由上面一个换位气缸将样筒移至图3-6d位置,强度测试气缸前的强度测试探针在同一试样上进行强度测试,同时将试样由底板上开孔处推出,经另一小型松砂机松砂后废弃,复位后进行下一个循环。SMC型砂性能控制仪的循环周期可根据需要自行设定,一般设定在20～40s内。

SMC工作的基本原理为通过测定紧实率与输入可编程序控制器(PLC)的给定紧实率进行比较计算出加水量,通过电子加水系统调整加水量。同样,通过测定强度与给定强度的比较调整辅料的加入量。由于型砂的紧实率、强度、水分三者密切相关,紧实率和强度在首次设定时,必须将测量结果通过型砂试验室的手工测量进行比较调整后确认。紧实率上下值的波动量约为±2%,强度上下值的波动量约为±2kPa。(www.xing528.com)

此外,还有美国Hartley公司型砂性能在线检测仪器,使用时安装在输送混制好的型砂皮带上,可检测型砂的紧实率、强度和含水量；德国EIRICH公司转盘式4工位型砂性能在线检测仪器,安装在输送型砂的皮带上方,可检测型砂的紧实率、抗压强度、剪切强度。

图3-6 SMC型砂性能在线检测仪的工作程序图

1—混砂机 2—螺旋取样器 3—紧实率测试气缸 4—强度测试气缸 5、6—砂样换位气缸 7—强度测试探针 8—底座板 9—砂样刮平板