一种冷却模架的制作方法

本发明属于铸造技术领域，具体涉及一种自动冷却框架。

背景技术：

铸造生产过程中浇铸好的砂箱由于热容量大，砂箱内冷却较慢，过快冷却直接影响着铸件质量。在夏秋两季这个问题尤为突出。国内大部分铸造厂家在浇铸完后直接就地自然冷却。因此，占地面积大，厂房内充满了冷却过程中产生的废气和粉尘，环境污染严重。

技术实现要素：

为了解决现有国内铸造业存在的上述问题，以降低工人劳动强度，提高国内铸造行业生产水平，本发明公开了一种全自动冷却模架。

本发明采取如下技术方案：一种冷却模架，包括机架、进箱机械手、传送链、出箱机械手，机架的进箱侧安装进箱机械手，出箱侧安装出箱机械手，内部安装传送链；机架上安装吸风罩；进箱机械手的出箱侧与传送链的进箱端相对应，传送链的出箱端与出箱机械手的进箱侧相对应；机架的外侧安装冷却风机，冷却风机的出风通入机架之内。

所述的冷却模架，机架由方钢搭成，总共有数层，每层有数个进箱位，每个箱位上都安装所述的传送链。

所述的冷却模架，机架的前后两侧由侧板封闭；所述冷却风机的出风口通过机架的其中一侧面而将出风通入机架之内。

所述的冷却模架，进箱机械手和/或出箱机械手包括小车底板、后背板，底板形成一开口，底板的上表面安装一座板，该座板上安装行走电机，行走电机的输出轴通过同步带与同步轮连动，同步带竖向向下穿过底板；同步轮的中部穿过连轴，两者间连动，此连轴的两端分别固接一导轮，此两导轮处于底板之下；连轴的两端带通过支板转动式地定位于底板的下表面；底板之下还设有其它导轮，各导轮滚动式地搁于机架之上；底板的上表面安装有两条相平行的直线导轨，两直线导轨滑动配合滑板，滑板下方对应于底板的开口处；滑板开有孔，后背板竖向活动式地穿过此孔；滑板上表面安装有座板，座板上安装升降电机，升降电机的输出轴固接齿轮，此齿轮与竖向固定于后背板一侧面的齿条啮合；后背板的底部朝另一侧折过90度，此折部安装有升降油缸，油缸的活动段朝下，且其端部固接支架，支架之上还固定连接两根竖向的导柱，导柱向上活动式地穿过后背后板的下折部；座板的背面固定两相对的支撑板，每一支撑板上安装一对滚轮，同对滚轮上下竖向布设，且与后背板的背面滚动配合；支架还安装有移箱油缸，横移油缸的活动段垂直固定连接于连接架的中部，连接架的两端各垂直固定连接一导向轴，导向轴活动式地穿过支架；连接架的下部固定连接抓钩机构。

所述的冷却模架，抓钩机构包括方形抓钩支架，抓钩支架上安装有机械手气缸，其活动端与梯形滑块组件的尾部相连，梯形滑块组件由两块相同规格及形状的等腰梯形滑块同向排布并通过连杆固定连接而成，两梯形滑块的两腰边都形成滚动槽，滚动槽内置入轴承的外圈，轴承的内圈与推杆的一端相连，推杆滑动式地穿过两导向耳，其另一端通过转轴转动配合抓钩的上端，抓钩通过另一转轴安装于抓钩支架的相对应侧面，其下端呈钩状；同侧的两导向耳间留有间距，且该间距段的推杆之外套有复位弹簧，弹簧的内端顶于推杆的外壁，外端顶于处于外侧的导向耳；处于同一梯形滑块两侧的四导向耳的下部都固定于撑板，撑板的两端分别固定于抓钩支架的两侧边。

所述的冷却模架，底板之上形成一支板，该支板上安装一横向的横移油缸，此油缸的活动段端部固接滑板的边沿。

所述的冷却模架，传送链包括摆臂油缸、棘轮、棘轮抓、棘轮盘、链轮、链条，两条棘轮链支架平行布设，棘轮链支架的两端分别垂直固定一短支架，短支架上安装有轴承座，轴承座上安装轴承，处于同一端的两轴承间装配一连轴，每一连轴的两端各固接一链轮，处于同一棘轮链支架之上的两链轮间通过链条传动；其中一条棘轮链支架的一端垂直固定安装一立杆，此立杆铰接摆臂油缸的一端，与此同侧连轴的一端转动配合一棘轮盘，并固接一棘轮，棘轮盘与棘轮的一面相贴，棘轮的外齿沿顺时针方向排布；棘轮盘的外圈沿圆周方向均布数凸耳，摆臂油缸的活动段与棘轮盘的一凸耳铰接，另外的凸耳各连接一棘轮爪，棘轮爪朝向逆时针方向，且：当棘轮盘逆时针转动时，棘轮爪与棘轮的外齿不产生抵触力；当棘轮盘顺时针转动时，棘轮爪与棘轮的外齿相抵，棘轮爪推动棘轮同步转动。

本发明冷却框架具有如下特点：

1、浇铸好的砂箱经机械手送入自动冷却模架进行集中冷却，减少了冷却占地面积，冷却后的浇铸砂箱由机械手移出。铸件充分冷却后具有更好的机械性能和更精确的外型，满足铸造工艺要求。

2、冷却过程中产生的废气由抽风装置吸出集中处理，并增加空气循环系统满足冷却要求，使铸造生产线满足了集约化清洁化的生产原则。

3、全自动冷却模架设有温度、时间控制系统，存储砂箱数量根据用户要求可多可少。

附图说明

图1是冷却模架的结构图。

图2是图1的a-a剖视图。

图3是冷却模架的侧视图。

图4是冷却模架的立体图。

图5是冷却模架进箱/出箱机械手结构图。

图6是冷却模架进箱/出箱机械手俯视图。

图7是冷却模架进箱/出箱机械手的局部俯视图。

图8是冷却模架进箱/出箱机械手的侧视图。

图9是冷却模架进箱/出箱机械手的立体图。

图10是图9的a部放大图。

图11是传送链的结构图。

图12是传送链的俯视图。

图13是图11的a部放大图。

图14是传送链的立体图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明优选实施例作详细说明。

本实施例冷却模架（图1-4）包括冷却模架机架15-1、冷却模架进箱机械手15-2、冷却除尘系统（包括吸风罩15-3、冷却风机15-6）、传送链15-4、冷却模架出箱机械手15-5等，机架15-1的进箱侧安装进箱机械手15-2，出箱侧安装出箱机械手15-5，内部安装传送链15-4，上部安装吸风罩15-3，外侧安装冷却风机15-6。

冷却模架机架15-1由方钢搭成，总共有3层，每层有4个进箱位，每个箱位上都安装有水平方向的传送链15-4，而每条传送链都可摆放9个砂箱。冷却模架机架的前后两侧由侧板封闭。冷却模架进箱机械手15-2安装于冷却模架机架15-1的左侧进箱口，冷却风机15-6安装于冷却模架机架15-1的外侧，冷却模架机架15-1顶部安装有吸风罩15-3，冷却风机15-6的出风通入冷却模架机架之内，其通入的风向上通过传送链15-4，吸风罩15-3处于传送链15-3之上。冷却模架出箱机械手15-5安装于冷却模架机架15-1的出箱口。砂箱在冷却过程中产生的废气经吸风罩吸走，通过风管后进入空气净化设备进行集中处理。

冷却模架进箱机械手(图5-10)包括小车底板14-9、后背板14-13，底板14-9呈方形，其中部形成一矩形开口。底板14-9的上表面安装一座板14-1，该座板上安装行走电机14-2，行走电机的输出轴通过同步带14-3与同步轮14-4连动，同步带竖向向下穿过底板14-9。同步轮14-4的中部穿过连轴14-32，两者间连动。此连轴的两端分别固接一导轮14-10，此两导轮处于底板的两角处之下位置。连轴的两端带通过支板转动式地定位于底板14-9的下表面。于底板的中部以及另一侧两角之下也设有两导轮，同组的两导轮通过连轴而连动，该连轴也通过支板转动式地定位于底板的下表面，六导轮朝向相同，各导轮滚动式地搁于冷却模架机架15-1的相对应导轨之上。底板上行走电机14-2带动导轮转动使机械手在冷却模架机架上作直线运动。底板的上表面安装有两条相平行的直线导轨14-11，两直线导轨滑动配合滑板14-5，滑板下方对应于矩形开口处。底板的宽边之上形成一支板，该支板上安装一横向的横移油缸14-8，此油缸的活动段端部固接滑板14-5的一边沿，其带动滑板滑动。

滑板14-5也开有矩形孔，后背板14-13竖向活动式地穿过此矩形孔。滑板上表面安装有座板14-7，座板上安装升降电机14-23，升降电机的输出轴固接齿轮14-22，此齿轮与竖向固定于后背板一侧面的齿条14-21啮合。座板的两侧还安装有相对的光轴导轮14-19，与此相对应的，后背板的两侧边沿各固定一光轴14-20，光轴与相对应的光轴导轮活动配合。后背板的底部朝另一侧（与安装齿条一侧相对的另一侧）折过90度，此折部安装有升降油缸14-6，油缸的活动段朝下，且其端部固接支架14-14，支架之上还固定连接两根竖向的导柱14-12，导柱向上活动式地穿过后背后板的下折部。座板的背面固定两相对的支撑板，每一支撑板上安装一对滚轮14-18，同对滚轮上下竖向布设，且与后背板的背面滚动配合。支架14-14还安装有移箱油缸14-17，横移油缸的活动段垂直固定连接于连接架14-33的中部，连接架的两端各垂直固定连接一导向轴14-16，导向轴活动式地穿过支架14-14，支架上安装有两衬套14-15，导向轴同时活动式地穿过相对应的衬套。连接架14-33的下部固定连接方形抓钩支架14-25，抓钩支架上安装有机械手气缸14-24，其活动端与梯形滑块组件14-30的尾部（宽边）相连,梯形滑块组件由两块相同规格及形状的等腰梯形滑块同向排布并通过连杆固定连接而成，两梯形滑块的两腰边都形成滚动槽，滚动槽内置入轴承14-29的外圈而使轴承与其滚动配合，轴承的内圈与推杆14-27的一端相连，推杆滑动式地穿过两导向耳，其另一端通过转轴14-26转动配合抓钩14-31的上端，抓钩通过另一转轴安装于抓钩支架的相对应侧面，其下端呈直角钩状。同侧的两导向耳间留有间距，且该间距段的推杆之外套有复位弹簧14-28，弹簧的内端顶于推杆的外壁，外端顶于处于外侧的导向耳。处于同一梯形滑块两侧的四导向耳的下部都固定于撑板，撑板的两端分别固定于抓钩支架的两侧边。

当砂箱浇铸完毕后，冷却模架进箱机械手在导轨上移动到对应的砂箱上线工位。固定在横移小车底板上的升降电机14-23工作带动齿轮转动，啮合固定在后背板上的齿条14-21带动后背板向下移动，而后背板两侧固定的光轴14-20在横移小车的导轮上14-19滑动减小摩擦。当后背板下降到额定位置后，固定在后背板上的升降油缸14-6顶出将机械手下降到砂箱抓取位置。装有接头的机械手气缸14-24推出将带有滑槽的梯形滑块组件14-30正向移动，前后滑块用连杆相接进行联动，将滑块滑槽内与推杆14-27相连的轴承14-29推向两侧，使复位弹簧14-28压缩，推杆带动前抓钩转动，直角型抓钩转动至水平位置钩住砂箱凸台内侧。同理后滑块带动后抓钩转动钩住砂箱凸台内侧。当机械手抓手运动到水平位置后升降油缸复位将机械手和砂箱一同抬起，随着升降油缸复位升降电机工作将机械手和砂箱抬高到设定好的进箱层位，行走电机带动机械手和砂箱移动到设定好的进箱位，随后横移油缸14-8复位带动砂箱小车往箱口侧移动，机械手架上的带导向轴14-16的移箱油缸14-17顶出将机械手和砂箱送入冷却模架内的传送链上方，升降电机工作将砂箱放在传送链上。机械手气缸复位，气缸退回带动梯形滑块组件后退移动。压缩的复位弹簧释放将带有轴承的推杆向机械手中心移动，同时推杆带动抓钩转动，直角型抓钩运动复位与砂箱分离。同理后连杆带动后抓钩运动同时复位并与砂箱分离。当机械手抓手运动复位后升降电机工作将机械手抬高额定高度，机械手架上的带导柱的移箱油缸复位将机械手退出冷却模架，横移油缸使机械手退回，此时完成一个抓取循环机械手等待下个砂箱上架。

传送链15-4（图11-14）包括摆臂油缸15-4-5、棘轮15-4-6、棘轮抓15-4-7、棘轮盘15-4-8、链轮15-4-2、链条15-4-4等，两条棘轮链支架15-4-3平行布设，棘轮链支架的两端分别垂直固定一短支架，短支架上安装有轴承座15-4-1，轴承座上安装轴承，处于同一端的两轴承间装配一连轴15-4-9，每一连轴的两端各固接一链轮15-4-2，处于同一棘轮链支架之上的两链轮间通过链条15-4-4传动。其中一条棘轮链支架的一端垂直固定安装一立杆15-4-10，此立杆铰接摆臂油缸15-4-5的一端。与此同侧连轴的一端转动配合一棘轮盘15-4-8，并固接一棘轮15-4-6，棘轮盘与棘轮的一面相贴，棘轮的外齿沿顺时针方向排布。棘轮盘的外圈沿圆周方向均布三凸耳，摆臂油缸的活动段与棘轮盘15-4-8的一凸耳铰接，另两凸耳各连接一棘轮爪15-4-7，棘轮爪朝向逆时针方向，且其与刺轮的外齿相对应，即：当棘轮盘逆时针转动时，棘轮爪与棘轮的外齿不产生抵触力，因此，棘轮不随之转动；当棘轮盘顺时针转动时，棘轮爪与棘轮的外齿相抵，棘轮爪推动棘轮同步转动，进而使连轴同步转动。

当冷却模架进箱机械手将砂箱放在棘轮传送链一端时，摆臂油缸工作带动棘轮盘15-4-8机构正向转动，与棘轮同轴相连的链轮带动链条移动，砂箱移动一个箱位，后摆臂油缸复位；棘轮盘反向转动同时棘轮抓15-4-7反向在轮齿上滑动对棘轮不产生作用力，如上所述完成一个砂箱循环移位。当移箱动作时纵向浇铸小车循环将下个砂箱运送至进箱位，冷却模架机械手逐个将36个浇铸好的砂箱依次运送至冷却模架同一层后上线结束。

冷却模架出箱机械手15-5与冷却模架进箱机械手15-2的结构相同，但两者对称地安装于冷却模架机械的两侧即进箱侧与出箱侧。经过90分钟冷却后，冷却模架出箱机械手在导轨上移动到对应的下线工位，固定在横移小车底板上的升降电机工作带动电机齿轮转动，啮合固定在后背板上的齿条带动后背板系统向上移动，而后背板两侧固定的光轴在横移小车的导轮上滑动减小摩擦。当后背板上升到额定位置后，固定在后背板上的升降油缸复位将机械手提升到砂箱抓取位置，随后横移油缸复位带动机械手往箱口侧移动，机械手架上的带导向轴的移箱油缸顶出将机械手送入冷却模架内的传送链上方，机械手气缸推出将带有滑槽的梯形滑块组件正向移动，前后滑块用连杆相接进行联动，将滑块滑槽内与推杆相连的轴承推向两侧，使复位弹簧压缩，推杆带动前抓钩转动，直角型抓钩转动至水平位置钩住砂箱凸台内侧。同理后滑块带动后抓钩转动钩住砂箱凸台内侧。当抓钩运动到水平位置后升降电机工作将机械手和砂箱一同抬起，机械手架上的带导向轴的移箱油缸复位将机械手和砂箱移出冷却模架，随后固定在横移小车上的升降电机工作带动齿轮转动，啮合固定在后背板上的齿条带动后背板系统向下移动，而后背板两侧固定的光轴在横移座板的导轮上滑动减小摩擦。当后背板下降到额定位置后，固定在后背板上的升降油缸顶出将机械手和砂箱下降到设定高度，行走电机带动导轮转动使机械手运动到分箱工作台正上方，升降电机工作将砂箱放在分箱工作台上，随后机械手气缸复位，气缸退回带动梯形滑块组件后退移动。压缩的复位弹簧释放将带有轴承的推杆向机械手中心移动，同时推杆带动抓钩转动，直角型抓钩运动复位与砂箱分离。同理后连杆带动后抓钩运动同时复位并与砂箱分离。当抓钩运动到复位后升降电机工作将机械手抬高额定高度，升降气缸复位后行走电机带动机械手运动至初始位置准备下一个出箱循环。