用于铁型覆砂生产线铁型合箱浇注时的液压锁紧装置和方法与流程

本发明涉及一种装置和方法，尤其是涉及一种用于铁型覆砂铸造生产中铁型合箱后浇注时上铁型和下铁型的液压锁紧装置和方法，它应用于铁型覆砂铸造生产线的铸造生产，它属于机械领域。

背景技术：

铁型覆砂铸造属特种铸造之一，其铸型是在金属型内腔上覆上一薄层覆膜砂形成铸型。铁型覆砂铸造生产球铁、灰铁铸件时，可利用其铁水凝固时的石墨化膨胀来抵消铁水冷却、凝固过程中产生的液态收缩，铁水收得率高，可实现球铁、灰铁铸件的无冒口铸造。

由于铁型覆砂铸造的上述这一特点，在铁型覆砂铸造浇注及随后的冷却、凝固过程中，合箱后的上、下铁型之间将产生很大的抬箱力，根据铁型的大小，一般最大可产生数吨至数十吨的抬箱力。如果上、下铁型之间没有用锁紧装置锁紧的话，铁水浇注进入铁型后，随着铁水的冷却，石墨的析出，铁水会产生很大的石墨化膨胀力，将使原来合箱严密的上、下铁型之间产生一定的缝隙，导致铁水从此缝隙中流出，造成漏箱，最终导致浇注缺陷。

现有铁型覆砂铸造生产中上、下铁型采用的锁紧装置为螺杆锁紧，如图1中通过环形箱扣1-1中的箱扣螺杆1-2将上、下铁型1-4的吊轴1-3锁紧，如图2中采用锁紧螺杆1-6通过上、下铁型跑边1-5、或者铁型的其它部位，将上、下铁型1-4锁紧，上述锁紧方式在生产过程中比较烦琐，每次在合箱时，要通过旋紧螺杆来实现上、下铁型1-4的锁紧，图1中箱扣螺杆1-2在锁紧过程中螺杆头与吊轴1-3产生旋转摩擦对铁型中吊轴1-3损害较大，螺杆旋紧过程中也容易打滑；图2中锁紧螺杆1-6必须旋一定的深度，否则在膨胀力作用下，螺杆的丝牙很容易损坏。

同时当铁型浇注铁水后，随着石墨的析出，上、下铁型之间产生很大的膨胀力，因此在开箱时，需要用很大的力量才能将螺杆旋开。当然也有其它一些铁型锁紧的方式，或者机械辅助人工锁紧的方式。现有铁型覆砂铸造生产中，上、下铁型之间的锁紧，仍然采用人工锁紧为主的方式，即使是在机械化程度很高的铁型覆砂铸造生产线进行生产时，铁型的锁紧和拆卸，仍然需要人工操作，往往需要1至2人来完成该工序的操作，已经成为机械化铁型覆砂生产线生产过程中的劳动强度最大、人员减员最困难、甚至影响生产线效率的瓶颈工序。

公开日为2016年06月15日，公开号为105665653A的中国专利中，公开了一种名称为“一种用于铁型覆砂铁型合箱的锁紧装置和方法”的发明专利。该专利的锁紧装置包括吊轴圆环形卡式结构、中间锁紧敲击块、摩擦锁紧面和拆卸敲击面，吊轴圆环形卡式结构和摩擦锁紧面分别位于锁紧装置的上部和下部，该吊轴圆环形卡式结构和摩擦锁紧面通过过渡结构相连，此过渡结构上设有中间锁紧敲击块，摩擦锁紧面的顶部设有拆卸敲击面，摩擦锁紧面为有一定斜度的斜面。虽然该专利简化了上铁型和下铁型合箱锁紧和拆卸，减轻劳动强度，降低铁型锁紧制作的成本，但是锁紧方式在生产过程中比较烦琐，每次在合箱时，要通过旋紧卡式结构来实现上、下铁型的锁紧，且吊轴圆环形卡式结构易损坏，效率低，且这种锁紧仍然采用人工操作锁紧的方式，故其还是存在上述缺陷。

公开日为2016年06月15日，公开号为105665653A的中国专利中，公开了一种名称为“一种用于铁型覆砂铁型合箱的锁紧装置和方法”的实用新型专利。该专利用于锁紧固定上铁型和下铁型；上铁型的前后两端边缘部位对称设有上安装槽；下铁型与上铁型相匹配设有下安装槽；锁紧装置包括垫块、螺纹套和专用螺栓；垫块和螺纹套分别嵌设并固定于所述上安装槽和下安装槽；专用螺栓自上铁型的上顶面依次穿过所述垫块及上铁型，与螺纹套的内孔通过螺纹匹配连接，锁紧固定上铁型和下铁型。虽然该专利结构简单，可大大改善铸造工人劳动强度，降低生产成本，但是还是需要人工锁紧，生产效率低，故其还是存在上述缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，安全可靠，锁紧效果好，通用性强，提高了生产线的劳动效率，不会对铁型输送装置或设备作用锁紧力，保证铁型输送装置或设备的稳定运行的用于铁型覆砂生产线铁型合箱浇注时的液压锁紧装置和方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该用于铁型覆砂生产线铁型合箱浇注时的液压锁紧装置，包括锁紧机构和浮动机构，所述锁紧机构安装在浮动机构上，其特征在于：所述锁紧机构包括液压缸、锁紧支架、铁水防溅罩和上下可调节的锁紧夹头，锁紧支架固定安装在液压缸上，锁紧夹头设置在锁紧支架上，铁水防溅罩安装在液压缸上；浮动机构包括浮动弹簧、弹簧支座和支撑立柱，弹簧支座固定在支撑立柱上，浮动弹簧设置在弹簧支座上；结构紧凑、安全可靠，锁紧力大，锁紧效果好；在进行铁型锁紧作业时，不会对铁型锁紧装置位置处的生产线输送辊道或输送装置产生作用力，不会造成该处输送装置的变形或损坏；本锁紧装置对不同高度铁型的通用性好，可实现生产线上不同高度铁型的锁紧作业；减少了生产线操作人员，实现了该工序的机器换人，从而极大地提高了生产线的劳动生产率。

作为优选，本发明所述锁紧支架包括上锁紧支架和下锁紧支架，该上锁紧支架通过螺栓固定在液压缸的缸身上，下锁紧支架通过螺栓固定在液压缸的活塞杆上。

作为优选，本发明所述上锁紧支架和下锁紧支架的头部分别设置有锁紧夹头，该锁紧夹头包括上锁紧夹头和下锁紧夹头；上锁紧支架和下锁紧支架可用于调节上锁紧夹头和下锁紧夹头之间的距离，以用于不同高度铁型的锁紧之需。

作为优选，本发明所述铁水防溅罩外圆的下沿等于或低于弹簧支座的下平面；在铁水浇注过程中，飞溅出来的铁水不会溅入浮动机构中，防止铁水飞溅到浮动弹簧中卡死弹簧，防止飞溅出来的铁水溅到液压缸的活塞杆上，造成该液压缸损坏或卡死。

作为优选，本发明所述浮动弹簧的内径比弹簧支座的圆形外圈直径大5毫米；使浮动弹簧在该支座上可作一定自由度的动作。

作为优选，本发明所述弹簧支座通过螺栓固定在支撑立柱上，铁水防溅罩通过螺钉安装在锁紧液压缸外圆侧面的法兰上；使得相互连接稳定可靠。

作为优选，本发明所述锁紧机构通过液压缸外圆侧面的法兰设置在浮动机构的浮动弹簧上。

本发明还提供一种用于铁型覆砂生产线铁型合箱浇注时的液压锁紧方法，其特征在于：将上铁型和下铁型合箱后，通过输送辊道将铁型输送至浇注段辊道相应的浇注位置，在此浇注位置处，通过液压缸的收缩锁紧动作，带动下锁紧夹头和上锁紧夹头，直至下锁紧夹头和上锁紧夹头先后接触到下铁型和上铁型的相应跑边上，将上铁型和下铁型锁紧；当液压缸作相反动作时，则带动上锁紧夹头和下锁紧夹头之间的距离伸长，直至下锁紧夹头和上锁紧夹头先后脱离下铁型和上铁型的相应跑边，最终将上铁型和下铁型锁紧装置脱离上铁型和下铁型，随后将铁型送离该浇注位置。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：1、采用液压锁紧的方式，结构紧凑、安全可靠，锁紧力大，锁紧效果好；2、采用本铁型锁紧液压装置，在进行铁型锁紧作业时，不会对铁型锁紧装置位置处的生产线输送辊道或输送装置产生作用力，不会造成该处输送装置的变形或损坏；3、本锁紧装置可自动完成完成上铁型和下铁型的合箱浇注锁紧、以及锁紧装置的松开作业；4、由于锁紧夹头在锁紧过程不产生摩擦旋转动作，对上铁型和下铁型夹紧部位的磨损小；5、本锁紧装置对不同高度铁型的通用性好，可实现生产线上不同高度铁型的锁紧作业；6、本锁紧装置用于铁型覆砂铸造生产线，完全摒弃了以往的人工锁紧，大大减少了生产线操作人员，实现了该工序的机器换人，从而极大地提高了生产线的劳动生产率。

附图说明

图1是现有铁型覆砂铸造铁型环形箱扣螺杆锁紧示意图。

图2是现有铁型覆砂铸造铁型锁紧螺杆锁紧示意图。

图3是本发明实施例铁型覆砂铸造铁型液压锁紧装置的结构示意图。

图4是本发明实施例铁型覆砂液压铁型锁紧装置中锁紧夹头间距调整示意图一。

图5是本发明实施例铁型覆砂液压铁型锁紧装置中锁紧夹头间距调整示意图二。

图6是本发明实施例铁型覆砂铁型液压锁紧装置的工作过程示意图一。

图7是本发明实施例铁型覆砂铁型液压锁紧装置的工作过程示意图二。

图8是本发明实施例铁型覆砂铁型液压锁紧装置的工作过程示意图三。

图9是本发明实施例铁型覆砂铁型液压锁紧装置的工作过程示意图四。

图1-图2中：环形箱扣1-1，箱扣螺杆1-2，吊轴1-3，上、下铁型1-4，上、下铁型跑边1-5，锁紧螺杆1-6。

图3-图9中：锁紧机构1，浮动机构2，上铁型3，下铁型4，上铁型跑边5，下铁型跑边6，铁型输送装置7，液压缸11，锁紧支架12，铁水防溅罩13，锁紧夹头14，上锁紧支架121，下锁紧支架122，上锁紧夹头141，下锁紧夹头142，浮动弹簧21，弹簧支座22，支撑立柱23，间隙H。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例。

参见图3至图9，本实施例用于铁型覆砂生产线铁型合箱浇注时的液压锁紧装置，包括锁紧机构1和浮动机构2，锁紧机构1安装在浮动机构2上。

本实施例中的锁紧机构1包括液压缸11、锁紧支架12、铁水防溅罩13和上下可调节的锁紧夹头14，锁紧支架12安装在液压缸11，锁紧夹头14设置在锁紧支架12上，铁水防溅罩13安装在液压缸11上。

本实施例中的浮动机构2包括浮动弹簧21、弹簧支座22和支撑立柱23，弹簧支座22固定在支撑立柱23上，浮动弹簧21设置在弹簧支座22上。

本实施例中锁紧支架12包括上锁紧支架121和下锁紧支架122，该上锁紧支架121通过螺栓固定在液压缸11的缸身上，下锁紧支架122通过螺栓固定在液压缸11的活塞杆上。

本实施例中的上锁紧支架121和下锁紧支架122的头部分别设置有锁紧夹头14，该锁紧夹头14包括上锁紧夹头141和下锁紧夹头142；上锁紧支架121和下锁紧支架122可用于调节上锁紧夹头141和下锁紧夹头142之间的距离，以用于不同高度铁型的锁紧之需。

本实施例中的弹簧支座22通过螺栓固定在支撑立柱23上，铁水防溅罩13通过螺钉安装在锁紧液压缸11外圆侧面的法兰上。

本实施例中的锁紧机构1通过液压缸11外圆侧面的法兰设置在浮动机构2的浮动弹簧21上。浮动机构2一一对应安装在铁型覆砂生产线的浇注段的铁型浇注位置。

参见图6-图9，本实施例用于铁型覆砂生产线铁型合箱浇注时的液压锁紧装置的工作原理：将上铁型3和下铁型4合箱后，通过输送辊道将铁型输送至浇注段辊道相应的浇注位置，在此浇注位置处安装有本申请的合箱锁紧装置，通过锁紧机构1的液压缸11的收缩锁紧动作，带动下锁紧夹头142和上锁紧夹头141，使两者之间的距离缩短，直至下锁紧夹头142和上锁紧夹头141先后接触到相应下铁型跑边6和上铁型跑边5上，将上铁型3和下铁型4锁紧；当液压缸11作相反动作时，则带动上锁紧夹头141和下锁紧夹头142之间的距离伸长，直至下锁紧夹头142和上锁紧夹头141先后脱离相应下铁型跑边6和上铁型跑边5，最终将上铁型3和下铁型4锁紧装置脱离上铁型3和下铁型4，随后将铁型送离该浇注位置。铁型锁紧作业时，本铁型锁紧装置不会对该处的铁型输送装置7或设备作用锁紧力，很好地保证了该处铁型输送装置7或设备的稳定运行。

本实施例中铁型覆砂铸造用的上铁型3和下铁型4的两边一般都设置有用于铁型在输送辊道的跑边，在铁型覆砂铸造生产过程中，铁型可利用跑边在输送辊道在移动，从而完成铁型在生产线上的移动输送。本实施例的铁型覆砂铁型合箱的锁紧装置就是利用上铁型跑边5和下铁型跑边6作为铁型锁紧的固定面。

本实施例用于铁型覆砂铁型合箱的锁紧装置主要用于铁型覆砂铸造生产中上铁型3和下铁型4合箱后，完成对上铁型3和下铁型4的锁紧，在随后的铁水浇注、冷却凝固过程中，防止铁水从上铁型3和下铁型4合箱后的分型面中泄漏出来，当铁型中的铁水完全凝固后，可通过液压控制系统方便地将此锁紧装置松开。

本实施例中锁紧机构1通过锁紧液压缸11外圆侧面的法兰放置在浮动机构2的浮动弹簧21上，锁紧机构1浮动安装在浮动机构2上。锁紧机构1完成上铁型3和下铁型4的锁紧动作，浮动机构2用于将铁型锁紧机构1浮动安装在生产线浇注段相应位置，并使该锁紧机构1在该安装位置在执行铁型锁紧作业时，该锁紧机构1能在一定范围内作上、下位移浮动，满足上铁型3和下铁型4锁紧工序的锁紧要求。

本实施例中浮动机构2的支撑立柱23一一固定在铁型浇注工段的相应位置，弹簧支座22通过螺栓固定安装在支撑立柱23上，浮动弹簧21放置在弹簧支座22的圆形外圈上，弹簧的内径比该支座圆形外圈直径大5毫米左右，使弹簧在该支座上可作一定自由度的动作。铁水防溅罩13用螺钉固定安装在锁紧液压缸11外圆侧面的法兰上，铁水防溅罩13安装后，外罩外圆的下沿应等于或低于弹簧支座22的下平面，这样在铁水浇注过程中，飞溅出来的铁水不会溅入浮动机构2中，防止铁水飞溅到浮动弹簧21中卡死弹簧，防止飞溅出来的铁水溅到锁紧液压缸11的活塞杆上，造成该液压缸11损坏或卡死。

本发明的主要目的是提高一种新型的用于铁型覆砂铸造机械化自动化生产线的铁型覆砂铸造生产中上铁型3和下铁型4合箱浇注时的锁紧装置，完全摒弃人工锁紧铁型的方式，可实现铁型合箱后浇注时上铁型3和下铁型4的自动锁紧；另一个目的是对上铁型3和下铁型4夹紧部位的磨损小，长期使用不会对铁型相应部位造成损坏。

本实施例采用一种安装在铁型覆砂铸造生产线浇注段的液压锁紧机构1，当合箱后的上下铁型4到达浇注段浇注位置后，锁紧机构1中的上锁紧支架121和下锁紧支架122在液压缸11的作用下相对运动，将上铁型3和下铁型4紧紧锁紧在一起，达到铁水在浇注、及随后的凝固过程中将上铁型3和下铁型4锁紧的目的。

本实施例铁型锁紧装置的锁紧作业动作：在铁型液压锁紧装置在进行锁紧作业开始动作之前，下锁紧夹头142与下铁型跑边6下平面、以及上锁紧夹头141与上铁型跑边5的上平面之间都留有一定的间隙，对于不同高度的铁型，可以通过调整锁紧支架12上的调节夹头的高低来实现下锁紧夹头142与下铁型跑边6下平面、以及上锁紧夹头141与上铁型跑边5的上平面之间始终留有一定的间隙，间隙H一般在10-20毫米左右，如图4-图5，上锁紧夹头141与下锁紧夹头142的间距可调小和调大。调好上锁紧夹头141和下锁紧夹头142之间的距离后，当铁型进入铁型锁紧工作位置，铁型两边跑边的一对或数对铁型液压锁紧装置可通过机电控制系统开始执行铁型锁紧作业。

本实施例整个锁紧动作，参见图6-图9：铁型锁紧液压缸11的活塞首先带动活塞杆上行，带动锁紧机构1中的下锁紧支架122上行，将下锁紧夹头142上行与下铁型跑边6下平面相接触，因浮动机构2中的弹簧力远远小于铁型的重量，因此，在液压缸11的锁紧力作用下，下锁紧夹头142将不会再上行，而是与锁紧液压缸11固定连接的上锁紧支架121带动上锁紧夹头141下行，同时逐渐将浮动弹簧21压缩10-20毫米（即铁型锁紧装置松开时，上锁紧夹头141与上铁型跑边5上平面之间的间隙距离）的行程，直至上锁紧夹头141平面与上铁型跑边5上平面完全贴紧，实现了上铁型3和下铁型4的锁紧作业，然后可进行铁水的浇注、冷却；待铁水完全凝固后，可通过机电控制系统指令松开锁紧机构1，浮动弹簧21的作用下，首先是上锁紧夹头141脱离上铁型跑边5上平面，然后下锁紧夹头142脱离下铁型跑边6下平面，完成铁型锁紧装置的松开作业。

本实施例中，每副铁型所需的锁紧机构1数量总和的浮动弹簧21受压产生的压力远远小于铁型的重量，使得铁型在锁紧机构1锁紧后铁型重量仍主要承受在铁型浇注工段的铁型输送装置7上，浮动机构2中的支撑立柱23所受的力很小，从而保证了本铁型锁紧装置的使用寿命和运行稳定可靠性。通过调整锁紧机构1中锁紧夹头14，铁型锁紧装置可用于在一条铁型覆砂生产线不同高度铁型的铁型覆砂铸造产品的生产，进一步提高了铁型锁紧装置在铁型覆砂铸造生产线中的通用性。

本实施例的锁紧装置在进行铁型锁紧作业过程中，上锁紧夹头141和下锁紧夹头142平面与铁型相应锁紧位置平面仅仅是接触压紧，两者之间不产生平面旋转压紧动作，对铁型锁紧位置的磨损小，不会因铁型在生产过程中反复锁紧、松开而造成铁型锁紧部位的损坏。

本实施例中铁型液压锁紧装置采用液压锁紧、松开作业，完全摒弃了原来的人工锁紧，节约了人工成本，可完成机械化铁型覆砂铸造生产线中的铁型自动锁紧、松开作业，实现了在该工序的机械化、自动化作业，提高了铁型覆砂铸造生产线的生产效率及劳动生产率。

通过上述阐述，本领域的技术人员已能实施。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。