本发明专利技术涉及的是一种利用高压水激振射流技术清除铸件表面型砂和芯砂的清砂方法及其设备。高压水泵将水箱中的常压水抽水，并加压，通过高压水激振射流铸件清砂机的电液控制柜压入产生高频微振的高压水激振射流喷射器的喷嘴，以高速激振喷出射向安置在能够水平自动回转３６０°的回转承送车上的铸件，由于垂直升降机构的上、下运动，水平伸缩机构的前后运动及全方位偏摆机构的多方位复合运动，使喷射装置对准铸件的任一角度，任一位置进行高效清砂。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是一种利用高压水射流巨大能量清除铸件表面型砂及芯砂的清砂方法-高压水激振射流铸件清砂法及其设备。高压水射流用于大型铸件清砂工艺，在我国许多工厂已广泛采用。这一技术与传统的“水爆”，“喷丸”工艺相比，改善了劳动条件，提高了清砂效率。但从已使用水射流清砂的实际情况来看，普遍存在着能耗大、水量大、效率低，以及砂水处理不配套等问题。造成这些问题的主要原因是落后的射流技术和操作工艺，设备，造成射流能量损失太大。已有的水力清砂采用的是普通高压水连续射流技术。来自高压泵的高压水流，经过喷杆，由喷咀喷出，形成高压水连续射流，当射流以高速冲向固体时，在一个极短的时间内，产生一个极高的压强，类似管道中的“水锤”，也类似一个小型炸弹的爆炸，这时液体将受到压缩，开始沿固体表面流动，冲击压强迅速降低，射流头部呈现非压缩状态、产生所谓的“水垫”现象，使水射流的切割破碎能力降低。本专利技术的目的就是用高压水激振射流技术替代单一的高压水连续射流技术应用到水射流铸件清砂生产工艺中，改变水射流的运动形式，减少普通连续射流冲击靶物时的停滞载荷和水阻损失，增加水射流在物体表面的移动速度，消除“水垫”效应，使高压水射流的冲击压强能量得到充分利用。同时设计一套实现高压水激振射流铸件清砂技术的机械化和自动化的能够自由调节靶距，灵活跟踪靶物、提高落砂效率的设备，改善水力清砂的工作环境和劳动强度。高压水激振射流铸件清砂靠的是带有微微振动的高压水射流的冲刷，楔劈及切割作用进行的。经过高压泵产生的高压水流，经过喷杆，由喷咀喷出，形成一股能量高度集中的高速水流，同时喷咀随喷杆产生高频激振，形成高压水激振射流。当砂型及砂芯强度较低时，射流依靠其冲击压强大面积地将砂型及砂芯破碎剥落。当砂型及砂芯强度较高时，射流像一把利斧一样，将砂型劈裂开来，由于喷咀产生的高频微振，使定向射流变成一把飞午的“射流斧”，在靶物表面迅速移动。从而使射流作用在物体表面的连续稳定载荷变成不连续冲击载荷，使射流的冲击压强频率增加，改变了射流对靶物表面的施载特性，使“水垫”效应消失。高频微振又使射流如同一把钢锯，将砂型及砂芯高速往复锯裂开来，加上劈楔作用，砂型上已经形成的条条沟槽遂被迅速挤压帐裂。同时落砂被水流带走，完成清砂作业。高压水激振射流铸件清砂机是为铸件适应高压水激振射流清砂要求而专门设计的装置，这套装置是由高压水激振射流喷射器，全方位偏摆机构，水平伸缩机构，垂直升降机构，电液控制柜组成。高压水激振射流器是由喷咀，摆杆轴，连杆，偏心轴，油马达，本体组件组成。当进水接头通入高压水时，在喷咀出口则产生一股能量高度集中的高速水流，这股高速水流就是普通的连续高压水射流。与此同时，油马达在电液控制柜的控制下，带动偏心轴旋转，偏心轴带动连杆，使与连杆连接的摆杆轴做上、下高速摆动，从而带动喷咀产生垂直，水平或任一方向的高速切换激振，由此形成高速切换激振射流。更换不同偏心距的偏心轴，可以改变喷咀的激振振幅，调节油马达的供油量，转速，可改变喷咀切换激振频率。全方位偏摆机构，水平伸缩机构，垂直升降机构和电液控制柜的主要功能是保证高压水激振射流器相对于固定座标具有必要的四个自由度的运动能力，满足高压水激振射流铸件清砂的基本使用要求。如选定射流冲击位置，调整射流的靶距，适应不同的射流冲击方向等。垂直升降和水平伸缩两个移动自由度的运动是按直角座标系进行组合，采用长方形断面的内、外套筒作为导向装置，在内套筒内按装双作用式的工程液压油缸，采用软管供油。为保证以上两个自由度能可靠的停留在确定的运动位置，不因外负荷大小而改变座标位置，在油缸供、回路上均设置了锁闭装置。在垂直升降机构的液控回路上装有一个平衡阀，确保在自重的条件下无明显下落。在水平伸缩机构的液控回路上装有双向液压锁。俯仰和水平两个转动自由度是将上、下俯仰运动与左、右侧偏运动借十字联接的内外联接圈综合在一起，形成一个类似球铰特性的双关节式回转机构组合而成。绕每一个关节的转动是由两个反接的小油缸並联在一起同步操纵的。当两个通道的四个油缸同时动作或两两顺序工作时，即能向所需方向作适当的回转运动。为了保证运动位置的稳定，不受外负荷的影响在两个转动通道的液控回路上加设双向液压锁的锁闭装置。为适应高压水射流摆振喷射的功能要求，本装置设有一个摆振控制通道，与油马达相通，在通道上加设调速阀以保证摆振频率能在一定范围内调整，並提高该通道的工作稳定性能。电液控制柜内设有五个运动通道的液压控制阀，油箱，油泵和电机。各运动组件均由压力油直接驱动，工作压力由五路控制阀上的调压阀调节。压力油经手动五路控制阀分别到各个分通道。在O位时，多路控制阀的内油路处于卸荷回流状态，此时液压油不经过有关节流装置而直接回油箱。本高压水激振射流铸件清砂机的高压水密封结构为O形圈和密封环重叠装配在密封沟槽内，密封环在O形圈的作用下受到预压缩，随着密封面介质压力的提高，O形圈进一步的压缩，使得密封表面上的压力永远大于介质的压力，以此达到密封的目的。密封内圈和外环采用高分子材料，高分子材料加填充剂或高分子材料加编织物制成。被清铸件用大型吊运装置安放在回转承送车上，回转承送车可以水平自动回转360°。当高压水激振射流铸件清砂机开始清砂时，高压泵将水箱中的常压水抽出，并加压，通过电液控制柜压入高压水激振射流喷射器，最后由喷咀喷出并以高速度射向铸件，由于垂直升降机构的上、下运动，水平伸缩机构的前后运动及全方位偏摆机构的多方位复合运动，加之回转承送车的大回转，使喷射装置对准铸件的任一角度，任一位置进行高效清砂，将砂型及砂芯破碎剥落，流入砂浆池中。高压水激振射流是在积累了大量的普通高压水连续射流切割破碎固体材料的参数基础上遂步认识高压水射流的破碎规律后，形成的高压水射流新类型。无论在理论上，还是在实践中都表明在等能量条件下，高压水激振射流与普通连续射流相比，可提高破碎效率40-60%。本专利技术把高压水激振射流技术应用到铸件清砂中，改变了水射流的运动形式，减少了普通连续射流冲击靶物时的停滞载荷和水阻损失，充分地利用了射流能量。相应的机械化和自动化的设备实现了自由调节靶距，灵活跟踪靶物，从而提高了水射流的落砂效率，改善了工人的工作环境，减轻了工人的劳动强度。附图说明图1高压水激振射流器平面示意图其中1喷咀2连接螺套3连接管4稳流器10摆杆轴13连杆17偏心轴24摆杆轴连接座25滚针轴承座图2高压水激振射流器组装示意图其中5进水接头6O形密封圈7密封环8透盖9轴承10摆杆轴11滚针轴承12定位销13连杆14闷盖15键16轴承17偏心轴18外壳19轴承20闷盖21透盖22油马达23本体组件图3高压水激振射流铸件清砂机总装示意图其中26高压水激振射流器27全方位偏摆机构28水平伸缩机构29垂直升降机构30电液控制柜图4电液控制原理示意图其中31俯仰、侧偏油缸32水平伸缩油缸33垂直升降油缸34摆振通道35手动五路液压控制阀36液压油箱37电机和油泵39销闭装置40调速阀41平衡阀图5高压水激振射流铸件清砂设备示意图其中42水箱43高压水泵44高压水激振射流铸件清砂机45承送车46砂浆池47铸件实施例1喷咀1由旋在连接管3一头的连接螺套2固定在连接管3上，连接管的另一头旋在摆杆轴连接座24上，内本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用高压水射流清除铸件表面型砂和芯砂的方法，其特征在于高压水射流喷咀产生的水射流是高频微振的激振射流。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘建卡，
申请(专利权)人：北京科学技术开发交流中心，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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