去冒口錘的結構和原理

包艷青，姚繼成，宋立波

（濟南鑄造鍛壓機械研究所有限公司，山東濟南 250306）

去冒口錘的結構和原理

包艷青，姚繼成，宋立波

（濟南鑄造鍛壓機械研究所有限公司，山東濟南 250306）

在鑄造行業鑄件生產過程中，特別是大型鑄件的生產，冒口的去除一直是個難題。介紹了一種去冒口錘，闡述了其工作原理以及工作過程，其特殊構造能夠產生相當大的沖擊功打擊冒口，使鑄件冒口的去除更高效、更快捷，并且無污染、綠色環保。

冒口；沖擊功；工作原理；工作過程

0 前言

去冒口錘實際上是一種快進快排型沖擊結構。目前，公知的沖擊結構分為普通型沖擊結構和快排型沖擊結構。普通型沖擊結構前腔進氣口、排氣口面積小，沖擊時因排氣口面積小造成活塞在移動過程中需要克服很大的背壓，因而沖擊能量低；而在活塞復位的過程中，因進氣口面積小造成活塞復位緩慢，因而沖擊頻率低。快排型沖擊結構是在普通型沖擊結構的基礎上增加了快排機構，這種快排機構可以使沖擊開始時，前腔壓力快速排至大氣壓力,故不存在普通型沖擊結構中出現的前腔有較大背壓的情況。快排型沖擊結構雖然解決了普通型沖擊結構沖擊能量低的問題，但是由于不能解決前腔和儲能腔同時充氣的問題，依然存在沖擊頻率低的不足[1]。為了克服現有的普通型沖擊結構沖擊能量低、沖擊頻率低和快排型沖擊結構沖擊頻率較低，產生高沖擊能量需要充氣準備時間長的不足，本方案提供一種快進快排型沖擊結構。該快進快排型沖擊結構可以產生高沖擊能量，同時具有較短的充氣準備時間。

1 去冒口錘工作原理

本產品利用壓縮空氣儲存能量，特殊的儲能結構使儲存的壓縮空氣迅速釋放，使錘頭瞬間獲得極大的沖擊功，從而有足夠的能量將較大型的澆冒口撞掉。同時還可以保證在每次打擊完成后，使錘頭快速復位，為下一次打擊做好準備。

該設備實際上是一種快進快排型沖擊結構。在前腔增加了快速排氣閥的快排型沖擊結構基礎上，在儲能腔和尾腔之間設置內先導閥。該快進快排型沖擊結構中儲能罐套在氣缸筒外，合理地利用空間，形成了一個足夠大的儲能腔；氣缸筒后段壁上制有3排（共54個）直徑為9 mm的通孔，稱為儲能腔進氣口群，儲能腔進氣口群的面積是活塞面積的1/9，氣缸筒前段壁上制有3排（共54個）直徑為9 mm的通孔，稱為前腔排氣口群；內先導閥設置在氣缸筒內，通過封閉或打開儲能腔進氣口群控制儲能腔與尾腔的連通與否，內先導閥關閉時，儲能腔與尾腔是不相通的，可以對儲能腔和尾腔同時充氣；沖擊工作開始時，前腔的氣體通過氣缸筒壁上的前腔排氣口群，再由快速排氣閥排至大氣中，當活塞越過前腔排氣口群后，和氣缸筒之間形成封閉的空間，氣體無法排出，進而對沖擊活塞起到緩沖作用。

前腔充氣時，快速排氣閥排氣口關閉，同時內先導閥封閉儲能腔進氣口群。此時封閉了儲能腔和前腔，因此儲能腔和前腔可以同時充氣，使得快進快排型沖擊結構可在相對較短的時間里完成充氣準備。

前腔充氣到規定氣壓后，此時快速排氣閥和內先導閥同時換向，打開快速排氣閥排氣口和儲能腔進氣口群，由于快速排氣閥排氣口面積相當大，前腔壓力迅速降低到原氣壓的1/9以下，沖擊結構總成開始向前移動，儲能腔的氣體迅速進入尾腔，活塞的后端受力面積突然增加，于是活塞在很大的壓力差作用下向前迅速加速。由于快速排氣孔面積相當大，前腔氣體不會受到急劇的壓縮，因而可獲得很高的沖擊功。沖擊工作完成后，快速排氣閥和內先導閥同時換向，前腔和儲能腔再次分別充氣，完成一個工作循環。由于有一個足夠大的儲能腔和較大流通能力的前腔排氣口群以及快速排氣閥，沖擊工作開始時，前腔壓力能夠迅速降至大氣壓力，沖擊能無需克服背壓做功，實現較高的沖擊功；由于內先導閥能夠切斷儲能腔與尾腔，進而可以實現儲能腔和前腔同時充氣，這樣就縮短了沖擊結構的充氣準備時間，提高了鑄件冒口去除的使用頻率。

2 工作過程闡述

圖1是去冒口錘待命狀態結構示意圖；圖2是去冒口錘沖擊行程示意圖；圖3是去冒口錘復位行程示意圖。

圖1中，壓縮空氣經換向閥8由第一管路11同時向內先導閥第二進氣通道26、快速排氣閥第二通道17、前腔進氣口22充氣。內先導閥2處于關閉狀態，切斷了儲能罐1和尾腔；快速排氣閥7處于關閉狀態，切斷了前腔和外界的通道；沖擊結構總成4處于復位狀態。同時壓縮空氣由第三管路27一直向儲能罐1充氣，因此儲能罐1和前腔分別包含了足夠壓力的壓縮空氣。

圖2中，換向閥8換向，壓縮空氣經換向閥8由第二管路12同時向快速排氣閥第一通道16、內先導閥第一進氣通道13充氣；快速排氣閥7動作，快速排氣閥排氣口18打開，前腔內的氣體通過前腔排氣口群23，再經過快速排氣閥排氣口18排出，由于前腔排氣口群23和快速排氣閥排氣口18的流通面積大，前腔內的氣壓迅速下降；同時內先導閥2的內先導閥活塞往左動作，此時儲能罐1的氣體通過儲能腔進氣口群15，迅速進入到尾腔中，由于此時前腔的氣體已經降至一定壓力或者是接近大氣壓力，尾腔中極大的沖擊能足以使沖擊結構總成4以極大的速度沖出。當沖擊結構總成4的密封圈越過前腔排氣口群23后，前腔氣體無法排出，沖擊結構總成4與氣缸筒3形成一個封閉空間，從而對沖擊結構總成4起到緩沖的作用。

圖1 去冒口錘結構（待命狀態）

圖2 去冒口錘沖擊過程

圖3 去冒口錘復位過程

圖3 中，換向閥8復位，壓縮空氣經換向閥8由第一管路11同時向內先導閥第二進氣通道26，快速排氣閥第二通道17，前腔進氣口22充氣；其結果是內先導閥活塞往右動作，進而封閉了儲能腔進氣口群15，切斷儲能腔和尾腔的通道，尾腔第一排氣通道14和尾腔第二排氣通道25一直與大氣相通，尾腔內的殘余氣體從這兩個排氣口排出；同時快速排氣閥7動作，快速排氣閥排氣口18封閉，切斷了前腔和外界的通道；與此同時，前腔不斷的進行充氣，沖擊結構總成4在兩端壓差的作用下復位。

3 結論

該去冒口錘，使用壓縮空氣為動力，特殊的儲能構造使儲存的壓縮空氣迅速釋放，工作錘瞬間獲得極大的沖擊功，可以顯著提高鑄件生產廠在去除冒口工序上的生產效率，大大減少因冒口去除不當而產生的補焊和廢品。該產品的普及，將對提高全行業的生產效率，提高我國鑄件產品競爭能力發揮積極的作用。

[1] 北京礦務局門頭溝煤礦.一種新型沖擊氣缸[J].液壓與氣動，1977（04）:3-11.

第九屆中國鑄造質量標準論壇在上海舉辦

由全國鑄造標準化技術委員會、中國機械工程學會鑄造分會、中國鑄造協會標準工作委員會聯合主辦的第九屆中國鑄造質量標準論壇于2016年7月9—10日在上海舉辦，本屆論壇圍繞“有色合金鑄件的生產技術與質量管理”主題進行交流，來自有色合金鑄件生產企業、鑄造原輔材料供應商、鑄造檢測儀器儀表生產廠商、大專院校、科研院所和行業組織等70余名代表參加了論壇。

論壇由全國鑄造標委會壓力鑄造分技術委員會主任委員、一汽鑄造有限公司副總工程師董顯明，全國鑄造標委會秘書長葛晨光主持。

一汽鑄造有限公司副總工程師董顯明作了《國內外壓鑄鋁合金標準綜述及缸體制造技術》的報告。報告結合實際，對重要量化指標、檢測評價標準作了簡要介紹。

中國鑄造協會執行副會長兼秘書長溫平作了《成長中的中國鑄造業團體標準》的報告。

中國航發北京航空材料研究院鑄鈦技術中心副主任南海作了《鑄造鈦合金及其成形技術的發展》的報告，介紹了鑄造鈦合金和鑄造鈦鋁合金的特點和各種牌號合金的性能，論述了鑄造鈦合金和鑄造鈦鋁合金的陶瓷型、石墨型、砂型工藝和真空電弧、真空感應燈精確成形技術的發展，以及國內外航空航天用鈦合金鑄件的應用情況等。

中車戚墅堰機車車輛工藝研究所有限公司鑄造技術工程部主任徐貴寶作了《CRH308B高速動車組齒輪箱箱體的制作工藝與質量控制》的報告，介紹了CRH380B高速動車組齒輪箱箱體的結構設計，從工藝裝備、過程控制、質量檢測等方面闡述了產品質量控制措施，保證生產過程質量穩定性。

蘭州理工大學副教授胡勇作了《GH3625合金高溫摻合閥閥芯純凈化制備探究》的報告。介紹了利用真空感應重熔澆注成形的方法制備了GH3625合金高溫摻合閥閥芯，研究真空感應重熔加鈣精煉對摻合閥閥芯中雜質元素氧、氮、硫的去除作用。

中國鑄造協會副秘書長張山根作了《關于建立“有色金屬與壓力鑄造”團體標準的思考》的報告。他談到，有色合金與壓力鑄造團體標準體系應是行業內先進企業群體的先進技術、產品和管理的體現，應該堅持標準的先進性和實效性，著眼于反應行業先進企業的整體水平和行業發展趨勢，以規范和引導行業發展的正確方向。

嘉瑞集團張亞琴博士作了《鎂合金壓鑄件加工生產安全技術及廢料綠色回收技術的研究及應用推廣》的報告。報告介紹了嘉瑞集團鎂合金壓鑄件加工生產安全規范實施情況，以及回收鎂合金的品質、技術經濟指標和鎂合金回收錠在壓鑄生產中的應用等。

廣東鴻圖南通壓鑄有限公司總工程師常移遷作了《壓鑄生產安全更要注重細節》報告和《鋁合金鋅合金壓鑄生產安全技術要求》行業標準解讀，報告說明了制定《鋁合金鋅合金壓鑄生產安全技術要求》行業標準的必要性。介紹了標準的適用范圍，對壓鑄現場的安全生產方面提出了有關技術要求，規范了本行業一些基本建設條件。為政府有關部門提供了行政執法的依據，從而可逐步消除壓鑄行業長期以來的無序發展所帶來的對安全和環保的不利影響。

專家們精彩的學術報告和演講博得了與會代表的好評，給與會代表留下了深刻的印象。

（鑄造分會）

Stucture and principle of a kind of strong hammer

BAO YanQing,YAO JiCheng,SONG LiBo
(Jinan Foundry and Metalforming Machinery Research Institute,Jinan 250306,Shandong，China)

In foundries, the operation of removing risers is a tough job, especially for large castings. This paper expounds the working principle and working process of a kind of strong hammer, of which special structure releases considerable impact on reiser, make its removal more effi cient, faster, and pollution-free, green environmental protection.

riser;impact energy; working principle; working process

TG234+.1；

A；

1006-9658（2016）05-0065-03

10.3969/j.issn.1006-9658.2016.05.018

2016-03-22

稿件編號:1603-1305

包艷青（1984—），女， 工程師，碩士研究生，主要從事鑄造設備的研發工作.