球鐵電梯轉子鑄造工藝改進研究

李崗

【摘 要】電梯轉子是電梯使用中的重要配件，保證電梯轉子的質量對于電梯安全來說有著非常重要的意義。從目前的分析研究來看，電梯轉子的鑄造工藝對其質量有著重要的影響，所以分析鑄造工藝存在的問題并對其進行改善十分必要。從現階段的具體分析來看，球鐵電梯轉子原采用呋喃樹脂砂進行生產，此種生產方式存在縮松和夾渣缺陷。對生產工藝的缺陷進行分析并在此基礎上改進工藝，有效地解決了問題，提升了鑄件成品率和生產的效率，實現了生產成本的降低。

【關鍵詞】球鐵電梯轉子；鑄造工藝；改進

【中圖分類號】TG255 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2018）02-0072-02

轉子在電梯的運行當中發揮著重要的作用，保證轉子的質量對于電梯安全性的提升有著重要的意義。從目前的分析來看，轉子鑄件的安全性能要求比較高，所以在生產的過程中，要嚴格地執行標準，不允許存在任何缺陷。但是目前的生產工藝，其本身的完整性存在問題，所以鑄件的缺陷也比較嚴重。為了改善鑄件現狀，分析其問題產生的原因并對其進行改進具有現實意義。

1 球鐵電梯轉子鑄造工藝改進的必要性分析

電梯轉子是電梯利用中的重要零部件，其應用效果會影響電梯的使用安全，所以對其鑄造工藝做分析研究十分必要。從現階段的具體分析來看，球鐵電梯轉子鑄造工藝要進行優化主要是出于以下2個方面的需要。

1.1 質量化生產的需要

從現階段的具體分析來看，電梯在使用過程的故障多發使得人們對電梯本身的運行質量有了更為密切的關注，在人們的普遍要求下，提升電梯自身配件的質量勢在必行。電梯轉子作為影響電梯安全性的重要零部件，其鑄造工藝問題會導致轉子品質的下降，這對于電梯質量的提升十分不利。所以，在高標準的零部件生產要求下，電梯轉子的生產鑄造工藝優化成為提升轉子質量的重要途徑。簡而言之，球鐵電梯轉子鑄造工藝改進是電梯本身質量提升的必然要求，是行業發展的必然進步。

1.2 成本控制的需要

從成本控制的角度來看，球鐵電梯轉子生產工藝的改進可以更有效地節約成本。簡單來說，目前的球鐵電梯轉子在具體的生產中，因為工藝的影響，材料的消耗比較大，產品的質量也無法實現進一步的上升，所以從整體上來看，目前使用的工藝會造成生產成本的大量增加。這不僅不利于企業的發展，與綠色經濟發展的主題也相悖，所以必須對生產工藝做改進。簡而言之，在綠色經濟發展的大背景下，出于生產資料消耗控制的生產成本的控制需要，進行球鐵電梯轉子鑄造工藝改進十分的必要。

2 鑄件結構及技術要求

從目前的具體分析來看，電梯的轉子呈圓盤形的結構，其標準鑄件的材料牌號是QT500-7，轉子的凈重是100 kg。對轉子結構進行分析，其最大的輪廓尺寸是φ520 mm×255 mm，主要的壁厚標準是26 mm。對鑄件的化學成分進行分析，其中的碳含量要求在3.6%～3.7%，硅含量要求在2.6%～2.7%，錳含量要求在0.35%～0.45%，磷的含量要求不大于0.06%，硫的含量要求不大于0.02%，鎂的含量要求在0.03%～0.05%，錸的含量要求在0.01%～0.02%，鉻的含量要求不大于0.1%。對轉子的力學要求進行分析，其抗拉強度要在500 MPa以上，屈服度也要大于300 MPa，伸長率要大于7%，硬度要維持在170～230 HB。只有保持以上的標準，轉子的安全性才能得到保障。此外，為了使得轉子的性能更加突出，需要對其做退火熱處理。

3 原生產工藝及存在的問題

從球鐵電梯轉子的具體生產來看，其鑄件有固定的工藝，以下對其工藝進行具體分析和闡述。

3.1 原生產工藝

從轉子的原工藝分析來看，其造型采用的是呋喃樹脂砂，工藝采用的是頂注側邊澆冒口。整個生產過程的澆鑄采用的是封閉式的澆鑄系統，直澆道截面積的尺寸為φ45 mm，橫澆道的截面尺寸為35/40 mm×40 mm。整個系統設有側邊澆冒口1個，出氣冒口3個，橫澆道保持上下連接的狀態，放置75 mm×75 mm，方孔口徑為2.0 mm的硅酸鋁耐火纖維過濾網，孔軸由呋喃樹脂砂芯形成。原工藝當中使用到的鐵液化學成分如下：碳含量為3.75%～3.85%，硅含量為1.6%～1.7%，錳含量為0.35%～0.45%，磷的含量不大于0.06%，硫的含量不大于0.025%，鉻的含量要求不大于0.1%。采用中BaSi高效孕育劑加倒包孕育，孕育的劑量維持在0.6%～0.7%。采用球化劑進行單鑄試塊的澆鑄，在澆鑄時溫度要維持在1 350～1 380 ℃，澆鑄的時間為20～30 s。

3.2 存在的問題

從原生產工藝的具體分析來看，采用頂注側邊澆冒口的工藝雖然能夠保證鑄件具有較好的補縮效果，工藝出品的效率也比較高，但是鑄件軸孔下端熱節處的冷卻十分緩慢，對其進行加工后發現該熱節很容易產生縮松缺陷。此外，采用纖維過濾網的效果也比較差，鑄件夾渣的缺陷比較突出，尤其是鑄件的上端，加工滾齒處夾渣的廢品率比較高，嚴重時廢品率能達到50%，嚴重地影響了材料的利用率，對生產成本的控制十分不利。采用呋喃樹脂砂進行生產，不僅生產的效率比黏土砂低，整體生產的成本比較高，對于批量生產和客戶需求的滿足十分不利。

4 工藝優化及生產驗證

從上述的分析來看，原生產工藝不僅會使得鑄件發生比較顯著的質量問題，還不利于生產企業經濟效益的提升，所以在總結問題的基礎上進行工藝的優化十分必要。以下便是工藝優化的具體分析。

4.1 優化方案

針對呋喃樹脂砂生產的缺陷，采用KS70開式的自動濕黏土砂進行造型生產，砂箱的內廓采用上下型的方式，標準統一為700 mm×800 mm×220 mm。分型的面位置確定在鑄件上沿下100 mm的地方，這樣可以保證下箱能夠有足夠的吃砂量。整個工藝采用中注側邊澆冒口，軸孔芯由灰鑄鐵鐵芯代替原來的樹脂芯。原工藝中的過濾纖維效果較低，所以采用泡沫陶瓷過濾片進行澆鑄，整個澆鑄還是采用封閉澆鑄系統。在澆鑄中，直澆道使用φ40 mm的彈簧澆口杯，橫澆道依然采用上下搭接的方式，在直澆道下進行φ90 mm×22 mm的泡沫陶瓷過濾片。在具體的澆鑄中，設置一個側邊澆冒口，在澆口的對面設置一個出氣溢流冒口，另外設置6個出氣針，在軸孔上端進行2個出氣針的設置，為了避免出現橫澆道抽吸冒口鐵液的現象，利用扁平澆道進行冒口連接。在球狀電梯轉子造型的時候，采用ZD0806J多觸頭鎮壓造型機。

4.2 生產驗證

生產工藝進行改進后，為了判斷改進工藝是否具有較好的效果，需要對其進行基本的驗證。從驗證的結果來看，采用自動造型線、側邊澆冒口及泡沫陶瓷過濾澆鑄工藝，軸孔利用鐵芯進行激冷，有效地消除了該部位存在的縮松現象和夾渣缺陷的問題。利用此種工藝，鑄件的成品率和生產效率都有了明顯的提升。從具體的數據分析來看，改進后的工藝其出品率達到了83%，鑄件的合格率達到了98%，而且自動造型的速度是50型/h，按照每天8 h的工作時間計算，其可以生產轉子400只，這實現了轉子批量生產的需求。

4.3 綜合效果分析

從上文的生產驗證分析來看，在進行生產工藝優化之后取得了2個明顯的效果：首先，生產的產品合格率得到有效的提升，這說明在生產的過程中材料的利用率獲得了極大的提升，過去因為殘次品較多導致的材料浪費情況得到了有效的控制。其次，生產工藝改進后，轉子的批量生產得以實現，可以有效地降低轉子生產的成本，換言之，轉子的批量生產提升了生產的效率，提高了企業的效益。綜合來講，球鐵電梯轉子生產工藝的改進無論是對于企業的發展還是電梯行業的質量進步都有著重要的意義。

5 結語

球鐵電梯轉子的原生產工藝缺陷明顯，不僅產品生產的效率較低，資源浪費情況也比較嚴重，分析原因對其進行改善后，生產效率明顯提升，質量也有了顯著的提高，這對于轉子的質量化、安全性和經濟性的提升幫助巨大。在綠色經濟發展的大背景下，轉子生產工藝的改進無疑是追求經濟發展潮流的措施，而這種措施對于企業的進步來講具有重要的幫助，所以需要堅持這一措施的實施。

參 考 文 獻

[1]紀漢成.球鐵電梯轉子鑄造工藝改進[J].現代鑄鐵，

2015，35（2）：73-75.

[2]陳盛龍，張科峰.球墨鑄鐵高速轉子鑄造生產工藝的改進[J].中國鑄造裝備與技術，2014（6）：14-16.

[3]徐雙龍，曹獻群，管文浩，等.基于Anycasting的灰鐵轉子座缺陷預測及優化[J].特種鑄造及有色合金，2013，

33（7）：629-632.