CN102179507A - 三维并联振动铸造机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及振动铸造设备领域，由砂箱、振动平台、纵向振动链、横向振动链、振动电机、悬支架、弹簧、主支架和底座组成，其中：砂箱通过螺栓固定在振动平台的上安装面上；振动电机固定在振动平台的下安装面上；四个悬支架的上端与振动平台通过螺栓联接，四个悬支架的下端分别通过弹簧悬挂在主支架上；主支架固定在底座上；纵向振动链和横向振动链的上端与振动平台相联接，它们的下端都固定在底座上。本发明结构简单，纵向振动链和横向振动链互不干涉，能实现沿X、Y、Z三个方向的振动，且可通过调节振动电机和两振动链驱动源的动力参数使振动平台获得不同的振动输出，从而使砂箱中的铸型获得合适的振动激励，改善铸件的质量。

Description

三维并联振动铸造机
技术领域：
本发明涉及振动铸造设备领域，尤其涉及一种三维并联振动铸造机，可实现铸型的空间三维振动。
背景技术：
现有的金属铸件在浇注过程中，由于砂箱或铸模处于静止状态，金属液体中的气泡难以溢出，不利于夹渣的上浮和金属液体在凝固过程中的流动，尤其是中、大型钢铁铸件由于铸件整体结构壁厚差异大，常规工艺都难以保证整体均衡冷却，局部容易产生裂纹、缩松、缩孔、夹渣、晶粒粗大等缺陷，严重影响铸件产品质量的提高。特别是大型铸钢件，经无损检测，铸造缺陷尤为突出，补焊、修整工作量大，废品率偏高，加大生产成本。另外，因现有技术中浇冒口***是靠冒口的金属重量作为***压力，需要金属占有量大，所以造成整个铸造成本高。
目前现有专利也提出了一些解决方案，如申请号为200720049505.2的专利提出了一种液压振动浇铸设备的实施方案，申请号为201020117378.7的专利公布了一种利用半圆轴的离心运动产生振动的机械振动铸造机等，但这些专利所提出的振动装置都只能产生1-2个自由度的振动，且液压振动台成本较高，维护不便。传统的激振装置使用时都通过压缩弹簧或弹簧板支撑铸型，铸型的部分自由度受到约束，且振动自由度少，仅仅依靠提高振动幅度和强度(振动强度过大还可能破坏砂型)来提高振动效果的能力有限，已不能满足生产实际的需求。而对于一些型腔复杂、液态金属流动性差和铸件质量要求高的铸型以及一些中、大型钢铁铸件的铸造，迫切需要采用空间的多维振动铸造机。
本发明涉及的三维并联振动铸造机，由于能实现空间沿X、Y、Z三个方向的振动，且各振动方向的振动幅度、频率等参数可单独控制和调节，能克服现有振动铸造平台的技术缺陷。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种能实现三维振动的并联振动铸造机。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现。
一种三维并联振动铸造机，由砂箱(1)、振动平台(2)、纵向振动链(3)、横向振动链(4)、振动电机(5)、悬支架(6)、弹簧(7)、主支架(8)和底座(9)组成。其中：砂箱(1)通过螺栓固定在振动平台(2)的上安装面上；振动电机(5)固定在振动平台(2)的下安装面上；四个悬支架(6)的上端与振动平台(2)通过螺栓联接，四个悬支架(6)的下端分别通过弹簧(7)悬挂在主支架(8)上；主支架(8)固定在底座(9)上；纵向振动链(3)和横向振动链(4)的上端与振动平台(2)相联接，它们的下端都固定在底座(9)上。
所述的纵向振动链(3)由三个转动副(R1、R2、R3)、一个移动副(P1)和它们之间的连杆(L1、L2、L3)组成，连杆(L1)通过转动副(R1)和振动平台(2)相联接，连杆(L1)通过转动副(R2)和连杆(L2)相联接，连杆(L2)通过转动副(R3)和连杆(L3)相联接，连杆(L3)通过移动副(P1)和底座(9)相联接，且转动副(R1、R2、R3)的轴线与移动副(P1)的轴线相平行；所述的横向振动链(4)由三个转动副(R4、R5、R6)、一个移动副(P2)和它们之间的连杆(L4、L5、L6)组成，连杆(L4)通过转动副(R4)和振动平台(2)相联接，连杆(L4)通过转动副(R5)和连杆(L5)相联接，连杆(L5)通过转动副(R6)和连杆(L6)相联接，连杆(L6)通过移动副(P2)和底座(9)相联接，且转动副(R4、R5、R6)的轴线与移动副(P2)的轴线相平行；纵向振动链(3)的移动副(P1)的轴线和横向振动链(4)的移动副(P2)的轴线相垂直，且移动副(P1、P2)为机构的主动副。
在横向振动链(4)的移动副(P2)上加激振力，即可产生横向(X向)振动；在纵向振动链(3)的移动副(P1)上加激振力，即可产生(Y向)振动；而垂直方向(Z向)上的振动由两台振动电机(5)提供。
本发明结构简单，装配、调整、维护简单易行，能实现沿X、Y、Z三个方向的振动，且三个方向的振动相互独立，互不干涉，还可通过调节振动电机和两振动链驱动源的动力参数使振动平台获得不同的振动输出，从而使砂箱中的铸型获得合适的振动激励，改善铸件的质量。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2为纵向振动链的结构示意图；
图3为横向振动链的结构示意图；
图中：1.砂箱；2.振动平台；3.纵向振动链；4.横向振动链；5.振动电机；6.悬支架；7.弹簧；8.主支架；9.底座。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和图示，进一步阐述本发明。
如图1所示，一种三维并联振动铸造机，由砂箱1、振动平台2、纵向振动链3、横向振动链4、振动电机5、悬支架6、弹簧7、主支架8和底座9组成。其中：砂箱1通过螺栓固定在振动平台2的上安装面上；振动电机5固定在振动平台2的下安装面上；四个悬支架6的上端与振动平台2通过螺栓联接，四个悬支架6的下端分别通过弹簧7悬挂在主支架8上；主支架8固定在底座9上；纵向振动链3和横向振动链4的上端与振动平台2相联接，它们的下端都固定在底座9上。
如图2和图3所示，所述的纵向振动链3由三个转动副R1、R2、R3，一个移动副P1和它们之间的连杆L1、L2、L3组成，连杆L1通过转动副R1和振动平台2相联接，连杆L1通过转动副R2和连杆L2相联接，连杆L2通过转动副R3和连杆L3相联接，连杆L3通过移动副P1和底座9相联接，且转动副R1、R2、R3的轴线与移动副P1的轴线相平行；所述的横向振动链4由三个转动副R4、R5、R6，一个移动副P2和它们之间的连杆L4、L5、L6组成，连杆L4通过转动副R4和振动平台2相联接，连杆L4通过转动副R5和连杆L5相联接，连杆L5通过转动副R6和连杆L6相联接，连杆L6通过移动副P2和底座9相联接，且转动副R4、R5、R6的轴线与移动副P2的轴线相平行；纵向振动链3的移动副P1的轴线和横向振动链4的移动副P2的轴线相垂直，且移动副P1和P2为机构的主动副。
在横向振动链4的移动副P2上加激振力，即可产生横向(X向)振动；在纵向振动链3的移动副P1上加激振力，即可产生Y向振动；而垂直方向(Z向)上的振动由两台振动电机5提供。纵向振动链3和横向振动链4的移动副P1、P2的动力可由直线电机、电动缸、伺服液压缸或由旋转电机驱动直线往复机构(如曲柄滑块机构、齿轮齿条机构等)提供。
工作时，先将铸型固定在砂箱1内，在铸型的四周填满保温砂，然后根据铸件的材料、形状、数量和振动平台2上的总负载量和浇注过程中的不同阶段等确定振动的自由度数、激振力大小、振动幅度、振动频率和振动时间等参数，再调节横向振动链4的移动副P2上的动力，纵向振动链3的移动副P1上的动力以及调节产生Z向振动的振动电机5的偏心块夹角。根据所浇注金属的特性和铸件形状等确定起振时刻，启动振动铸造机使铸型获得合适的激振，增强液态金属的流动性，使晶粒细化并均匀分布，减少缩孔、缩孔、夹渣，消除铸造应力，从而改善铸件质量。振动完成后，关闭各方向激振动力，使铸型在砂箱1中保持一段时间，然后再取出铸型，清理铸件。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种三维并联振动铸造机，由砂箱(1)、振动平台(2)、纵向振动链(3)、横向振动链(4)、振动电机(5)、悬支架(6)、弹簧(7)、主支架(8)和底座(9)组成，其特征在于：所述的砂箱(1)通过螺栓固定在振动平台(2)的上安装面上；振动电机(5)固定在振动平台(2)的下安装面上；四个悬支架(6)的上端与振动平台(2)通过螺栓联接，四个悬支架(6)的下端分别通过弹簧(7)悬挂在主支架(8)上；主支架(8)固定在底座(9)上；纵向振动链(3)和横向振动链(4)的上端与振动平台(2)相联接，它们的下端都固定在底座(9)上。
2.根据权利要求1所述的三维并联振动铸造机，其特征在于：所述的纵向振动链(3)由三个转动副(R1、R2、R3)、一个移动副(P1)和它们之间的连杆(L1、L2、L3)组成，连杆(L1)通过转动副(R1)和振动平台(2)相联接，连杆(L1)通过转动副(R2)和连杆(L2)相联接，连杆(L2)通过转动副(R3)和连杆(L3)相联接，连杆(L3)通过移动副(P1)和底座(9)相联接，且转动副(R1、R2、R3)的轴线与移动副(P1)的轴线相平行。
3.根据权利要求1所述的三维并联振动铸造机，其特征在于：所述的横向振动链(4)由三个转动副(R4、R5、R6)、一个移动副(P2)和它们之间的连杆(L4、L5、L6)组成，连杆(L4)通过转动副(R4)和振动平台(2)相联接，连杆(L4)通过转动副(R5)和连杆(L5)相联接，连杆(L5)通过转动副(R6)和连杆(L6)相联接，连杆(L6)通过移动副(P2)和底座(9)相联接，且转动副(R4、R5、R6)的轴线与移动副(P2)的轴线相平行。
4.根据权利要求1、2、3所述的三维并联振动铸造机，其特征在于：所述的纵向振动链(3)的移动副(P1)的轴线和横向振动链(4)的移动副(P2)的轴线相垂直，且移动副(P1、P2)为机构的主动副。
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