探究渣浆泵叶轮铸造工艺的改进措施

1、探究渣浆泵叶轮铸造工艺的改进措施 摘 要：伴随着科学的进步，各类机械逐渐取代人力，各行业逐渐采用机械化设备进行生产经营活动。渣浆泵是广泛应用于矿山和水电行业的机械部件，主要用于运输固液混合物料，目前应用较为广泛的是离心式渣浆泵，其工作原理是通过电动机供应动力，致使叶轮产生高速运转，产生离心力，将叶轮中心部分的空气抽空形成真空区域，运用气压或者是水压差将固液混合物料压入运输管道之中。因此，叶轮是渣浆泵结构中的一个重要部分，叶轮的质量将会影响渣浆泵的工作效率及使用寿命等等。 关键词：渣浆泵 叶轮 铸造工艺 措施 渣浆泵是目运输固液混合物料的主要器械，其制作及设计主要是基于对固液混合物料的运输方面的综合考虑。目前应用较为广泛的渣浆泵属于离心式渣浆泵，其工作原理是依靠叶轮高速飞转形成离心力，创造真空区域，利用管道内外的气压差或者水压差将物质压入运输管道内。因此，可以得出一个结论，那就是叶轮是目前离心式渣浆泵的核心部件，叶轮的质量是渣浆泵工作效率的和使用寿命的关键，叶轮的大小、材质、制作工艺都和渣浆泵的工作情况紧密联系在了一起。本文通过对原来的叶轮铸造工艺进行研究后总结出原有工艺的不足之处，并相

2、对应的提出了改进措施及建议。 1.渣浆泵的叶轮结构 渣浆泵的主体结构为叶轮，是渣浆泵进行工作的主要结构部件，按照叶轮的盖板情况大致上可以将叶轮分为封闭式、敞开式和半敞开式三种类型。封闭式叶轮是由叶片、前盖板以及后盖板组成；敞开式的叶轮是只具有叶片，而没有完整的盖板；半敞开式叶轮是只有后盖板，不具有前盖板。在目前的离心式渣浆泵中多数是应用封闭式的叶轮，此种叶轮的效率较高，但是相应的制造难度也相对较大，并且叶片较多。 渣浆泵由于类型较多，但其叶轮的制作在技术上有一定的规定及标准。照常理来说叶轮的铸件最大的直径1.2米，整体的高度应该为40.5厘米，而起流道的相对高度则为15厘米，前后盖板的厚度是一样的，是6厘米。若是算上前后盖板上的小叶片的话，整个叶轮共有15片叶片，主叶片是五片，按照规定其厚度为8厘米，另外的十片就是位于前后盖板上的小的副叶片了。对于叶轮的制作材料按照规定应为Cr铸铁，在铸件技术又有着严格的要求，类似于缩孔、缩松等情况的缺陷是不能出现的，在铸造上一定要达到要求。 2.叶轮铸造的生产工艺 渣浆泵叶轮的制造工艺较为复杂，其生产工艺细化可以分成造型、型面的区分、浇注系统设计、冒

3、口设计、浇注工艺等五部分，每个部分的铸造要求和铸造工艺都不相同，以下对于这五个部分进行简单的介绍。 2.1造型工艺 使用材料进行叶轮模型的锻造，主要是根据设计要求锻造一个模子，然后运用该模子进行浇注等后续工作。造型是整个叶轮铸造的最先行工作，想要铸造一个叶轮，首先要做的就是利用呋喃树脂砂进行叶轮造型，在造型工艺上主要是使用10T的连续混砂机对呋喃树脂砂进行混砂造型。完成造型工作后方可进行下一步制作工艺。 2.2型面的区分 分型面是叶轮铸造中一个重要的工作，模型的样子主要由型面来进行区分，分型不分模。并且进行型面的区分是确定模型型底势板的主要手段，一般来说都会将分型面选在吸入口部分的盖板中部，即是前盖板的中部，尺寸规定为17厘米x17厘米。在叶轮铸造中一般模型分型不分模，型底势板一般都是位于前盖板的中间位置。 2.3浇注系统的设计 在传统的叶轮铸造工艺当中，做完造型和分型面的工作后，接着就是对于浇注系统进行设计了，对于型号不同的叶轮其浇注方式也会有略微的变化，因此在浇筑之前都会进行浇注系统的设计，保证最后的浇注能顺利进行并达到叶轮的铸造标准。一般情况下都会采用开放式浇注系统，该系统分为上

4、下两层浇注渠道，通过六个立浇注渠道进行链接，各类浇注渠道口径的比例分为，内浇口：横浇口：直浇口=1.5：1.2：1。 2.4冒口设计部分 在对浇注系统进行确定后，就要对冒口进行设计了，冒口是后期浇注工作进行的必备条件，为了能使叶轮的铸造达到要求，在进行浇注系统的设计后，原铸造工艺会接着进行冒口设计。冒口的个数主要是根据主叶片的个数进行确定的，然后通过对于各项部件的计算后得出热节圆，冒口颈为热节圆的1.2倍左右，最后确定冒口颈的尺寸和高度。而冒口的位置应根据主叶片的位置进行确定，对准主叶片即可。 2.5浇注工艺 这是整个叶轮铸造的最后一步工艺，也是最重要的一步，浇注工艺没有做好，钱没得所有程序就等于是白做了，因此对于浇注工艺的选择和规定都具有严格化的标准。为了使叶轮的质量达到标准，完成整个叶轮铸造工作，叶轮模型浇注的温度应该严格控制在1370-1390这个范围之内，并且浇注的铁液质量应约等于1.5吨，浇注完成后三天进行打箱。整个叶轮的铸造就算完成了。 3.叶轮铸造工艺存在的不足 根据实验后我们得出，应用原有工艺进行叶轮铸造，其成品中的合格率仅有百分之五十，这就意味着每生产出一批产品，其中

5、有一半是废品，并且存在有明显的冒口根部气孔、缩孔等现象，这些是在叶轮铸造工艺中不被允许的存在。以下对目前工艺中存在的不足进行阐述和分析。 （1）盖板和主叶片的设计厚度过大，致使相交处的热节较大，加大了铁液的补缩量。按照上述的冒口设计方案进行冒口设计，虽然使得冒口颈尺寸较为科学，但是由于选择了补温型冒口，造成补缩受到了局限，补缩范围被限定在了百分之二十至百分之二十五。并且，由于铁液的流动方向从下到上的，使得冒口处的铁液温度在流动过程中有所下降，导致了补缩效果不佳。 （2）铸造中使用的精致石英砂都是由铸造人员手工进行混制，树脂的混入量难以得到精确和统一，由于是铸造人员手工混制，树脂的混入量往往会大于规定上的混入数量。并且，由于冒口根部不够紧密，在浇注时会有铁液侵入的现象，与周围的石英砂产生反应，生成气体，就会有气孔等现象出现。 （3）生产现场没有进行湿度控制。在大部分的叶轮生产现场都会装有湿度计，湿度也会对叶轮的浇注产生影响，但很多时候人们都会忽而是这一点。如果生产现场的湿度过高的话（超过百分之六十），将会使砂芯吸收空气中的水蒸气后受潮，导致树脂的发气量加大，浇注时的高温就会使得气体析出，

6、产生气孔等缺陷。 4.工艺的改进措施及建议 在对原叶轮铸造工艺存在的不足进行分析后，笔者有针对性的提出了改进的措施及建议。具体如下： （1）对于冒口颈的补缩能力有限，难以达到标准的情况，笔者认为可以将原工艺中的上层浇注渠道，改成环形浇注渠道，并于冒口处相衔接，从而提高冒口处的温度，提高补缩的效率。这样子的处理会使得叶轮的模型在浇注时，冒口颈的补缩效果得到了提高，减小了缩孔缺陷出现的几率，提高了叶轮铸造的成功率。 （2）保证铸造中使用的精致石英砂达到使用的标准，对于手工混制的石英砂应给铸造工人一个明确标准和配比方案，保证混入的树脂质量不会过大，加入量在可接受的范围之内，并且还要保证冒口根部的紧实度，防止在浇注过程中铁液入侵到石英砂的涂刷范围。还可以冒口座周围选用醇基锆石英粉进行涂刷，减小铁液和树脂反应机率，进而降低气孔缺陷情况的出现概率。 （3）对于生产现场进行湿度控制，可以对生产现场安装湿度计进行湿度检测，在湿度过高是采取湿度控制措施，将生产现场的湿度降低到砂芯不会吸潮的范围之内。并且在浇注前应对砂芯进行检测，吸潮了的砂芯不予使用或者将砂芯放在200摄氏度的热风机下进行烘烤，保证砂芯的干燥程度达标，防止出现砂芯吸潮的情况，降低树脂的出气量，从而降低气孔、缩孔的出现机率。 参考文献 1冯晓冉.渣浆泵叶轮铸造工艺的改进J.现代铸铁，2013，（03）. 2冯晓冉.渣浆泵叶轮铸造工艺的优化设计J.中国铸造装备与技术，2013，（04）.

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