[发明专利]一种电驱合模制芯机

说明书

本发明公开了一种电驱合模制芯机，包括机架、下部移动小车、上部移动小车、上芯盒提升机构、射砂单元、吹气单元，其特征在于：所述上芯盒提升机构主要由设置在机架内的四导杆立柱、分别通过四组齿轮传动机构与四导杆立柱上的齿条配合的上芯盒提升框、上芯盒伺服电机和同步机构构成；设有上压头机构，所述上压头机构位于上芯盒提升机构的上方并具有升降驱动机构，所述升降驱动机构包括至少一套由伺服电机和丝杆组成的电缸、至少一对机械连杆机构，所述电缸的输出经所述机械连杆机构作用于所述上压头机构上。本发明只采用电驱及气动控制实现制芯机的动作及功能，提升了制芯机的运动平稳性、同步性及高效性；同时，合模锁紧更为可靠。

技术领域

本发明涉及一种金属铸造装置，具体涉及一种采用电驱动实现合模的制芯机。

背景技术

制芯机是铸造行业中芯砂成型的重要设备之一，其工作原理是：制芯机驱动芯盒的各个部件合模，通过压缩空气将已经混好的芯砂射入芯盒内；随后，催化气体导入芯盒，使芯砂在短时间内硬化，达到工艺和生产要求，随后开模，芯砂从芯盒中被顶出取走。

目前，制芯机通常采用上下开合模结构，主要驱动机构由上压头机构、上部移动小车、下部移动小车、上芯盒提升机构、射头机构、吹气罩及上顶板机构等组成。现有上述机构的移动及升降以及芯盒在射砂吹气时的合模锁紧都是通过液压缸的输出力来实现的，所以现有制芯机都会配置一套复杂的液压站系统。

对于制芯机合模驱动的改进，目前都集中在液压系统的设置方面。例如，中国发明专利CN103567394A公开了一种制芯机，包括机架、工作台、工作台举升机构、下顶芯机构、下芯盒移动机构、上芯盒提升机构、射砂单元、移动吹气罩机构，所述下顶芯机构位于工作台前方，下顶芯机构与机架固定连接；所述工作台举升机构为四导杆结构，工作台两侧分别设置举升液压缸；所述下芯盒移动机构包括设置在工作台上的驱动液压缸、芯合小车和导轨。该方案通过在左右两侧设置驱动液压缸、四导向杆结构，液压缸及导向杆、导向套均布置在工作台外侧，方便了日常更换维护。

但是，由于现有制芯机的驱动主要是液压缸或液压马达来实现的，因此均存在液压系统的一些共同缺点；

(1) 由于液压系统受环境因素影响大，造成液压驱动的上部移动小车及下部移动小车动作稳定性差，需要不断的调整流量及压力参数；

(2) 制芯机上的上芯盒提升机构由于结构原因，一般有前后或左右两个液压缸同时驱动上芯盒提升框，但是现有液压控制技术很难实现两个液压缸的同步动作，所以还需要配合设计一套机械同步机构来协调两个缸的同步动作，但即使增加同步机构也保证不了实际上芯盒提升动作的同步性及定位误差<5mm，所以有时为了保证上芯盒升降能停到位不得不把液压缸的速度放慢，这又影响到了整机的动作节拍效率；

(3) 芯盒的合模保压是通过一个下压的液压缸来实现的，由于合模需要的顶紧力都要在200kN以上，则下压合模液压缸也需要很大，最终匹配的液压站系统功率很大，另外，在射砂及吹气期间，此液压缸均需要高压保压，使得整个过程能耗很大；

(4) 液压系统在运行时会产生很大的振动噪音，不利于操作人员的健康；

(5) 液压驱动的制芯机会有很多的液压管路，这些管路一旦有泄漏一方面不易察觉，另一方面泄露了液压油无法清理；

(6) 现有制芯机上压头与上芯盒的升降动作导向都是各自设计有一套4导杆机构，结构占用空间大，制造成本高。

为克服采用液压系统所导致的问题，一种想法是采用电驱动合模。但是，在制芯机中，合模时的锁定力通常要求在100KN～1000KN之间，而采用例如伺服电机配合丝杆的结构，单个丝杆的额定动载最大也就在200kN左右，并且造价非常昂贵，外型体积也很大，因此，本领域技术人员通常认为，在制芯机中采用电驱动合模是不可行的。

发明内容