姚繼成，郝連濤，盧 軍，包艷青(.濟(jì)南鑄造鍛壓機(jī)械研究所有限公司，山東濟(jì)南 50306；.中國(guó)鑄造機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)，山東濟(jì)南 50306）

粘土砂混砂機(jī)帶載可靠性考核試驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)

姚繼成1，郝連濤1，盧 軍2，包艷青1
(1.濟(jì)南鑄造鍛壓機(jī)械研究所有限公司，山東濟(jì)南 250306；2.中國(guó)鑄造機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)，山東濟(jì)南 250306）

介紹了粘土砂混砂機(jī)可靠性的基本概念、試驗(yàn)原則及混砂機(jī)帶載可靠性考核平臺(tái)的建設(shè)。帶載考核平臺(tái)能夠?qū)焐皺C(jī)進(jìn)行可靠性研究，為企業(yè)提供可靠性試驗(yàn)方法，使企業(yè)在產(chǎn)品可靠性提高方面有統(tǒng)一的理論依據(jù)。

混砂機(jī)；可靠性；試驗(yàn)平臺(tái)。

1　混砂機(jī)可靠性平臺(tái)建設(shè)的重要性

據(jù)中國(guó)鑄造協(xié)會(huì)2014年年會(huì)統(tǒng)計(jì)，2013年我國(guó)鑄件產(chǎn)量達(dá)到4 450萬(wàn)t，其中約3 000萬(wàn)t鑄件采用粘土砂鑄造工藝生產(chǎn)而成。粘土砂混砂機(jī)是砂處理工部中的主機(jī)設(shè)備，其可靠性直接影響型砂質(zhì)量，進(jìn)而影響鑄件的質(zhì)量和和產(chǎn)量。

雖然我國(guó)不久前出臺(tái)了混砂機(jī)可靠性試驗(yàn)方法的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JB11558—2013），但迄今為止，國(guó)內(nèi)尚未具有能夠使混砂機(jī)出廠前進(jìn)行帶載考核的平臺(tái)。僅靠出廠前的空載運(yùn)行無(wú)法反映混砂機(jī)實(shí)際的工作狀況；并且在用戶現(xiàn)場(chǎng)因受人員、時(shí)間等條件的限制，也無(wú)法全面掌握混砂機(jī)的各項(xiàng)可靠性指標(biāo)，這也是我國(guó)同類產(chǎn)品的質(zhì)量水平比國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家差距甚遠(yuǎn)的主要原因。所以，建設(shè)混砂機(jī)帶載可靠性考核平臺(tái)，對(duì)提升我國(guó)混砂機(jī)的質(zhì)量水平具有重大意義。

2　混砂機(jī)可靠性指標(biāo)的基本概念

2.1可靠性指標(biāo)

混砂機(jī)的可靠性指標(biāo)為當(dāng)量平均無(wú)故障工作時(shí)間（當(dāng)量故障MTBF），也就是試驗(yàn)期內(nèi)樣機(jī)累積工作時(shí)間除以該時(shí)間內(nèi)發(fā)生的當(dāng)量故障數(shù)。計(jì)算公式如下：式中，Ti為試驗(yàn)期內(nèi)樣機(jī)累積工作時(shí)間， h；rdi為試驗(yàn)期內(nèi)樣機(jī)累積當(dāng)量故障數(shù)，次。

2.2故障分類及當(dāng)量故障數(shù)（表1）

表1　故障分類及當(dāng)量故障數(shù)

故障分類及當(dāng)量故障數(shù)見(jiàn)表1。

表1中，修復(fù)時(shí)間是指故障發(fā)生后所進(jìn)行的故障部位的查找、故障件拆卸和修理（或更換替換件）、重新安裝調(diào)整等所耗時(shí)間的總和，即為排除故障所進(jìn)行的有效工作時(shí)間。等候時(shí)間或修復(fù)后的效果試驗(yàn)時(shí)間不計(jì)入修復(fù)時(shí)間，但如果修復(fù)后未恢復(fù)其原有功能，則重新修復(fù)所用時(shí)間與前次修復(fù)時(shí)間合并計(jì)算。

在計(jì)算每臺(tái)樣機(jī)的累積當(dāng)量故障數(shù)rdi時(shí)，應(yīng)計(jì)算Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ類故障，按公式（2）計(jì)算：

式中，nij為試驗(yàn)期內(nèi)樣機(jī)第j類故障次數(shù)；εj為第j類故障的當(dāng)量數(shù)。

3　試驗(yàn)原則

（1）每臺(tái)樣機(jī)在試驗(yàn)期間的累積相關(guān)試驗(yàn)時(shí)間不應(yīng)少于600 h，該時(shí)間不包括受試樣機(jī)的空載時(shí)間、維修時(shí)間和停機(jī)時(shí)間

（2）試驗(yàn)期間如發(fā)生Ⅰ類故障，則停止該樣機(jī)的試驗(yàn)和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，以此時(shí)累積的實(shí)際工作時(shí)間參與數(shù)據(jù)處理，不再進(jìn)行試驗(yàn)。

4　混砂機(jī)帶載可靠性考核平臺(tái)

4.1項(xiàng)目來(lái)源

針對(duì)混砂機(jī)可靠性的重要性及國(guó)內(nèi)尚未有該設(shè)備出廠前帶載考核平臺(tái)的現(xiàn)狀，濟(jì)南鑄造鍛壓機(jī)械研究所有限公司于2012年申請(qǐng)了中國(guó)機(jī)械工業(yè)集團(tuán)公司科技基金項(xiàng)目，于2014年研發(fā)建成了“混砂機(jī)帶載可靠性考核平臺(tái)”。

4.2項(xiàng)目目標(biāo)

建設(shè)一套可滿足生產(chǎn)率160 t/h以下規(guī)格混砂機(jī)的帶載考核平臺(tái)（圖1），混砂機(jī)在該平臺(tái)上可進(jìn)行600 h的帶載可靠性試驗(yàn)。

4.3項(xiàng)目?jī)?nèi)容

（1）混砂機(jī)：被考核的主體。

（2）砂溫冷卻系統(tǒng)：包括振動(dòng)沸騰冷卻機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)及舊砂自動(dòng)增濕裝置。

混砂機(jī)在帶載考核過(guò)程中，高能轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)并循環(huán)攪拌，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)砂溫越來(lái)越高，最后無(wú)法進(jìn)行持續(xù)考核。所以該平臺(tái)要具有砂溫冷卻系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)砂子冷卻增濕。

（3）混砂機(jī)自動(dòng)配料裝置：包括砂電子秤、水電子秤、砂子溫度濕度檢測(cè)裝置。實(shí)現(xiàn)對(duì)舊砂水分及溫度自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)配料。

圖1　混砂機(jī)帶載考核平臺(tái)

（4）除塵系統(tǒng)：包括除塵器、露點(diǎn)及溫度檢測(cè)檢測(cè)儀、加熱爐（防止管道結(jié)露導(dǎo)致管道堵塞）、風(fēng)機(jī)、電機(jī)及除塵管道的非標(biāo)鋼結(jié)構(gòu)。實(shí)現(xiàn)對(duì)配套冷卻器及主要揚(yáng)塵點(diǎn)進(jìn)行除塵。

圖2　帶載考核平臺(tái)監(jiān)控畫面

（5）機(jī)運(yùn)設(shè)備：包括皮帶機(jī)和斗提機(jī)。實(shí)現(xiàn)物料的運(yùn)輸和周轉(zhuǎn)。

（6）電控系統(tǒng)：包括控制柜、工控機(jī)、操作臺(tái)、攝像系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)設(shè)備自動(dòng)化、智能化控制；并能監(jiān)視混砂機(jī)內(nèi)部運(yùn)轉(zhuǎn)情況。帶載考核平臺(tái)監(jiān)控畫面見(jiàn)圖2。

（7）非標(biāo)鋼結(jié)構(gòu)：安裝以上設(shè)備需要的非標(biāo)鋼結(jié)構(gòu)。

4.4技術(shù)關(guān)鍵和技術(shù)難點(diǎn)

（1）混砂機(jī)在帶載高速循環(huán)混碾考核過(guò)程中，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)砂溫越來(lái)越高，型砂性能降低，最后導(dǎo)致設(shè)備考核無(wú)法進(jìn)行，所以砂溫的冷卻是該項(xiàng)目的技術(shù)關(guān)鍵和難點(diǎn)。

（2）該平臺(tái)在裝配車間有限的高度和面積情況下，所有設(shè)備要滿足最大生產(chǎn)率160 t/h的型砂進(jìn)行連續(xù)循環(huán)是該項(xiàng)目的另一技術(shù)關(guān)鍵。

5　結(jié)束語(yǔ)

帶載考核平臺(tái)的建設(shè)和運(yùn)行，能夠?qū)焐皺C(jī)進(jìn)行可靠性研究，為企業(yè)提供了可靠性試驗(yàn)方法，使企業(yè)在產(chǎn)品可靠性提高方面有統(tǒng)一的理論依據(jù)；可以與國(guó)際先進(jìn)水平的產(chǎn)品進(jìn)行比較，通過(guò)關(guān)鍵指標(biāo)、實(shí)際數(shù)據(jù)的對(duì)比情況，找出差距，使我們?cè)诨焐皺C(jī)零部件結(jié)構(gòu)、工藝材料等方面有不斷改善提高，進(jìn)而使我國(guó)混砂機(jī)裝備在盡可能短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

［1］ 張才元. 從輾輪混砂機(jī)到轉(zhuǎn)子混砂機(jī)［J］.中國(guó)鑄造裝備與技術(shù)，1991（6）.

［2］ 林尤棟，袁中獄，談志國(guó).S114輾輪式混砂機(jī)改造的研究［J］；中國(guó)鑄造裝備與技術(shù)，1987（1）.

［3］ 姚繼成，盧軍，等.JB/T 11558-2013，粘土砂混砂機(jī)可靠性試驗(yàn)方法［S］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014.

業(yè)界資訊 Information

濟(jì)南園博園巨型孔子銅像

濟(jì)南園博園國(guó)際文化產(chǎn)業(yè)區(qū)位于山東省濟(jì)南市，占地約1000×666.7 m2，擬規(guī)劃建筑面積80余萬(wàn)平方米，在園區(qū)規(guī)劃藝術(shù)創(chuàng)意區(qū)、交流展示區(qū)、藝術(shù)交易區(qū)、教育培訓(xùn)區(qū)、現(xiàn)代生活區(qū)5個(gè)功能區(qū)。將吸引國(guó)家及省雕塑家協(xié)會(huì)、美術(shù)協(xié)會(huì)、藝術(shù)機(jī)構(gòu)等參與，結(jié)合園博園國(guó)際會(huì)展中心，建設(shè)包含孔子廣場(chǎng)、畫家工作室、雕塑創(chuàng)作室、創(chuàng)作基地、藝術(shù)館、美術(shù)館、藝術(shù)交流中心、演藝中心等內(nèi)容的綜合性產(chǎn)業(yè)區(qū)。其中，孔子廣場(chǎng)占地約20×666.7 m2，將以2014年7月21日落成的高達(dá)38 m的青銅孔子銅像為標(biāo)志，配套建設(shè)約3000平方米的地下展廳。

孔子銅像，青銅鑄造，由中國(guó)美術(shù)家協(xié)會(huì)副主席、中國(guó)美術(shù)館館長(zhǎng)、中國(guó)雕塑院院長(zhǎng)、著名雕塑家吳為山雕塑設(shè)計(jì)。孔子銅像以孔子站姿為造型，面部表情“溫而厲，威而不猛，恭而安”，長(zhǎng)髯垂胸，衣袂飄飛，雙手合于胸前，目視遠(yuǎn)方，身體左側(cè)佩戴有一把寶劍。雕像身體部分以簡(jiǎn)樸、概括的手法，將人體的結(jié)構(gòu)融入自然的山石形態(tài)當(dāng)中，似巨石，似高山，氣勢(shì)磅礴，古樸雄渾，巍然一座中國(guó)文化泰山。在藝術(shù)表現(xiàn)手法方面，雕塑家吳為山為了塑造孔子參照了中國(guó)的石窟雕塑，在主體與客體之間找到平衡，在人與自然的和諧中獲得靈感意向?？鬃用鎺Т猴L(fēng)，慈愛(ài)滿懷，智者仁相，巍然成山，文化與與自然的雙重意象使得孔子塑像古今相融，是孔子形象的震撼佳作。

孔子銅像，采用三維套圈石膏型放樣技術(shù)進(jìn)行放樣，2013年8月6日開(kāi)始在山西鑄造，2014年3月進(jìn)場(chǎng)安裝，7月安裝結(jié)束?？鬃鱼~像表面著色采用古銅色偏棕的復(fù)色色系。這是一種青銅雕塑的表面冷著色工藝。分別配制硫化鈉和硫酸銅溶液，采用浸泡或噴灑的方式對(duì)雕塑表面進(jìn)行操作，而后用清水沖洗并用擦洗沙擦拭，以上程序根據(jù)著色要求可進(jìn)行一遍或數(shù)遍，形成均勻的或深或淺的古銅色效果，最后用保護(hù)漆保護(hù)。古銅色偏棕的復(fù)色效果很好地提升了雕塑的情感表達(dá)和藝術(shù)感染，峻如蒼巖，樸拙壯美。濟(jì)南國(guó)際園博園巨型孔子銅像是人文造像的又一經(jīng)典。(劉建璐 報(bào)道）

Construction of the Platform for on Load Reliability Assessment Test of the Green Sand Mixers

YAO JiCheng1，HAO LianTao1，LU Jun2，BAO YanQing1
（1.Jinan Foundry & Metalforming Machinery Research Institute Co.Ltd.，Jinan 250306，Shandong，China；2.China Foundry Machinery Standardization Committee ，Jinan 250306，Shandong，China）

The basic concept and test principle of reliability of green sand mixers in this paper， which construction of the platform for on load reliability assessment test have been introduced. Through the platform to proceed reliability assessment test of the green sand mixers，by using which could provide reliability test method and experimental data for enterprise and make it has the unifi ed theoretical basis in the fi eld of improving product reliability.

Green sand mixers；Reliability；Test platform.

TG231.2;

A；

1006－9658（2015）02-0037-03

10.3969/j.issn.1006—9658.2015.02.011

中國(guó)機(jī)械工業(yè)集團(tuán)公司機(jī)械工業(yè)發(fā)展基金項(xiàng)目（編號(hào)：SINOMACH 12科169號(hào)）

2014-12-26

稿件編號(hào)：1412-742

姚繼成（1964—），高級(jí)工程師，從事鑄造機(jī)械設(shè)計(jì)、應(yīng)用.