李　亮，郜業(yè)見，董文波

（機械工業(yè)第一設(shè)計研究院，安徽合肥230601）

液壓鑄件清理生產(chǎn)線布置探討

李亮，郜業(yè)見，董文波

（機械工業(yè)第一設(shè)計研究院，安徽合肥230601）

以某液壓車間鑄件清理生產(chǎn)線為例，對如何保證液壓鑄件的清理質(zhì)量、提高清理各工序的機械化和自動化水平、降低工人勞動強度、改善工人勞動環(huán)境進行論述，為液壓行業(yè)鑄件清理工藝及技術(shù)提供參考。

液壓鑄件；清理質(zhì)量；機械化與自動化；勞動強度；勞動環(huán)境

液壓件作為工業(yè)的基礎(chǔ)件，使用廣泛，包括航天、航空、造船、冶金、國防軍事裝備等，特別是工程機械配套的中高壓液壓閥、液壓泵、液壓馬達等液壓元件，需求量大，功能重要，是目前發(fā)達國家控制中國工程機械行業(yè)發(fā)展的主要手段，對關(guān)鍵產(chǎn)品采取拒絕供應(yīng)，限量供應(yīng)，拖延供應(yīng)，大幅度提價等手法，使我國產(chǎn)品失去市場競爭力。高檔次液壓件產(chǎn)品多處在歐美日國家，如力士樂、歐林格爾、日本油研等公司，而我們國家的液壓民族企業(yè)，如北京華德、長江液壓、榆次液壓等，在工藝、技術(shù)、管理等方面與國際巨頭存在很大差距。大國重器中的太多裝備，其使用的液壓件不是來自國產(chǎn)品牌。液壓鑄件是液壓件的重要組成部分，其質(zhì)量雖較過去有很大提高，但普遍存在基礎(chǔ)研究薄弱、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、壽命周期短，液壓油跑冒滴漏現(xiàn)象時有發(fā)生等問題，與國際發(fā)達國家的技術(shù)水平差距較大。

由于液壓件在高壓、密封和相對摩擦運動的條件下工作，故對其鑄件毛坯內(nèi)腔表面的粗糙度和清潔度要求很高，加上內(nèi)腔結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以清理難度大，清理工藝與一般鑄件有所不同。另外，由于鑄件品種多，閥件和泵件清理特點不同，對清理工藝裝備的選擇及平面布置都有較大的影響。

本文以某液壓件鑄造車間清理線的設(shè)計為例，闡述了清理線設(shè)計思路、設(shè)備特點、改進效果，對清理工部改進中的幾個共性問題進行了探討。

1　傳統(tǒng)清理工部存在問題

鑄件清理往往不被重視，認為只要能將鑄件生產(chǎn)出來，清理靠人工打磨就能完成，鑄件越多，人員越多。鑄件后處理、清理工序，大多數(shù)企業(yè)還是以傳統(tǒng)的普通砂輪機研磨方式為主。這種方式存在著工作效率低下、勞動強度大、作業(yè)環(huán)境惡劣、安全隱患嚴重、成品質(zhì)量殘次不齊、和由此帶來的人力資源緊張諸多問題；難以與造型及澆注的高效率相適應(yīng)，嚴重影響了造型線的效率發(fā)揮。每個鑄造廠最不能看的就是清理工部，環(huán)境惡劣、勞動強度大、安全性差。目前，老的鑄造車間清理工部普遍需改進的方面如下。

1.1清理能力不足、效率低

在新建的鑄造項目中，清理車間的投資只占工藝總投資的8.6%左右，致使清理車間普遍落后。車間內(nèi)，清理的打磨工部普遍存在水平低下，設(shè)備自動化程度低，前序生產(chǎn)的鑄件堆積清理工部，完全靠人工打磨。整個車間內(nèi)只見一空殼廠房，只零星布置幾臺設(shè)備，需要設(shè)備完成的工作普遍由人工代替。由于近年人力成本上漲，普遍存在超負荷工作，清理車間內(nèi)總的來說能力不足，效率低下。

1.2工藝流程不暢

清理車間內(nèi)普遍存在的布線方式為串聯(lián)式布線，該類方式的優(yōu)點為工序庫存量少、降低生產(chǎn)成本和便于生產(chǎn)管理，但是該方式缺乏柔性，受到整個流程上每個環(huán)節(jié)的影響較大。此種方式適用于鑄件品種單一、生產(chǎn)效率不高的情況。串聯(lián)式布線經(jīng)常會由于設(shè)備故障、工人操作熟練度、各工序設(shè)備能力不匹配等因素影響，造成整個清理工部鑄件等待、積壓。更有一些布置無序，流程上迂回、轉(zhuǎn)折、返流多，不僅效率低、成本高，還造成現(xiàn)場積壓、混亂；工位器具、工裝夾具更換多，無效勞動時間長；還造成生產(chǎn)組織、管理上的困難。

1.3作業(yè)環(huán)境惡劣

粉塵多、噪音大、現(xiàn)場雜亂是老的清理車間通病。打澆冒口及打磨等都在地面上進行，拋丸機、打磨機、焊補等工序均產(chǎn)生大量粉塵，各種設(shè)備和風動工具的噪音，地面散落的鋼丸、鐵屑、工序間堆積的鑄件、來回穿梭的叉車等，整個車間缺乏通風設(shè)施，工人勞動強度大，環(huán)境差，鑄件的一致性很難保證。既危害職工安全，也造成生產(chǎn)管理混亂。

1.4勞動強度大

除拋丸、除芯及搬運采用的行車、叉車、葫蘆等機械化設(shè)備外，大量的工序還得依靠手工工具和電弧氣刨、手提或懸掛式砂輪機等半機械化設(shè)備，輥道上鑄件翻滾也由人工完成，清理工部生產(chǎn)過程中機械化和自動化的程度低，勞動強度可想而知。

2　改進措施

2.1采用的清理工藝

新設(shè)計的車間用于生產(chǎn)液壓鑄件，目前我國液壓鑄件的生產(chǎn)規(guī)?；境尸F(xiàn)出品種多，產(chǎn)量偏中小的特點。這種生產(chǎn)特點在清理工藝和對設(shè)備的要求方面都會有或多或少的影響。所以，選擇生產(chǎn)工藝必須的具有一定的靈活性，以滿足多品種生產(chǎn)的需求。為提高組織生產(chǎn)的效率，應(yīng)該做好車間工藝裝備工作以適應(yīng)多品種生產(chǎn)的需求。清理工序設(shè)計根據(jù)液壓行業(yè)的鑄件特點、生產(chǎn)性質(zhì)、前部工藝等主要生產(chǎn)因素，擬采用的清理工序如圖1所示。

圖1　液壓鑄件清理工序

2.2采用的清理生產(chǎn)線布局

現(xiàn)嘗試一種新的清理方式，清理工位及設(shè)備如圖2布置，為便于說明，將其簡化為如圖3.

2.3新的清理線物流體系分析

鑄件的清理有3條物流體系，分別是鑄件、澆冒口和廢砂。本方案最大的特點是實現(xiàn)了鑄件和廢砂周轉(zhuǎn)的半自動化。

2.3.1鑄件物流體系

本方案中帶澆冒口的鑄件由p向的一大一小兩條鱗板線過來。小件與大件分別在A與B處經(jīng)人工切割澆冒口。鑄件被檢出來成筐放置在A與B周圍，然后由叉車將成筐的鑄件運送到A1與B1處，經(jīng)過A1與B1的上料裝置進入A1與B1進行粗拋。粗拋后的工件被4S吊車放置在輥道上。A2與B2為打磨房，打磨房內(nèi)的工人可用電動葫蘆在中間的輥道上成筐取下鑄件進行打磨；打磨好的工件再成筐放在另外一側(cè)的輥道。成筐鑄件會經(jīng)過A3、B3的振動擊芯后返回原來的輥道。工人用電動葫蘆將上下兩側(cè)輥道上的成筐鑄件拿到A4、B4里進行內(nèi)腔清理，然后將清理完成的鑄件成筐放置在另一側(cè)的輥道上。最后成筐鑄件會由此輥道進入A5和B5進行精拋。精拋完成的工件會由叉車運到鑄件暫存區(qū)。至此，鑄件的整個清理工序完成。整個清理過程中，工序間鑄件的周轉(zhuǎn)全部由電動葫蘆和輥道完成；每個清理工序都在固定地點的封閉房間內(nèi)或設(shè)備上完成，每個房間或設(shè)備都配有除塵設(shè)施。因此，該方案最大限度地收集了清理過程中產(chǎn)生的煙塵，保證了車間內(nèi)的干凈整潔。

2.3.2廢砂物流體系

一共七條輸灰皮帶，在每個清理工位下方都有溜管，清理出來的廢砂都通過溜管匯集到輸灰皮帶上。輸灰皮帶最終將廢砂都輸送到E點集中處理。所有的廢砂回收都是自動完成，減少人工成本，車間環(huán)境整潔。

2.3.3澆冒口物流體系

澆冒口分別在A、B位置與鑄件分離后會沿鱗板機輸送到C、D處，掉落到收集筐中，隨之一起掉落的廢砂經(jīng)柵格網(wǎng)漏到輸灰皮帶上，進行回收。實現(xiàn)澆冒口與廢砂初步分離，成筐的澆冒口會由叉車運送到E處經(jīng)破碎機破碎，回收利用。

圖2　某液壓有限公司鑄造車間清理工部布置圖

圖3　某液壓有限公司鑄造車間清理工部簡化圖

3　使用情況

本次設(shè)計的清理工部建成生產(chǎn)后，車間的清理效率、工藝流程、作業(yè)環(huán)境、勞動強度等方面均有明顯改善。

3.1清理效率

清理效率方面，通過大幅度提高一次拋丸的能力，再結(jié)合流程上的改善、避免了不必要的迂回、轉(zhuǎn)折、等待，使得整個清理線從粗拋、磨削、人工精整、精拋、檢查、防銹到入庫等各工序的能力得到匹配。同時，根據(jù)鑄件工藝特點，注重人工精整單元定位夾具、懸鏈及天車吊具等的快換技術(shù)或者通用性，加上手持式拋丸機本身的特點，整線具備多品種、柔性化生產(chǎn)特征。

3.2工藝流程

工藝流程方面，根據(jù)鑄件的大小重量特點，對鑄件進行了簡單的分類，與前序造型線生產(chǎn)品種相匹配，避免了鑄件混流生產(chǎn)而流程上迂回、轉(zhuǎn)折多帶來的低效、現(xiàn)場混亂等問題，各清理工序能力匹配，避免了無效等待；再者，兩條清理生產(chǎn)線單元并聯(lián)，避免了以前人工流水線作業(yè)方式易產(chǎn)生的堆積、等待現(xiàn)象。

3.3作業(yè)環(huán)境

作業(yè)環(huán)境方面，通過將各設(shè)備及人工精整單元等封閉在隔音密封罩內(nèi)再通風除塵，以及流程上鑄件少落地、盡量減少叉車轉(zhuǎn)運、廢棄物集中由地下室皮帶系統(tǒng)輸送處理、拋丸機的新結(jié)構(gòu)密封等等措施，改造后的清理工部從根本上改變了傳統(tǒng)清理工部粉塵多、噪音大、現(xiàn)場亂的問題，現(xiàn)場環(huán)境有了極大改善。

3.4勞動強度

勞動強度方面，借助懸臂吊、回轉(zhuǎn)臺、機動輥道等設(shè)備，將工人從以前繁重的體力勞動中解放出來，除精整工序仍需人工操作、部分工序的銜接由人操縱天車外，其他工序都由設(shè)備自動完成，減輕了工人的勞動強度。

4　結(jié)束語

鑄造工廠清理工部一貫存在的環(huán)境惡劣、勞動強度大、人工作業(yè)多、自動化程度低、效率低下等諸多問題已引起國內(nèi)同行的重視，本清理工部采用的清理線方案做了一些有益嘗試，現(xiàn)場環(huán)境、清理效率得到根本性改觀。若在人工精整工序以及清理流程各工序的銜接上，采用自動化、機械化設(shè)備，將會徹底改變清理工部的落后面貌。

［1］鑄造車間和工廠設(shè)計手冊編委會.鑄造車間和工廠設(shè)計手冊［M］.北京：機械工業(yè)出版社，1995.

Discussion on the Layout of the Hydraulic Casting Cleaning Production Line

LI Liang ，GAO Ye-jian，DONG Wen-bo
（First Design&Recearch Institute，Hefei Anhui 230601，China）

Taking the cleaning production line in a hydraulic casting plant as an example，it is expounded how to guarantee the casting cleaning quality，improve themechanization and automation of every cleaning process，lower workers labor intensity and improve their working condition，which provides references for casting cleaning process and technology in hydraulic industry.

hydraulic casting，cleaning quality，mechanization and automation，labor intensity，labor environment

TG28文獻識別碼：A

1674-6694（2016）05-0007-04

10.16666/j.cnki.issn1004-6178.2016.05.003

2016-05-15

李亮（1986-），男，四川綿竹人，工程師，從事工廠設(shè)計與研究，E-mail：lilianglij@126.com