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　　1鑄造型砂的系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)分析的1般模式為輸入輸出反饋將這個(gè)模式⑴在鑄造型砂這里輸入的閃素是原砂舊砂膨潤(rùn)土水等。處理主要指型砂的配制。輸出因素是配制好了的型砂?；蛘f(shuō)型砂性能。雖然研允型砂足從件能入手。但它不是目的。的是生產(chǎn)出好的鑄件。所以，判斷型砂性能的好壞必須結(jié)合鑄件質(zhì)量進(jìn)行分析。如果發(fā)現(xiàn)鑄件質(zhì)量題某項(xiàng)型砂性能有關(guān)，則將該信息反饋到輸入部分，進(jìn)行調(diào)整，以產(chǎn)生新的更為理想的輸出結(jié)果。在這個(gè)過(guò)程中，型砂配制工藝是相對(duì)穩(wěn)定的，可暫時(shí)不計(jì)，因此，又可把型砂的系統(tǒng)分析過(guò)程簡(jiǎn)化為這樣，通過(guò)綜合分析和反饋，就把型砂成分型砂性能鑄件質(zhì)量有機(jī)的聯(lián)系在起。將綜合分析的結(jié)果反饋到成分，進(jìn)行調(diào)整，從而也就調(diào)整性能，以達(dá)到提高鑄件質(zhì)量的目的。

　　按系統(tǒng)的定義，我們還可以區(qū)分出不同種類(lèi)和大小的型砂系統(tǒng)。這里我們主要研宄粘土濕型砂系統(tǒng)= 2成都地區(qū)粘土型砂的系統(tǒng)分析我們把成都地區(qū)44家工廠鑄鐵車(chē)間濕型砂的全體當(dāng)作個(gè)大的粘土型砂系統(tǒng)，把每家工廠的型砂實(shí)驗(yàn)取樣理解為個(gè)隨機(jī)事件，我們應(yīng)用前面提到的系統(tǒng)分析原理，對(duì)成都地大的系統(tǒng)進(jìn)廳分析，目的是找到成都地區(qū)鑄造型砂生產(chǎn)存在的問(wèn)題和解決辦法，重點(diǎn)是分析型砂性能與鑄件質(zhì)量間的關(guān)系，并1是出大系統(tǒng)意義的性能優(yōu)化處方法。

　　2.1成都地區(qū)鑄造生產(chǎn)簡(jiǎn)況按型砂系統(tǒng)分析的原理，我們應(yīng)該對(duì)該地區(qū)的鑄造生產(chǎn)情況，特別是鑄件質(zhì)量及型砂生產(chǎn)有所了解。

　　收到日期2000該論文原文刊登于美國(guó)鑄造師學(xué)會(huì)會(huì)刊上161仍脫19991.813818為此。調(diào)查了44家各類(lèi)水肀的濕型鑄鐵午間，均以以小型為主。

　　造型生產(chǎn)，手工作業(yè)點(diǎn)50.機(jī)械化生產(chǎn)中震壓造型點(diǎn)35，流水線占15，有條無(wú)箱擠壓生產(chǎn)線。

　　鑄件產(chǎn)品的種類(lèi)復(fù)雜，有的廠家就有500種，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，總共達(dá)數(shù)千種之多。由此可以推知，基本性能具備的型砂，在定程度上具有通用性。

　　各廠所用的原砂膨潤(rùn)土，產(chǎn)地規(guī)格質(zhì)量都不致，差別很大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，平均兩至家工廠就用個(gè)產(chǎn)地的原砂。膨潤(rùn)土及粘土的來(lái)源更分散，44家工廠有17個(gè)不同的產(chǎn)地。原材料的極不統(tǒng)，在很大程度上影響了鑄件質(zhì)量。因此，使原砂膨潤(rùn)土等材料統(tǒng)化規(guī)格化，成為普遍的要求，也當(dāng)前造型材料方匝急待解決的問(wèn)題之調(diào)研結(jié)果明，鑄件廢品率為57的廠家占25，廢品率在710的廠家占44，廢品率為15 20的占26，也有個(gè)別工廠廢品率在2030以上。由型砂原因造成鑄件缺陷的種類(lèi)有粘砂氣孔砂眼夾砂?？迳懊浬暗?，其中氣孔占這些廢品總數(shù)的40，砂眼垮砂占26，夾砂占22，粘砂等占12.這里氣孔垮砂類(lèi)缺陷竟占廢品總量的66，是值得注意的問(wèn)題。

　　2.2型砂性能與鑄件質(zhì)量間關(guān)系的分析型砂性能與鑄件質(zhì)量之間肯定存在著密切的關(guān)系，然這以付應(yīng)的泰，作者認(rèn)為應(yīng)改靠系統(tǒng)分析來(lái)揭小這些關(guān)系。系統(tǒng)分析，或綜合分析，應(yīng)該聯(lián)系型砂成分，型砂性能和鑄件質(zhì)量來(lái)進(jìn)行。而這者是在系統(tǒng)的輸入輸入及反饋的意義上找到聯(lián)系的。按照這原理，我們對(duì)成都地區(qū)大系統(tǒng)的型砂性能與鑄件質(zhì)量間逃行系統(tǒng)分析。

　　型砂試樣取44家工廠鑄鐵濕型車(chē)間機(jī)器和手工造型的不同砂系統(tǒng)共55種。每種試樣，取剛配好的面砂35公斤，用塑料袋密封，以備檢測(cè)。在工業(yè)學(xué)院鑄造型砂實(shí)驗(yàn)屯，對(duì)每種試樣做標(biāo)準(zhǔn)試樣屯緊實(shí)率水分等十項(xiàng)性能檢測(cè)，對(duì)其結(jié)果進(jìn)行分析。

　　2.2.1標(biāo)準(zhǔn)試洋重調(diào)研過(guò)程中認(rèn)為有兩點(diǎn)值得提出。第，試樣重量對(duì)性能影響很大，特別是標(biāo)準(zhǔn)試樣重附近，影響尤其明顯。因此，嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)制樣不容忽視第，標(biāo)準(zhǔn)試樣重可看成放大了的比重，型砂成分及形狀的任何改變，都可能引起標(biāo)準(zhǔn)試樣重的改變，因此，在個(gè)車(chē)點(diǎn)也不容忽視。成都地區(qū)型砂性能的標(biāo)準(zhǔn)試樣重的取值為138170克。其中150154克的廠家約占據(jù)30，這些廠家的鑄件質(zhì)量較穩(wěn)定。170克左右的高值是粗砂，140克左右的是擠壓造型線用砂。值得注意的是各家工廠的標(biāo)準(zhǔn)試樣重差別較大，這說(shuō)明各廠型砂成分相羌很大。由此也可推知各廠型砂性能的差別也是很大的。

　　2.2.2緊實(shí)率測(cè)緊實(shí)率的目的是為了了解型砂的實(shí)際調(diào)濕程度1.同砂系統(tǒng)中，緊實(shí)率與水分基本上成線性關(guān)系。在不同砂系統(tǒng)中，這些關(guān)系直線的斜率不同，與需水量成正比，在45的緊實(shí)率附近，透氣性可達(dá)最大，從而可以估計(jì)適宜水分由于各廠型砂吸濕性的不同，使緊實(shí)率的波動(dòng)較大。緊實(shí)率的分布由于27到63不等。緊實(shí)率為45時(shí)，型砂水分接近適宜水分，但這樣的情況只有六家，占14.緊實(shí)率為47 55的占60，說(shuō)明多數(shù)工廠調(diào)濕情況不佳。緊實(shí)率為55以上的，多是手工造型。緊實(shí)率為27的是擠壓造型7尺分是粘土型砂的個(gè)重要性能指標(biāo)，水分控制不好，出現(xiàn)氣孔的可能性最大。調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，水分能控制得低的工廠占少數(shù)，但這些廠的鑄件質(zhì)量最好。水分的分布情況從4.02.差倍，說(shuō)明在水分的控制上各廠差別很大。處于66.5這個(gè)范圍的廠家較多，但并不是鑄件質(zhì)量好的工廠。另個(gè)區(qū)間是77.54這6手1造吧砂的取值。逼低的水分控制在4.02，該廠是鑄件質(zhì)量最好的廠家之。

　　80的廠家，7尺分都在5.5以上，這是成都地區(qū)鑄件廢品中氣孔占40左右的重要原因之。

　　2.24濕透氣性型砂的濕透氣性應(yīng)當(dāng)適宜，太高了容易產(chǎn)生粘砂缺陷。粘砂在成都地1也是發(fā)生較多的1種缺陷。透氣性在80以上的占半多，這是因?yàn)檎J(rèn)為透氣性高點(diǎn)好成習(xí)慣，因此對(duì)透氣性控制普遍偏高。但調(diào)查的結(jié)果明，透氣性偏高，出現(xiàn)的粘砂缺陷較多，而成都地區(qū)的粘砂問(wèn)題，是普遍存在的正是說(shuō)明了這點(diǎn)。

　　透氣性總的分布從32不等波動(dòng)很大，說(shuō)明各廠選用原砂的粗細(xì)極不致。

　　2.25濕壓強(qiáng)度實(shí)際乍產(chǎn)中。單測(cè)壓強(qiáng)度是不夠的。因?yàn)橛袝r(shí)型WNAil44種灰分增濕腿上升但揠指數(shù)卻下降。濕壓強(qiáng)度的分析也不太集中。892的范圍較多，采用此區(qū)間數(shù)值的廠家質(zhì)量較好，因此，這是個(gè)可靠的區(qū)間。濕壓強(qiáng)度低于5心的占，均是不太嚴(yán)格的翻砂小組。濕壓強(qiáng)度為172的是七箱擠壓造吧砂，2.2.6破碎指破碎指數(shù)6來(lái)測(cè)定吧砂沖擊韌性的指標(biāo)，這指標(biāo)低，出現(xiàn)垮砂掉砂的可能性就大。成都地區(qū)破碎指數(shù)的分布區(qū)間為080.其值為0的有兩家，這是很有趣的事。據(jù)調(diào)查，該工廠的舊砂從來(lái)未經(jīng)過(guò)回收處理，型砂含泥量高吸蘭量低水分高，砂型易碎，砂眼等缺陷嚴(yán)重。廢品率高達(dá)30，而且都垮砂掉砂。這都是因?yàn)槠扑橹笖?shù)為0的緣故。此外，有的廠家型砂各項(xiàng)性能指標(biāo)都不錯(cuò)，但就是破碎指數(shù)低，只有14由此引起的垮砂掉砂占鑄件廢品總數(shù)的50.調(diào)研明，符合要求的破碎指數(shù)應(yīng)為6075，但達(dá)到這個(gè)指標(biāo)的僅有50這與調(diào)查中成都地區(qū)垮砂掉砂缺陷占廢品總數(shù)的26情況是致的。破碎指數(shù)最高的是80.

　　2.2.7需水量緊實(shí)率45時(shí)所對(duì)應(yīng)的水分叫需水量，測(cè)需水量的目的6間接地估1出型砂中粘土，泥分等粉狀材料的多少。需水量與含泥量的分布有定的相同之處，需水量低的工廠，型砂含泥量也低。實(shí)際上需水量與含泥以6成正比例6系的2.

　　2.2.8含泥量型砂中含泥量高粉塵多，危害很大，成都地區(qū)鑄件廢品中氣孔砂眼垮砂等缺陷所占比例很大，與型砂的含泥量普遍高有直接關(guān)系。為解決這問(wèn)題，安裝型砂再生除塵裝置是必要的，但目前有除塵裝置的廠家僅占34.含泥量1820是個(gè)集中的區(qū)間，這顯然太高。含泥515的廠家占65，明含泥量高是普遍性問(wèn)題，參考外地情況，如北京，含泥量明顯地集中在12.成都地區(qū)型砂的含泥量高，這是氣孔砂眼類(lèi)缺陷占鑄件廢品總數(shù)66左右的最主要原因。吸蘭量由于各廠家使用的膨潤(rùn)土中蒙脫石含量不樣，所測(cè)的有效膨潤(rùn)土含量3能說(shuō)明該廠使用膨潤(rùn)土的變化情況，與其它廠家無(wú)可比性。所以，我們?nèi)?克型砂吸蘭量的絕對(duì)值，對(duì)各廠型砂中真正起作用的膨潤(rùn)不相同，說(shuō)明各廠型砂中起坫結(jié)作用的生要因素差別很大，原因在于膨潤(rùn)土粘土質(zhì)量來(lái)源規(guī)格加入量等各方面都極不統(tǒng)。吸量632是較多的廠。這些廠家質(zhì)是不理想的最位是士這是擠壓線所用的型砂。

　　2.2.10熱濕拉強(qiáng)度鑄型抗夾砂傾向的能力，大致與型砂的熱濕拉弓雖度成正比。因此，測(cè)定型砂的熱濕拉強(qiáng)度，是預(yù)測(cè)鑄件產(chǎn)卞夾砂傾向的種于。段。成都地區(qū)熱濕拉強(qiáng)度范圍足32心，從實(shí)際調(diào)研分析知道0202是個(gè)能保證生產(chǎn)需要的起碼的數(shù)值。調(diào)查明取0.20心的廠家占70，說(shuō)明多數(shù)廠熱濕拉強(qiáng)度值較低。成都地區(qū)夾砂的傾向較大，該種缺陷點(diǎn)廢品總數(shù)的22左右，僅次于氣孔砂眼。

　　2.3型砂的最優(yōu)性能適宜性能是造型材料中習(xí)用的稱(chēng)謂，目前文獻(xiàn)中有關(guān)求適宜性能的求法屬初等方法或經(jīng)驗(yàn)估計(jì)。適宜性能，這實(shí)際上是最優(yōu)性能的感性提法。用什么樣的型砂性能指標(biāo)來(lái)控制型砂生產(chǎn)為好，這是我們長(zhǎng)期關(guān)心的1產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)1題鑒于鑄造生產(chǎn)的復(fù)雜性。難于用般優(yōu)化方法求解，采用下述方法處理。

　　考慮到好的性能就是能夠保證好的鑄件質(zhì)玷的型砂性能，所以我們從鑄件質(zhì)量好的批工廠中去尋找這些性能的數(shù)理統(tǒng)計(jì)規(guī)律。這些工廠具有廢品率低生產(chǎn)率高機(jī)械化程度較好和有較長(zhǎng)的鑄造生產(chǎn)歷史的特點(diǎn)。對(duì)這些廠的型砂性能求其數(shù)學(xué)期望值，可以認(rèn)為這些值即足目前條件下成都地最優(yōu)的型砂性能求數(shù)學(xué)期喝的公式3如下式中，是隨機(jī)變量的取值，朽示在取這些值的概率。這里可用頻率代替。

　　計(jì)算結(jié)果如下右邊括號(hào)內(nèi)的數(shù)值是北京天津地區(qū)的計(jì)算值2.

　　對(duì)比可知，多數(shù)的性能指標(biāo)是接近的，但成都地區(qū)型砂水分比京津地區(qū)高得多，緊實(shí)率也偏高，含泥量之差更為突出。

　　付個(gè)另1由尸產(chǎn)品的特殊忭。又寸吧砂某項(xiàng)忭能的要求可能有更高或更低的情況。但般說(shuō)來(lái)，在成都地區(qū)，如能將型砂性能制1項(xiàng)指私附近，是可以生產(chǎn)出質(zhì)量較好的鑄件的。

　　3結(jié)論3.1型砂控制的理論基礎(chǔ)仍很薄弱。我們必須利用高新技術(shù)研究型砂控制，只有這樣，些懸而未決的問(wèn)題才有可能解決，型砂控制的理論也才有可能不斷完，春。

　　3.2考慮到在型砂生產(chǎn)中各種變化因素的復(fù)雜性和隨機(jī)性，我們應(yīng)用系統(tǒng)工程和數(shù)理系統(tǒng)原理來(lái)探索型砂控制的規(guī)徵這是必要的和合理的。

　　3.3系統(tǒng)分析的基本原理對(duì)每個(gè)粘土型砂系統(tǒng)都是普遍適用的，無(wú)論這些系統(tǒng)的大小，7尺平如何。這個(gè)可要求系統(tǒng)分析必須聯(lián)系型砂成分吧砂性能和鑄件質(zhì)量起進(jìn)行。

　　3.4成都地區(qū)粘土型砂大系統(tǒng)的綜合分析明分之的由型砂引起的廢口缺陷是氣孔砂眼和垮砂。

　　根本原因是水分和含泥量偏高。者之中，含泥量高又是主要的。這是成都地區(qū)型砂問(wèn)題的癥結(jié)所在。

　　3.5在考慮型砂最優(yōu)性能時(shí)，每家工廠應(yīng)該結(jié)合自廠的實(shí)際怙況加以活應(yīng)用，例如對(duì)電機(jī)產(chǎn)品的最優(yōu)透氣性可能底至