鋼板預處理以及船舶制造鋼板PSPC，是指將鋼板拋丸清理、除銹后，進一步噴漆、鍍鋅等表面防腐處理，并在此過程中，將涂裝層烘干，這是一套拋丸涂裝一體化、自動化生產線，環保節能、高效。

鋼板預處理線主要有輸送系統、預熱裝置、拋丸清理、噴漆、烘干系統、除塵及漆霧處理系統、電控系統等組成。根據不同機型，其加工寬度在1m～5m間，預處理生產線已廣泛應用于造船、汽車、拆船、電梯、化工、機車等行業。

鋼板預處理線主要設備構成：

• 整機采用統一的PLC自動控制系統，帶彩色觸摸屏人機界面，自動化程度高，操作維護簡單；
• 整線鋼板輸送采用變頻調速控制器，無極變速控制；
• 噴漆往復機構采用專用往復滑臺模組，進口伺服電機驅動，精度高，噪音小。可靠性好。
• 采用美國固瑞克公司無氣噴涂系統，噴涂均勻可靠。維護工作量少。
• 采用脈沖反吹濾筒除塵，環保經濟，除塵效率高。

鋼板預處理線詳細介紹：

我司系列鋼材預處理線主要用于鋼板和各類H鋼、型鋼的表面處理（指預熱、除銹、噴漆、烘干），也可用于金屬結構件的表面拋丸清理和強化。

該系列屬于輥道式拋丸清理機，主要用于建筑、橋梁等行業用大型工字型鋼、等較高的鋼結構件消除應力及表面除銹清理，該系列以貫穿清理室的機動輥道為工件 運載裝置，工件在輥道上邊前進邊接受各方位鋼砂的拋射清理，以連續通過式作業。適用于鋼材預處理和長型型鋼結構體的表面除銹、強化處理。

產品描述

鋼材預處理線是將鋼材在焊接加工前進行表面拋丸除銹并涂上一層保護底漆的設備，設備全長約70米，里約150噸，該設備由送進輥道、雨污清掃裝置、預熱室、拋丸除銹系統、丸料清掃室、中間輥道、噴漆室、烘干室、編碼打印、送出輥道、拋丸除塵系統、漆霧處理系統及電控系統等組成。鋼材經過預處理可以提高機械產品和金屬構件的抗腐蝕能力，提高鋼板的抗疲勞性能，延長其使用壽命；同時還可以優化鋼材表面工藝制作狀態，有利于數控切割機下料和精密落料。此外，由于加工的鋼材形狀比較規則，有利于機械除銹和自動化噴漆，因此采用鋼材預處理可大大提高清理工作的效率，減輕清理工作的勞動強度和對環境的污染。近幾年，由于采用可編程序控制器控制，設備的自動化程度得到更大程度的提高。

注：鋼板預處理線型號多樣，以上參數是指成型的設備，具體鋼板預處理線相關參數可以根據客戶要求，進一步協商，設計。

專業鋼板表面防腐、改性處理服務商，歡迎有相關需要的朋友聯系我們！

1試驗方法

本試驗采用公司一直使用的鑄鋼丸,使用行業內常見的Q 3740E-4單吊鉤拋丸機,由于拋丸器的拋射角度已經過模擬優化,本試驗中角度固定。結合生產實際,本文主要研究鋼丸粒度、鋼丸拋射速度、拋丸時間三個因素對鑄件表面粗糙度的影響。

鋼丸粒度:我公司日常使用的鋼丸主要有0-1.4mm和φ-1.7 mm兩種規格,另有同行業的經驗標明級配鋼丸的清理效果優于單一粒度鋼丸”,本試驗將考察級配鋼丸的清理效果,級配鋼丸配比采用60%S200鋼丸(Ф=1.7 mm) +40%S170鋼丸(=1.4 mm)。

拋射速度:鋼丸切向拋射速度用公式-nmD/60,求得,其中n為拋丸機轉速(r/min) , D為拋丸器葉輪直徑。

拋丸時間:我公司對中等箱體類鑄鐵件的拋丸時間一般在10min左右,試驗中將以此時間長度為基準進行研究。

為優化試驗過程,本文采用了正交試驗,同時,設計正交表時添加了空白列以排除對粗糙度有明顯干擾的因素。如上所述,該試驗為4因素3水平,可采用L(3)正交表(表1)。
試驗中進行拋丸的鑄件選擇公司產品中較為普遍的中等箱體類鑄件,拋丸完成后將鑄件表面與表面粗度比較樣塊進行對照比較,并采用粗糙度測試儀進行測量。

2試驗結果及分析

拋丸清理結束后,取鑄件有代表性的三個表面,如圖1a,觀察并測量表面粗糙度數值。根據GB/T6060.1-1997,將鑄件表面與粗糙度比較樣塊進行對比,發現9組試驗的鑄件表面粗糙度均位于R-12.5um~25 um區間,拋丸清理達到了應有的效果。用粗糙度測試儀測量鑄件A、B.C三個面的粗糙度,并取平均值,結果如表2。

分析得知,最優方案為CA,B,即拋丸時間15min、鋼丸直徑1.4 mm、拋射速度65 m/s;由于C列極差遠遠大于其他各列,表明拋丸時間對粗糙度的影響最顯著。由于D列極差R的數值僅為1,可以認為在現有的試驗條件下,不存在其他對鑄件表面粗糙度影響顯著的未知因素。

將試驗中的三個因素的水平為橫坐標,以R的平均值k-K/3為縱坐標,得到表面粗糙度R,與各因素的變化趨勢圖(圖2)

分析表明,隨著拋丸時間的增加,鑄件表面粗糙度R,逐漸降低,但是從10min到15 min這段時間,R降低的趨勢遠低于5 min到10 min時間段,前人的相關研究也有類似的結果;考慮到生產成本,實際生產中完全可以將拋丸時間定為10 min。

采用60%4-1.7 mm鋼丸+40%0-1.4 mm鋼丸混合成的級配鋼丸,對降低粗糙度的作用不明顯,由于1.7mm鋼丸的存在, R,明顯高于1.4 mm鋼丸的方案;但是通過正交試驗的結果來看,級配鋼丸可以一定程度上縮短拋丸的時間,在以后的生產和研究中有必要做進一步探索。

Ra隨鋼丸拋射速度的變化很小,由于試驗中拋射速度的取值基本在該拋丸機推薦的拋射速度范圍,可以認為,在該范圍內,鋼丸拋射速度對鑄件最終的表面粗糙度無明顯影響。

3結論

研究結果表明:拋丸時間對鑄件表面粗糙度的影響最大,拋丸時間越長,鑄件表面粗糙度越低;其次為鋼丸粒度,直徑較小的鋼丸有利于降低表面粗糙度;而鋼丸拋射速度的影響較小。

考慮到生產成本,拋丸時間并非越長越好,對于中等箱體鑄鐵件,采用 =1.4 mm的鋼丸清理10 min,能在保證清理效率的同時達到較好的拋丸效果。

江蘇拋丸清理設備制造廠家，為您提供專業的拋丸機設備和拋丸工藝技術服務！

涂裝是工程機械產品制造工藝中的一個重要工序，其主要目的是實現設備的防腐、裝飾和標識 性能。涂裝前必須對鋼板表面進行預處理，以除 去鋼板表面的鐵銹、雜質等獲得干凈的表面，同時 毛化表面，提高涂層與基體的結合力。

常用的鋼板表面預處理方法有化學除銹法和機 械 除 銹 法。 化 學 除 銹 法 通 常 指 “酸 洗 法 ”，酸洗法處理的鋼板表面粗糙度低，但存在污染環境、易腐蝕設備、損害操作人員身體健康等缺點。

機械除銹法多采用干式拋丸法，拋丸法處理的鋼板 表面粗糙度大;除鱗率低;除鱗效率低;產生的大量 粉塵難以從磨料中徹底分離，易粘附在工件上，影響 表面質量;會升高金屬板帶的溫度，引起變形等[6]。

2  濕式拋丸工藝

世界各國都在提倡清潔生產，倡導生產過程 綠色化，傳統的酸洗工藝已經被列為落后工藝，國外在20世紀60年代普遍淘汰酸洗工藝，而拋丸工藝滿足不了高質量表面和產能要求。為了能夠克服上述工藝缺陷，開發了一種濕式拋丸新工藝，其原理是將水與磨料均勻混合的漿液輸送 至 拋 丸 器 ，經 拋 丸 器 加 速 ，高 速 拋 射 至 鋼 板 表 面 ， 以機械打擊方式清除鋼板表面的氧化層，其無塵、 無污染，是一種環保、高效的鋼板表面除鱗技術，工作原理如圖 1。

采用濕式拋丸法除鱗，可獲得均勻干凈的鋼 板表面。圖 2 為濕式拋丸工藝除鱗前后鋼板表面 對比圖，熱軋板經過濕式拋丸后，表面氧化層清理 效果明顯，光澤均勻;EDS 能譜分析結果顯示(見 圖 3)，熱軋鋼板經濕式拋丸除鱗后，氧元素消失， 表明氧化層已被徹底清除。

采用濕式拋丸法除鱗，可獲得均勻干凈的鋼 板表面。圖?2?為濕式拋丸工藝除鱗前后鋼板表面 對比圖，熱軋板經過濕式拋丸后，表面氧化層清理 效果明顯，光澤均勻;EDS?能譜分析結果顯示(見 圖?3)，熱軋鋼板經濕式拋丸除鱗后，氧元素消失， 表明氧化層已被徹底清除。

圖 4 為處理鋼板表面放大 50 倍形貌照片，經 磨 料 打 擊 后 ，鋼 板 表 面 產 生 微 小 的 凹 坑 、犁 溝 ，粗 糙度相比酸洗板有所提高。

鋼板表面粗糙度太小不利于涂膜附著力的提高 ，但 粗 糙 度 過 大 ，會 使 涂 膜 分 布 不 均 勻 ，導 致 波峰 處 膜 厚 不 足 ，易 引 起 “點 銹 ”，而 在 波 谷 凹 坑 處會截留氣泡成為涂膜起泡的根源，這些均會影響涂 層 質 量 ，涂 層 的 耐 腐 蝕 性 能 降 低。 因 此 ，如 何控制鋼板表面粗糙度是濕式拋丸除鱗工藝應該重點考慮的一個問題，實驗中，通過改變多種工藝參 數，以及采用后處理設備對鋼板進行處理，研究粗 糙度變化規律。

3  粗糙度控制

3.1 磨料顆粒度及原材料對粗糙度的影響

濕式拋丸除鱗過程實際上是磨料顆粒不斷打擊被清理表面的過程，磨料的動能為:

E = 1/2（mv*v）

式中 m—顆粒質量; v—顆粒速度。

由公式(1 )可見:磨料顆粒大小及密度決定了打擊效率和粗糙度的大小。磨料顆粒大、密度 大，動能就大，表面粗糙度也大，但顆粒數 /質量比 小，在單位時間內對鋼板表面沖擊次數較少;相 反，磨料顆粒小、密度小，動能就小，造成的粗糙度 也小，而顆粒數 /質量比大，在單位時間內對鋼板 表面沖擊次數多，覆蓋率高，見表 1 。

濕式拋丸工藝采用鋼砂與水的均勻混合漿體 作為介質。不規則形狀的鋼砂與鋼丸相比，清理 效 率 高 ，工 件 亮 度 大 ，清 理 更 徹 底 ，但 表 面 粗 糙 度 略高;與非金屬磨料相比，它的優勢更加明顯: 1金屬磨料使用壽命長，清理成本低(1t 鋼砂的工作量相當于 200t 石英砂的工作量)，經濟效益 明 顯 ;2 可 進 行 砂 塵 、砂 水 分 離 ，有 利 于 環 保 和 工 人身體健康;3金屬磨料的硬度、粒度和顆粒狀形 狀都有很大的選擇范圍，實際使用時可以采用鋼 丸 、鋼 砂 、鋼 絲 切 丸 混 合 搭 配 的 辦 法 ，使 表 面 處 理 質 量 (包 括 清 潔 度 與 粗 糙 度 )可 得 到 保 證。

鋼板處理后表面粗糙度?Ra?值一般不能大于 底漆的厚度，應控制在涂層總厚度的?25% ~30%?范圍內。通常電泳漆膜厚度在?15μm ~30μm之間，則粗糙度Ra?應控制在3.75μm~9.0μm，結 合表2并依據GB/T1031中Ra與Ry關系，應選 擇?G40 ~G120?規格范圍的鋼砂。

生產過程中，在滿足表面粗糙度要求的前提 下 ，盡 可 能 選 用 較 大 的 鋼 砂 ，以 提 高 清 理 效 率 ，最 好使用級配鋼砂，即由不同名義尺寸的鋼砂混合 組成，可同時兼顧沖擊力和覆蓋率。實驗采用兩 種級配鋼砂方案:一是由 50%G80 +50%G120 組 成;二是由 50%G50 +50%G80 組成。

實驗中拋丸器設定轉速 1600r/min，在此條件 下采用兩種級配鋼砂，對不同強度的鋼板進行處 理，以除鱗率達到 Sa3.0 為標準，測量最終的鋼板 表面粗糙度，實驗用鋼種及強度如表 2。兩種級 配鋼砂方案對不同強度鋼板除鱗的最終粗糙度曲 線如圖5。

從 統 計 數 據 看 ，相 同 的 鋼 種 ，鋼 砂 顆 粒 度 小 ， 粗糙度也小;采用同一級配鋼砂處理，高強度的鋼 板，抵抗沖擊載荷的能力強，鋼砂沖擊所形成的凹 坑小，粗糙度低，而低強度的鋼板粗糙度大。

3 .2 處理時間對粗糙度的影響

實驗中發現，隨著打擊次數的增加，鋼板表面粗糙度也不斷變化，最后趨于穩定。采用 50% G50 +50%G80 級配鋼砂對 Q235 材質鋼板進行 除鱗，以除鱗徹底達到 Sa3.0 為標準，最終表面粗 糙度約為 Ra5.5μm，粗糙度隨打擊次數變化曲線 如圖6。

3 .3 拋射速度對粗糙度的影響

由公式(1?)可見，除磨料顆粒大小是影響粗糙度的因素之一外，拋射速度對粗糙度的影響更 大。在相同的條件下，拋射速度以拋丸器轉速代 替，采用 50%G50 +50%G80 級配鋼砂對 Q235 材 質鋼板進行除鱗，以除鱗徹底達到 Sa3.0 為標準， 測得粗糙度與拋射速度的關系曲線如圖 7。

3 .4?平整對粗糙度的影響

平整是通過小壓下量的軋制變形，使帶鋼獲得必要的性能和表面質量，消除屈服平臺，滿足后 工序加工的要求，通過微小的壓下率使帶鋼表面 更加平坦，可以降低粗糙度。經 50%G50 +50% G80 級配鋼砂除鱗的鋼板，表面粗糙度 Ra 約為 5.0μm ~6.5μm，采用不同壓下率對其進行平整 處理，粗糙度變化曲線如圖 8。

可見，經過平整，鋼板表面粗糙度有明顯降 低 ，因 此 ，對 粗 糙 度 要 求 嚴 苛 的 用 戶 ，可 在 濕 式 拋 丸設備之后配置一臺平整機。如果結合上述幾種 方 法 ，既 能 獲 得 滿 意 的 除 鱗 效 率 、降 低 生 產 成 本 ， 又能有效控制除鱗后鋼板的表面粗糙度。

4  結論

1)采用顆粒度小的鋼砂除鱗獲得的粗糙度 小，反之粗糙度大;高強度的鋼板除鱗后粗糙度 小，低強度的鋼板形成的粗糙度大;

2)鋼板表面粗糙度與磨料拋射速度有密切的 關系，打擊速度越大，表面粗糙度越高;

3)拋丸時間或打擊次數對鋼板的表面粗糙度 也有影響，隨著拋丸時間的增加，粗糙度值趨于某 一定值;

4)通過調整拋丸工藝參數控制粗糙度有限， 可以通過平整軋制的方式來進一步降低粗糙度。

專業濕式拋丸機設備制造商，可以根據客戶要求設計生產復合拋丸需要的濕式拋丸機，電話：182 0189 8806。

? 2-4800DH型號的駕駛式拋丸機采用拋丸裝置和吸塵系統一體式設計，擺脫了傳統手扶式拋丸設備的除塵連接管，設備運輸和操作更加靈活方便。

? 吸塵器帶有自動反吹系統，保障了設備的連續工作能力，大容量的儲灰斗大大降低了清理時間。

? 設備操作簡單，適合平整大面積作業，效率高，輔助人員少。

? 設備前端拋丸頭部分可以完全拆卸下來，方便轉場和搬運。

? 復合顯示面板能夠顯示設備的工作狀態，并可以自動進行故障檢測。

? 此款拋丸設備帶有后退報警提示、喇叭、警示燈、緊急停止按鈕、工作照明燈以及駕駛位置保護開關等安全設施。

應用領域：

• 公路、鐵路橋梁橋面防水基層清理；

•  鋼橋面防腐涂裝、維護表面處理；

• 鋼箱梁鋪裝表面處理；

• 稀漿封層、微表處、霧封層等罩面工藝前基面清理；

• 水泥混凝土、瀝青混凝土路面紋理恢復再造；

• 彩色道面和景觀道面鋪裝前基層處理；

• 大型船舶甲板表面處理等。

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2-45DTM車載式拋丸清理機是我們設備系列中大型臥式拋丸清理機中適應性最強和生產率最高的之一。這款經DOT認證的公路車輛是完全獨立的，專為從事需要有限停機時間的工作的表面處理專家而設計，例如機場，高速公路，橋梁和其他大型項目。該2-45DTM提供了一個幾乎無粉塵，環保工作的操作者和其他人在同一地點的環境。

拋丸器技術指標：

• 拋丸寬度： 45英寸（1,150毫米）
• 行駛速度：最高3英里/小時（4.7公里/小時）
• 拋丸效率：混凝土上最大38,750平方英尺/小時（3,600平方米/小時）
• 馬達： 2、40 hp（30kW）液壓馬達
• 尺寸： L 59英寸/W 51英寸/H51英寸 （1,500毫米/ 1,300毫米/ 1300毫米）
• 重量： 3,858磅（1,750千克）

技術優勢與特點：

• 在混凝土或瀝青上拋丸效率高達38,750平方英尺/小時（3,600 m ² /小時）（與硬度和瀝青混合料有關）
• 磁性/空氣洗滌灰塵收集系統，用于從磨料中分離污染物并限制并處理碎屑 
• 2、40HP（30kW）液壓鼓風電機 
• 多功能，重型和高生產率的機器 
• 可在任何工作地點靈活使用，無需拖車或特殊運輸工具 
• 專為在瀝青和混凝土表面上的最佳使用而設計
• 統一的45英寸噴砂圖案，效果穩定

車載式拋丸機配件：

設備相關信息：

• 原產地：美國
• 配置方案：有A-B-C等配置方案，主要區別為拋丸器載車不同
• 設備可以配置銑削、銑刨頭，組成其他車型
• 如果需要更詳細的資料請與我們聯系（該設備按美元標價，人民幣交易，約合數百萬元，屬于貴重設備）
• 設備需要預定，交貨周期約合60天

原裝進口美國車載式拋丸機，自持力強大，效率極高，高于英派克系列，可用于大型路面工程建設，柏油瀝青路面鋪設、道路拋丸租賃施工。歡迎有需要的朋友聯系我們。設備租賃和工程承攬申請表（點擊下載）

我們引入工業機器人，由工業機器人替代人工，完成拋丸清理中的全部人工作業工序，部分替代拋丸機的功能，實現高速、安全、精準，經濟的全自動拋丸處理。

拋丸機器人自動化集成方案：

1.獨立機器人+拋丸機，本方案由一臺機器人夾持工件或搭載工件的夾具，送入拋丸室（拋丸過程中，機器手始終夾持工件，并運動），拋丸后再將工件堆放到一旁，或者放到輸送線，輸送到下一道工序；

2.機器人上下料+拋丸機+機器人噴涂，由一臺機器人專門向夾（掛）具堆放工件，然后拋丸機自動拋丸，拋丸后機器人下料（該方案，一臺上下料機器人可同時負責多臺拋丸機），下料后的工件由噴涂機器人噴涂作業；

3.其他機器人拋丸定制集成方案，我們可根據客戶需要定制拋丸機機器人自動化集成生產線，解放人力、提高效率，創造價值。

基于機器人的拋丸機自動化生產線構造

為了提高拋丸生產線自動化水平?,?改善拋丸操作工作環境?,?采用開放式數控結構的機器人與機械手系統?,?結合 拋丸機生產線工作特點,?構造包含設備層、控制層與管理層的基于機器人的拋丸自動化生產線,?利用機器人與機械手完成 拋丸工件的自動上料與落料過程,?實現拋丸生產線自動化。實驗表明,?該拋丸自動化生產線構造合理,?可以滿足拋丸生產 自動化的需求 。

拋丸機?(ShotBlastingMachine)?是利用拋丸器拋出的高速彈丸清理或強化鑄件表面的鑄造設備 。拋丸 機可以同時對鑄件進行落砂、除芯和清理等處理?,?其 在金屬加工領域有著廣泛的應用 。但是?,?大多拋丸機 都采用人工上料與下料?,?不僅生產效率低下?,?同時由 于拋丸過程環境惡劣?,?對操作人員身體影響大 。隨著 計算機技術與控制技術的發展?,?拋丸機的控制水平逐 漸提高 。針對拋丸的工藝流程?,?構建了基 于?PLC的拋丸自動控制系統。實現了機械手式拋丸機,?對汽車缸體、缸 蓋等復雜形狀進行拋丸處理 。以可編程控 制器為主控機建立規范的電器控制平臺?,?借助大屏幕 觸摸屏提供友好的人機界面?,?通過使用軟啟動技術使 功率超過的電機平滑啟動和平滑停轉?,?實現了車輛構 架拋丸除塵機的智能化控制 。當前對拋丸機的自動化 的研究大多針對拋丸機本身的自動與智能控制?,?對拋 丸生產線的自動化控制研究不多。利用PLC和觸摸屏進行軟硬件設計?,?實現?DVD?盒自動化 生產,?給出?DVD盒自動化生產線。利用?PLC實現汽車后橋殼總成自動化焊接生產線 。濟南二 機床采用六軸沖壓專用機器人研制了國內機器人自動 化沖壓生產線?,?實現自動上下料 、工件的翻轉 。拋丸作為企業中表面處理的重要工序?,?實現其自動化?,?特別是實現基于機器人的自動化拋丸清理生產線顯得尤為有意義 。為了提高拋丸清理自動化生產線水平,?改善拋丸機生產線工作環境?,?采用開放式數控結構的機器 人與機械手系統?,?結合拋丸機工作特點?,?構造了包含 設備層 、控制層與管理層的基于機器人的拋丸自動化 生產線?,?利用機器人與機械手完成拋丸工件的自動上 料與落料過程?,?實現了拋丸清理生產線自動化 。

我司可生產各類機器人自動化拋丸設備，智能化集成系統，可用于各類拋丸預處理線，歡迎了解咨詢。

汽車板簧的拋丸強化工藝一般有兩種方式 :一是自由拋丸，即板簧在受拋丸的過程中，處于自由狀態;二是應力拋丸，即將板簧在拋丸前預先加壓，并保持在加壓狀態下拋丸，拋丸后再將板簧從加壓狀態釋放，使得板簧受拋面得到更大的表面壓應力。對于拋丸強化程度要求不高的板簧，通常采用 自由拋丸。而近年來 ，隨著對汽車質量要求的提高，許多車型(如高級大客車的少片簧 、重載車的變截面簧等 )
對板簧拋丸的表面后壓應力提出了更高的要求，自由拋丸已不能滿足要求，應力拋丸是一種較為理想?的方式。

由于汽車板簧生產效率要求較高，所以對應力 拋丸強化工序要求連續生產，因此對應力拋丸強化 設備的自動化和可靠性要求比較高。之前國內此類生產線依靠進 口，國內拋丸設備生產企業僅可以研 制拋丸機部分，不能組成自動生產線。基于此，研發 了應力拋丸強化生產線，此項研發填補了國內空白。

1 生產線技術要求

1.1 設 計 要 求

拋 丸 弧 高 值 : >I 0 .3 5 C ;

生 產 線 生 產 率 :180件 /h。

1.2 工藝和電氣控制要求

1.2.1 工 藝 要 求

人工或機械將需拋丸強化的工件(板簧 )放到位 于返回輥道上料工位的工裝上，工裝與工件通過加 壓機上的加壓油缸將工件壓成彎曲狀，撥叉架構將 工件固定于工裝上。上料橫移輥道將工件送到上料輥道上,然后進入拋丸機對板簧進行拋丸強化。
拋丸強化后的工件與工裝一起由卸料橫移輥道輸送到卸料加壓機中,在該加壓機中將工件與工裝分離,人工取出強化完的工件,而空工裝則由返回輥道送到上料壓機,準備下一個工作循環。

1.2.2控制要求

采用PLC及人機界面組成工業計算機系統。分自動與手動兩種控制方式,以自動為主,應力拋丸強化時應為自動。應可模擬顯示生產線工作過程,準確及時顯示并記錄生產線各個部位發生的故障,便于運行監控和檢修。板簧下壓深度調整由位移傳感器控制,控制精度應達到0.5%。為保證工作流暢,應在上料和卸料壓力機部位加上手動控制部分,目的是上料和卸料壓力機在工作時,如發生小故障可用手動來加以解決,解決后返回自動狀態,不至于影響全線的工作狀態。

2 生產線的開發

2.1 技術關鍵及解決方案

為解決重復定位精度，加壓機油缸安裝有位移 傳感器，加壓過程中，位于板簧兩端耳部的兩油缸活 塞伸縮行程 自動精確控制 ，確保重復定位精度達到?0.01m m 。專用板簧夾具結構設計成可伸縮式，確保滿足 自動夾緊、松開的要求 ，并可滿足不同規格板簧的夾緊要求 (如 圖 1)。

程序軟件開發采用組態王等軟件二次開發 ，保證計算機 自動控制整機運行過程達到適用 、可靠 、穩?定 、迅 捷 的 要 求 。

因生產線結構復雜 、運行要求可靠性高 ，所 以設計過程圖中采用了三維設計軟件進行機構和結構設計，在設計階段進行模擬裝配驗證，有效地減少了結構干涉和尺寸設計錯誤 。圖 2為用三維設計 軟件設計的壓力機三維裝配圖。

2.2 生產線結構和運行

2 .2 .1 主 要 組 成

應力拋丸強化生產線主要由拋丸室、前后輔室、主 機 輥 道 、上 料 輥 道 、卸 料 輥 道 、返 回 輥 道 、上 料 壓 機、卸料壓機、上卸料輥道、上卸料橫移輥道、拋丸 器 、彈丸循環系統 、液壓系統 、氣動系統 、除塵系統 、 電氣控制系統等幾部分組成(見圖 3及圖 4)。

2.2.2 生產線運行概述

2.2.2.1 主機(拋丸強化 )部分 主機部分控

制 著 分 離 器 、提 升 機 、左 右 螺 旋 輸 送?器 、拋 丸 器 、閘 門 、?上 料 輥 道 、卸 料 輥?道 、 主 機 輥 道 、返回 輥 道 等 部 分 。操 作 臺 安 裝 有 MP1 人 機 界 面 ，將 工 況 選 擇旋鈕旋 至手 動 位 置 ，設 備 處 于 手 動位置 。此時主 機 為 調 整 狀 態 ，控制部分由人機界面擔當，可以減少按鈕數量。

打開人機界面翻至控制界面，按動相應按鈕 ，啟 動主機相應部位。顯示主機相應部位的運行狀況。

人機界面在控制系統 中主要有三個方面功能 : 1人機界面在主機手動工作時可以進行主機各個系 統的手動操作 ，如提升機 、分離器、螺旋輸送器 、拋丸 器 、閘門、主機輥道 、上卸料輥道 、返 回輥道 ;2人機 界面可以直觀地反映設備的各個部位所發生的故 障，并顯示故障的部位名稱，可以在不同的界面用走 馬燈字幕顯示;3人機界面可以在生產線流程圖中顯示工件到達的具體位置，以便更好地反映設備的運行狀況。

當 設 備 手 動 控 制 部 分 全 部 啟 動 后 ， 將 工 況 選 擇旋鈕旋至自動位置，按動自動按鈕，主機可順序啟動 。

2.2.2.2 上料壓力機部分

上料壓力機系統安裝有按鈕控制盒 ，分手動和 自動兩種工作狀態。上料壓力機所要控制的動作 比 較多 ，包括壓力機上的安全 門升降 、主軸升降、兩側 軸升降、壓力機內輥道升降和運行 、上料輥道升降和運行、工件裝卸。尤其是工件裝卸比較復雜，工件動 作沿 四方形路線做 前進一橫移一后退一后退 (起 點 )。由于很多信 號 是 起 點 終 點 重 復 使 用 ，信 號 干 擾 問題 十分突 出。在程 序設計 時進行 了特殊處理 ，克 服信號干擾，?手動只是在調整及設備故障時應急使用，不能作為正常工作時使用。如果使用手動功能會嚴重影 響工件清理效率。

壓力機兩側軸運行距離由位移傳感器調整。調 整時將設置按到所需調整的傳感器上，旋動調整旋 鈕，將左右軸調至所需位置，鎖定旋鈕 即可。調整精?度 可 達 到 0 .5 % 。

2.2.2.3 生產線全自動運行

?自動操作時關鍵是六個T位信號的準確返回，尤以上料壓力機工位、卸料輥道工位、卸料壓力機工?位最為重要。 上料壓力機工位到位后上料壓力機可以工作 ，并使卸料壓力機內輥道不能升起 ，卸完料的 工裝不能送 。卸料輥道工位到位后卸料安全門降?下 ，卸 料 輥 道 停 止工作 ，卸 料 橫 移 升 起 ，將 工 件 送 至?卸料壓力機T_位。卸料壓力機工位到位后卸料壓力?機工作將一廠件卸下。工件離開卸料壓力機工位到達 卸料工位 ，卸料輥道恢 復工作 。如果卸 料輥道工 位不 能復位，此時主機輥道運行將自動停止，以免工件撞?車。待卸料輥 道工位 復位后 主機輥道 自動運行 。

2.2.2.4 自由拋丸設置

為充分發揮設備的使用性能 ，該生產線增加 了 自 由 拋 丸工況 ，工件 不 需 要 上 卸 料 壓 力 機 的 工 作 ，只需要 件通過拋 丸機后 直接完 成工件 強化過 程

2.2.2.5 系統運行安全設置

該系統上、卸料壓力機必須有工件在且安全門關 到位后才 能工作 。上料壓 力機有工件 時 ，卸料 壓力 機不能將工裝送出。卸料輥道工位有工件 ，卸料壓力 機也有工件時 ，卸料安全門不能下降 ，待卸料壓力機 工件送出至卸料工位 ，卸料壓力機 內輥道降到位后， 卸料輥道工位的工件才能送至卸料壓力機工位。卸 料輥道工位與卸料壓力機工位、卸料輥道工位與工 件出到位這兩組工位組合中有任意一組同時有工件 則主機輥道運行停止。

2.2.3 電氣控制系統

設備主回路采用 3~380V、50Hz供電，控制回路采 用 由 控 制 變 壓 器 輸 出 的 單 相 220V 供 電 。工 件 清 理 過 程 由 PLC 與 MP1組 成 的 計 算 機 系 統 控 制 。 PLC 采 用 了 日本 歐 姆 龍 公 司 的 CQM ]H一51，MP1人 機 界 面 采用 了臺灣維倫公司的產品。常規低壓電氣器件采 用了TCL公司生產的系列產品。

控制系統分為上料系統 、卸料系統 、主機系統三?大部分。三部分均可手動與自動控制，并自成系統， 互不干涉。這主要是考慮到各個部分 自動失靈時系 統仍能工作。上料系統與卸料系統各有單獨控制箱， 主機 由操作 臺控制電氣系統主要 由上料壓力機控制 、卸料壓力機 控 制 、主 機 控 制 、液 壓 系 統 控 制 、吹 丸 風 機 控 制 、除 塵 系統控制等部分組成。考慮到盡可能減少 PLC控制 點數，液壓、吹丸風機、除塵系統這三部分采用手動 控 制 ，但 是 它 們 啟 動 后 各 有 回 傳 信 號 進 入 P L C 。 上 料 壓力機 、卸料壓力機 、主機控制是應力拋丸清理機的主要部分 。

2.3 研制中出現的問題及解決措施

為提高生產率 ，在橫移輥道上各增加 了兩個工 裝，但是在橫移輥道上同時有三個工裝的情況下如 何保證位置成為一個難點。如果控制不當或工裝撞 在一起 ，或工裝不能準確進入下一個位置 ，就會使全 線無法正常工作。經過多次試驗后 ，確定由橫移下降信號隨機定位 ，橫移輥道上 的工裝 ，無須定位控制 ， 因而解決了這一難題 。

在調試過程 中發現 ，壓力機兩側軸下壓到位 同 時停止后偶爾有爬行現象，這樣就會影響板簧反彎 位置。通過試驗，采取兩軸先后運行的方法解決了這?一?現象。

卸料橫移輥道上有三個工裝，它的下降信號由 卸料壓力機上的接近開關控制。在運行過程中，有時 工裝會發生偏移 ，三個工裝就會撞在一起 ，無法正常 工作。后來在卸料橫移輥道上加裝工裝導向裝置，確 保工裝準確到位 。

3 結束語

應力拋丸生產線的研制成功 ，為汽車板簧行業提供了一種先進可靠的工藝裝備，也解決了應力拋 丸的一些關鍵技術問題。由于設置 了自由拋丸程序 ， 不僅適合于應力拋丸工藝，也適合于自由拋丸工藝。

該生產線通過用戶使用驗證，工藝效果明顯，運行可 靠，值得推廣。

我司專業生產板簧拋丸強化線，有案列展示，技術可靠，經驗豐富，歡迎了解。

1,拋丸處理成本的構成

(1)廠房、設備等固定資產折舊拋丸處理生產需要投入廠房、拋丸清理設備、起重運輸設備等固定資產。這些固定資產作為企業的投資,分攤到生產的成本中,一般是按照一定的年限進行折舊。
廠房的折舊年限一般是20年,而機械設備的折舊是10年。一旦投入建成,即使這些廠房和設備不使用,從財務上來講其價值也在逐年減少,故廠房、設備不生產也必須計算折舊費用。

拋丸處理需要進行折舊的還有車間通風除塵設備、搬運車輛、吊具等。不同的固定資產折舊年限是不一樣的,可根據國家相關標準確定折舊年限。
計算出每年的折舊費用,再根據每年的工作天數或工作小時數,就可以計算出平均每天或每小時的折舊費用。

(2)能耗拋丸清理設備中,拋丸器、丸料提升機、螺旋輸送機,以及分離、除塵、電動門、照月輸送等系統都是電動的,設備一旦使用,就會有電能消耗。拋丸處理設備大小不一樣,其設備消耗的功率也不一樣,小的幾十千瓦,大的則幾百千瓦。因此,不同設備的運行成本就不一樣。
另外、拋丸設備運行及后續的歐掃會用到壓縮空氣。壓縮空氣的消耗最終也是折算到空壓機的耗電功率上。當然,一臺空壓機或一個空壓站所生產的壓縮空氣不一定都用于拋丸生產。

(3)輔料消耗拋丸生產的主要輔料是彈丸。
常用的彈丸有鋼絲切丸、鑄鋼丸、合金丸等,不同彈丸價格不一樣,不同規格的鋼絲切丸價格也不一樣。當然,不同工件對彈丸的要求也是不一樣的,因為不同的彈丸拋丸的效果不一樣。在拋丸生產中,彈丸可以通過丸料提升機、螺旋輸送機、分離系統等實現循環使用,但會不斷磨損,最終成為粉末。
彈丸的消耗不僅和設備有關,還和實際生產有關,因為不同的設備拋丸器數量不一樣,室體大小不一樣,生產中拋打工件的面積也不一樣。對一臺拋丸設備而言,其所安裝的拋丸器數量是一定的因此單位時間所拋射出的彈丸量是一定的。但是,由于拋丸生產工件外形尺寸、結構特征不一樣,拋射出的彈丸消耗量也不一樣。另外,由于一些設備管理不到位,存在拋丸器彈丸供應不足,出現一套拋丸設備中部分拋丸器她射量比額定量小的情況。當然,這種情況的存在,肯定會出現局部拋丸質量問題。拋丸生產中,由于一些工件先進行了機械加工,因此在拋丸時需要對螺紋孔、精加工表面、銷孔等進行屏蔽保護,防止被打壞。為了屏蔽保護這些螺紋孔、精加工表面等,需要采用必要的材料或工裝。常用的屏蔽保護工裝有磁力橡膠板、橡膠塞等,雖然磁力橡膠板、橡膠塞等可以循環使用,但隨著使用次數的增加,在彈丸的拋射下會變薄變短,最終失去作用。同樣的屏藏保護工裝用于不同的位置壽命是不一樣的,因為拋丸室內不同拋射區彈丸拋射的角度、距離不一樣,拋打的力量不一樣,拋射的彈丸數量也不一樣,因此磨損不一樣。

(4)人工成本拋丸生產過程中工件的搬運吊裝、吹掃,設備的操作、彈丸的補加等都是需要人工操作的,只是生產線白動化程度不一樣,用人數量或人工的勞動強度不同而已。除了人工工資,人工費用還包括各種社保基金、勞保用品等。

(5)設備維修費用拋丸設備在使用過程中不可避免地會出現故障,一些零部件本身就是易損件,因此需要進行維修和更換零部件,即產生了設備維修費用。維修費用包括兩部分,一部分是人工費用,另一部分是維修更換零部件費用,以及維修過程使用到的工具、能耗、輔料等費用,比如對拋丸器的更換,拋丸器本身需要成本,對于大修過程的焊接,就會用到焊機、焊絲、氣體等設備或輔料,還會消耗電能。

2.影響成本的因素

(1)設備購買價格地丸設備由于規格、型號的不同,生產能力和應用范圍不同,價格也存在巨大的差異,即使規格型號相同的地丸處理設備,由于具體的構成,配置等不同,其價格也不盡相同。
對于確定的地丸設備,折舊年限是一定的,每年或每天的折舊費用也是一定的,顯然,設備采購的價格越低,每年的折舊費用也越低,反之則越高。
設備的折舊費用越高,分攤到生產產品上的成本也就越高。因此,設備購買價格是影響拋丸處理或本的主要因素。當然,如果設備價格很低,該影響就相對較小,如果設備價格很高,該影響就相對較大。

(2)生產負荷設備在折舊期內每天的折舊費用是相同的,顯然,設備每天生產產品的數量越多,其生產產品單件分攤的成本就越低,否則越高。因此,要使拋丸產品分攤的設備成本最低,就要使設備滿負荷地生產,使每天的產出最大化。

(3)吊裝工藝拋丸處理的工件進入拋丸室的方式有懸掛輸送式,也有地面輸送式。對于大型結構件的拋丸設備,由于懸掛輸送武吊具可以沿空中輸送軌道循環,效率大大提高,因此使用較多。每一組空中輸送吊具的設計承重是一定的,但是在實際生產中,工件的尺寸、重量各不相同,不可能每一件重量都與吊具承重相同或相近。
如果每一組吊具每次都只掛一個工件,肯定會存在尺寸、重量較小的工件,使得吊具的承載能力存在剩余,而且拋丸過程存在彈丸“空地”現象,一方面使設備的拋丸處理能力下降,另一方面是成本的浪費。當然,如果從工藝上進行改善,使每一組吊具每一次吊掛的工件總重量都與設計的承重相同或相近,整體外形也正好符合或接近設計的拋射范圍,產能就會大大增加,相應的是成本降低。

(4)人工工資不同地區的經濟發展程度不一樣,工資水平也不一樣。同一地區不同企業的工資水平也不一樣。一個企業的工資水平不僅由地域決定,還由企業本身的薪酬制度決定。對企業而言令工工資越多,成本也就越高。

(5)輔料選用輔料價格不同,其性能也不同,拋丸處理效果不一樣,耐用程度也不一樣,消耗也不同,根據相關研究表明,在白口鑄鐵丸、脫聯退火等鐵丸,鑄鋼丸、鋼絲切丸四種丸料中,價格最低的是自口鑄鐵丸,綜合效果評價最差的也是白口鑄鐵丸,鑄鋼丸雖然價格最責,但綜合裝果評介最好,鋼絲切丸的價格和綜合效果評價都居于中間。

(6)拋丸處理工件的材質不同材質或相同材面的熱處理狀態不同,其表面硬度是不一樣的,被拋打工件表面硬度不一樣,彈丸的擬耗也就不一樣。表面硬度低的工件,彈丸的磨報相對小,壽命相對較長。彈丸拋打到硬度較高的工件上,磨揚量會加大,彈丸壽命縮短。彈丸壽命短,意味著彈丸肖耗量大,生產的成本就高,反之成本就低。

3.拋丸處理成本的控制

低成本永遠是企業的追求,在銷售價格一定的情況下,成本越低利潤率就越高,成本的降低可以使得銷售價格具有調整空間,從而使得產品更具有市場競爭力。生產成本是產品成本的重要組成部分,對產品的總體成本具有很大的影響。拋丸處理作為機械企業中常用的生產工序,其成本必然影響到產品的整體成本。另外,拋丸處理設備投資大能耗高,對生產成本有明顯的影響。因此,控制或降低拋丸處理工序的成本對于企業而言是必要的。

(1)選擇經濟適用的設備

很多企業的拋丸處理設備都是非標設備,根據企業生產的具體產品定制,尤其是大型的拋丸設備,每一個企業都不一樣。由于是非標設備,造價一般較高。設備一旦好買,折舊成本是不可避免的,因此在采購拋丸處理設備時,應合理選型并且在性能滿足的前提下盡可能低價采購,具體可從以下兩個方面做工作。
一是對設備合理選型,使所選設備生產能力與生產產品和規模吻合,避免產能浪費。在設備選型前,應列出需進行拋丸處理的工件明細,明細中應包括工件的生產綱領、重量、外形尺寸等信息。根據工件最大尺寸確定設備的室體尺寸,根據工件最大重量確定輸送系統及吊具的承載重量,再根據生產綱領確定生產節拍。通過式的拋丸設備一般包括前后輔室、拋丸室及吹灰室,室體尺寸越大,設備消耗的材料越多,價格就越高。輸送系統及吊具的承載重量越大,對支架強度增加,需要的起重設備也越大,這都會使設備成本增加。設備生產能力達不到生產綱領,產能不足,意味著將來還需要增加設備或部分工件將外協生產。但是,設備生產能力超過生產綱領,則意味著設備存在著產能浪費,將來設備會存在部分閑置。當然,在考慮設備的尺寸、承重、綱領時,應對企業未來一定時期內的產品有所考慮和兼顧。
二是設備采購通過公開招標,降低價格,非標設備一套設備就需要進行一次專門的計算和設計,單臺組織生產,因此設計和生產成本都較高.因比,設備生產企業在設備報價時,對利潤率的要求會比大規模生產的標準設備高出很多,設備價格也會很高。要想降低設備采購價格,可以選擇多個設備生產企業來進行公開投標,根據投標設備的性
能、價格、服務等進行選擇。由于是非標設備,M置可能千差萬別,為了使招標價格具有可比性、招標文件中應對各個技術參數進行明確,對設備構成進行界定,對各種配置進行限定。

(2)發揮最大產能

設備折舊費用一定,要使生產產品單件成本降低,就要使單件分攤的設備折舊成本降低。要降低分攤成本,唯一的辦法就是讓設備盡可能多地生產,使設備產能發揮到最大,設備的產量實現最大。
地丸處理設備具有較大的柔性,同一拋丸設備通過吊具的設計以及吊掛的組合可實現不同的產能。因此,根據企業生產的工件,在不超過懸掛輸送承載的前提下,可以通過吊具的改善來增加吊掛工件的數量或通過不同尺寸、外形工件進行組合吊掛,使每一掛工件的數量或拋丸處理的面積達到最大化,從而提高效率和產量。當然,通過提高作業效率,還可減少用工數量,從而降低人工成本。

(3)彈丸混合使用

為提高地丸效果,降低丸料成本,可以根據實際生產情況將不同的彈丸混在一起使用。彈丸的混用包括不同種類的彈丸混合使用和不同規格的彈丸混合使用,如鋼絲切丸和錢鋼丸混合使用,既能提高拋丸的效果,又能降低丸料的使用成本。
據研究,拋丸處理時粗大的彈丸太多時,由于單位體積或重量的彈丸顆粒少,以致工件的表面有地方清理不到,正常的彈丸比例,彈丸會均勻地分后在工件表面,細的彈丸比例高,單位體積或重量的彈丸顆粒多,則會在工件的表面形成一個“保護層” ,而且彈丸內含有很多粉塵,這部分屬于無效彈丸,降低了地射效率,要達到同樣的清理效果,只能降低工件的處理速度。因此,將不同直徑的丸料混用能提高效率并降低成本。

(4)其他方面

除了設備采購、產能發揮和輔料選用幾個方面外,一些小的細節對于拋丸處理成本的降低也不容忽視。比如,工件上殘留彈丸的清理也會影響到生產成本。一些工件存在腔體結構,在地丸過程中,大量彈丸會殘留在工件腔體中。如果這些彈丸不清理出來,就會隨工件轉走一方面使得彈丸不能循環使用,另一方面還會影響到下一工序。再如,通過合理調整生產節拍,使T序間等待時間減少或消除,設備有效作業延長或最大化,也能夠降低成本的分攤。

4.結語

用干涂裝前處理的拋丸和用于表面強化或其他用途的拋丸要求是不一樣的,因此拋丸處理的成本會不一樣。即便是同一用途的拋丸,設備規格型號、吊掛方式、丸料選用不一樣,會造成生產成本的不同。因此,對于拋丸處理,要控制好成本,首先要選購適合企業產品與產量的設備,降低固定成本的分攤;選擇合適的丸料,降低輔料消耗;通過組合吊具吊掛,使產能發揮到最大。

橋面水泥混凝土構造深度不足 和浮漿的存在，使其與防水層 之間 形成弱結合面，層間應力增大，發 生剪切破壞，成為最 終導致瀝青混 凝土橋面病害 的罪魁禍首。調查顯 示，78%的橋面病害 與層間黏結不 良有關，足見層間黏 結對橋面耐久 性 的重要 作用 。

影響層間黏結 的因素很多，鑿毛工藝是制約層間黏結效果的基本因素之一。鑿毛效果 的好壞，直接影響到水泥混凝土與瀝青混凝土的層間結合質量和抵抗水平剪切能力 ，從而影響到橋面的使用壽命。 傳統的人工鑿毛、拉毛及機械刻槽 工 藝效率低，而且無法徹底清除浮 漿;銑刨工藝雖能解決浮漿問題， 但銑刨后容易造成混凝土表面松動 破壞，并形成一道道深淺各異的溝槽 ，不利于表面清掃，導致橋面滯水分;施工拉毛效率雖高，但會在混凝土表面形成一個薄弱層 。

近年來不斷出現的橋面瀝青鋪 裝層早期推移、擁包甚至 剝落病害 等耐久性問題，越來越多地 引起中 外公路橋梁界對傳統橋面層間處理工藝的反思。

中國 《公路瀝青路面施工技術規 范 》 (JTJF40–2004)規 定 : 水 泥 混 凝土橋 面瀝青混凝土鋪裝層的下臥層必須符合平整、粗糙 、整潔的要求;水泥混凝土橋面板表面應作銑 刨鑿毛處理，清除浮漿，除去過高的突出部分。 《公路瀝青路面設計 規 范 》 (JTG D50-2006)借 鑒 發 達 國 家經驗 ，規定:特大橋 、重要大橋 橋面宜進行表面噴砂處理 (拋丸與 噴砂屬同類表面處理工藝)。

在這一背景下，拋丸技術從金 屬、非金屬表面處理領域引進到公 路混凝土橋 面處理。這是混凝 土橋 面處理技術的一大創新。

水平通過式拋丸機原理：

通過拋丸機械方法用彈丸高速拋射沖擊工作表面的一種非接觸式表面清理工藝,拋丸清理的工作原理是將彈丸的動能轉化為對工作表面的沖擊力,實現對工作面的處理。
拋丸機主要由拋丸系統、拋丸室、回彈室和分離除塵系統等部分組成。拋丸機工作時通過控制彈丸的顆粒大小、形狀、拋射流量以及調整機器行進速度的設定,達到不同的拋射強度,獲得不同的表面處理效果。
通過混凝土表面拋丸鑿毛工藝,可以有效去除表面浮漿、起砂層,在表面形成大面平整、微觀淺表粗糙非均勻的“橘皮”狀構造,提高橋面構造深度和摩擦系數。同時,拋丸工藝能暴露混凝土表面的毛細孔和裂紋，便于提前采取補救措施,利于封閉劑或黏結劑滲入混凝土,提高防水層的黏結強度和抗剪切力。

公路橋梁用水平通過式拋丸機具有機動靈活、操作方便、無損表面、暴露缺陷、大面平整、微觀粗糙、潔凈實用、增黏抗剪、自動清理、低噪無塵、高效環保等特點。

水平通過式拋丸機應用現狀

拋丸機的發展已有近百年歷史,最初用于金屬、非金屬表面清除雜質氧化層或增加粗糙度,近年來進入歐美發達國家橋梁施工和公路養護領域。
在中國,近幾年拋丸技術在鋼橋面施工中已有一些成功應用(如杭州灣大橋等) ,但作為一種全新的工藝,用作混凝土橋面處理只是剛剛起步,正由東南沿海向西北內陸推進。

在西北,2008年7月,咸陽機場專用高速公路渭河特大橋首次將拋丸技術用于混凝土橋面處理。

渭河特大橋橋面面積約201 km,橋面鋪裝混凝土設計強度等級為C40,為了滿足工期要求,配置了6臺作業寬度25~80 cm的Blastrac水平通過式拋丸機,同時配置1臺w2000型大型銑刨機進行了工藝對比試驗。
渭河特大橋拋丸實踐證明,拋丸工藝的施工效果和效率與傳統工藝相比顯著提高。
拉拔試驗的結果對比表明,拋丸后拉拔應力為拋丸前的3~5倍。

混凝土拋丸后浮漿問題的解決

要解決這一問題，首先應從配 合 比設計入手，在保證強度和施工 和易性 的前提下適 當降低砂率 。施 工中應嚴格控制原材料質量和配合

比，避免砂 率和水灰 比波動過大， 這對確保混凝土質量和拋丸效果都 是 有益 的。

拋丸暴露橋面混凝土裂縫等缺 陷的處理工藝尚需研究。鑒于施 工、養護和環境等 因素 ，混凝土會 存在 裂縫、空洞等缺 陷，傳統表面 工藝處理后無法發現甚至掩蓋 了這 些缺 陷。而拋丸工藝在鑿毛時通過 負壓將清理物全部回收，使橋面混 凝土裂紋等缺 陷暴露無遺。對拋丸 后暴露出可能影II向橋面質量的缺 陷，有針對性地采用灌注、壓注等 方法進行修復處理 ，可 以消除潛在質 量 隱患 。 缺陷修復需根據實際情況選用專用 的混凝土缺 陷修復材料和配套 修復工藝。機場路在K17+292處對 多處水泥 混凝土橋面裂縫進行 了化 學灌漿處理試驗 ，實際效果有待進?一?步觀察驗證。對拋丸暴露出來的 混凝土缺 陷處理 方法有待進行深入研究。

拋丸工藝能暴露橋面混凝土缺 陷的特點對橋面混凝土質量控制提 出了更高 的要求，由此有望促使橋面混凝土質量達到新的水平。 拋丸檢驗標準有待進一步研 究。 由于拋丸技術 引入國內公路橋 梁施工時間不長 ， 目前橋面混凝土 拋丸處理后的構造深度、摩擦系數、露骨率等尚無驗收指標規定。 二次污染對層 間黏結力具 有明 顯影響。拋丸處理后混凝土表面外露時間不宜過長，應合理安排施工 進度，做好交通封閉，盡快進行下 一 道工序施工，防止二次污染造成 層問剪應力增大，黏結力下降，增大產生推移、擁包等病害 的風險。 拉拔對比試驗顯示二次污染后橋面 與 防水層 黏 結力 下 降30%~74%。

對于橋面局部高程超高部位， 拋丸無法 處理 到位。橋面混凝土施 工高程難免存在局部超 高，為了保 證瀝青鋪裝層厚度，對橋面局部突出過高的包塊部位，需要配合人工 鑿除或銑刨等傳統工藝進行配套輔 助作業。

處理費用偏高影響拋丸技術大 面積推廣。拋丸技術在中國公路橋 梁施工領域尚未普及，國內公路橋 梁用拋丸機生產規模小、產量低 、 價格高，拋丸處理公司普遍規模不 大，處于市場開發期，報價尚無定 額參考。上述因素導致公路橋梁拋 丸費用居高不下，全國各地合同單 價差異較大。費用偏高已成為制約拋丸工藝 在公路橋梁領域應用的重要因素。 為了節約費用，拋丸技術僅在一些重 點工程 得 到應 用 。 降低拋丸處理費用需多管齊下。可通過政 策傾斜 ，鼓勵扶持公 路橋梁拋丸機集 中規模化生產;對 實施拋丸項目給予適當補貼等措 施，鼓勵使用拋丸技術:行業 內組建大型規模化表面處理公司，使拋丸處理規模化 ;利用市場杠桿，通 過公開競標選擇合理報價。

結語

混凝土橋面拋丸技術 處理一方 面清除了嚴重影響層 間黏結質量的 浮 漿 ， 另 一 方 面 產 生 深 度 1~ 3 m nl 的 不均 勻粗 糙 表 面 ，確 保 了下 一 步橋面施工對清潔度及粗糙度的質量 要求，既增大 了層 間黏結面積，又 借助水泥混凝土和瀝青混凝土骨料 之間的鑲嵌作用，使層問抗剪強度 得 到根本性提高，大大提高了面層抗推移能力。
使用傳統工藝處理 的橋梁，隨著交通量的增加，防水層和面層與 橋面 的黏結強度不足 ，產生早期推 移 、擁包病害 。拋 丸技術解決上述 問題 ，顯著提高工作效率，延長橋梁 的使用 壽命 。 拋丸技術用于混凝土橋面處理，可充分暴露混凝土裂縫等缺 陷，便于提前采取補救措施，消除 潛在質量隱患。同時可對以后混凝 土施工控制提 出預警 ，有利于進一 步提高混凝土工程質量，推動混凝土質 量通病 治 理 活動 。 混凝土橋面拋丸技術 是一項具有廣闊發展前景的橋面處理新技 術，國家 “十二五”公路橋梁建設規劃為其提供 了足夠的發展空間。 混凝土橋面拋丸這一 新型技術 的推 廣 受 到工 程 界 的認 可 程度 、拋 丸機 的規模化生產、費用的高低以 及相應規范指標的出臺等諸多因素的 影 響 。

拋 丸 的 原 理 是 拋 射 出 高 速 密 集 的 鋼 丸 ，打 擊 盤條表面 ，使盤條表面的氧化鐵皮、銹蝕層及其污物迅 速脫落 ，獲得一定粗糙 的潔凈表 面 。盤條表面受 到外力的作用 ，必然使其性能發生改變 ，本文對拋丸前后高速鋼盤條的性能變化進行 了試驗研究。

1 試驗方法及材料

試驗所用拋丸機設備型號為 XQ一1I型通過式 盤條拋丸機組，鋼丸采用QB一2、QB一3、QB一4 混 合 使 用 ，鋼 丸 配 比 為 :50% QB 一4 + 30% QB 一3+20%QB一2。卷曲頻率 20Hz、拋投頻率為 45 Hz、風 門開 度 20。。試驗所用材料材質為 M2，規格 為 qb5.5mm 的 熱 軋 高 速 鋼 盤 條 ，試 樣 成 分 見 表 1。

對8卷高速鋼盤條進行拋丸,每卷拋丸前后取樣,共取8組試樣,依次編號為1-8#,每組2個試樣,分別為拋丸前后試樣進行氧化鐵皮、脫碳層、拉伸性能、硬度的檢測,對檢測結果進行對比分析。
氧化鐵皮的檢測方法為,采用掃描電鏡對拋光后的盤條試樣進行觀察測量。脫碳層的檢驗采用金相法,即使用硝酸酒精溶液腐蝕顯微組織,放大100倍進行觀察測量。拉伸性能檢驗在電液伺服萬能試驗機上進行,測其抗拉強度和斷面收縮率。硬度是衡量金屬軟硬程度的一種性能參數,它的測試方法有回跳法、劃痕法及壓人法3種。用壓人法測得的硬度值表征金屬的塑性變形抗力及應變硬化能力。
一般鋼材交貨硬度的檢驗采用布氏硬度試驗法,布氏試驗機測試硬度的原理是用一定大小的載荷F,把直徑為D的圓鋼球(或硬質合金球)壓入試樣表面并保持一定時間后卸載載荷,測量試樣上的圓形壓痕直徑dmm,查表找出對應的布氏硬度值。本試驗中所用試驗材料直徑為5.5 mm,因其檢驗面較小,常規布氏硬度檢驗法不適應,所以采用載荷為5 N的維氏硬度檢驗法。

2試驗結果與分析

2.1盤型和表面
圖1為拋丸前后盤條盤型圖片。由圖1可以看出,拋丸后盤型規矩,整齊,盤型較好。圖2為拋丸前后盤條表面圖片。由圖2可以看出,拋丸后盤條表面光亮,顏色一致,形象較好。拋丸前的盤條,因為退火的原因,盤條表面顏色不一,賣相較差。

2.2氧化鐵皮
表2為拋丸前后試樣上氧化鐵皮厚度檢驗結果。由表2可以看出,拋丸后氧化鐵皮基本去除干凈。圖3為拋丸前后試樣上氧化鐵皮的金相照片。