1 引言

拋丸機(jī)通過一種或多種砂料來打擊金屬的表面，消除金屬表面的一些附著物 , 如鐵銹 ,防止銹蝕 改善外觀 從而提高產(chǎn)品質(zhì)量 拋丸介質(zhì)可以是各種規(guī)格的砂、 碳化硅顆粒、 小鋼球等。

拋丸機(jī)拋出的鋼砂通過葉片旋轉(zhuǎn), 打擊到物體的表面, 去 除工件表面銹蝕。 拋噴丸清理技術(shù)的發(fā)展歷程如同其他行 業(yè)技術(shù)的發(fā)展一樣 , 經(jīng)歷 了從仿制到 自行開發(fā)至快速發(fā)展 的一個(gè)漫長的過程。 第一臺(tái)拋丸機(jī)制成于上世紀(jì) 年代 , 我國在 年代初設(shè)計(jì)生產(chǎn)了一臺(tái) 滾筒式拋丸清理 機(jī)。 現(xiàn)階段, 相繼出現(xiàn)了形式多樣的清理機(jī), 如通過式拋丸清理機(jī)、 轉(zhuǎn)臺(tái)式清理機(jī)、 吊鉤式清理機(jī)、 履帶式清理機(jī)、 滾筒式清理機(jī)、 鏈?zhǔn)角謇頇C(jī)、 噴丸式拋丸清理機(jī)等, 在技 術(shù)發(fā)展趨勢(shì)上主要是結(jié)合新技術(shù) 如先進(jìn) 的虛擬制造技術(shù)、 機(jī)器人技術(shù) 、 使用新材料 如使用新材料解 決耐磨 問題 并與計(jì)算機(jī)技術(shù) 如軟件開發(fā) 結(jié)合 , 從而實(shí)現(xiàn)拋丸機(jī)的 智能化、 電子化及紅外遠(yuǎn)距離控制 , 實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化清理 。

目前 , 中國已經(jīng)有很多拋丸設(shè)備專業(yè)生產(chǎn)廠家 , 經(jīng)過多年的研發(fā) , 拋丸技術(shù)與裝備日臻完善 , 性能不斷提高, 應(yīng)用范圍已從單純的鑄造業(yè)表面清理擴(kuò)大到冶金礦山、 機(jī) 械制造 、 汽車拖拉機(jī) 、 兵器制造 、 輕紡機(jī)械 、 船舶車輛 、 航空宇航等不同行業(yè) , 其工藝范圍亦從鑄鍛件的表面清理 擴(kuò)展到金屬結(jié)構(gòu)件的強(qiáng)化、 表面加工、 拋噴丸成形等不同 的領(lǐng)域。 拋丸機(jī)大致分為 種, 即履帶式拋丸機(jī)、 臺(tái)車式 拋丸機(jī)、 路面拋丸機(jī)、 鋼管內(nèi)壁拋丸機(jī)和吊鉤式拋丸機(jī)。

2 吊掛環(huán)軌式拋丸生產(chǎn)線設(shè)計(jì)方案

2.1工件處理要求

被拋丸處理的工件性能參數(shù)如下 工件的材質(zhì)為Q345不規(guī)則形狀, 最大尺寸為8000×3400×1600MM，工件重量6噸，生產(chǎn)效率45分鐘/掛，年清理生產(chǎn)效率2000件/年， 清理標(biāo)準(zhǔn)為SA2.5。

2.2 拋丸機(jī)選型

根據(jù)工件的性能參數(shù)對(duì)拋丸機(jī)五種類型進(jìn)行可行性分析。

履帶式拋丸機(jī)適合用于大中型生產(chǎn)工件的表面清理及 強(qiáng)化 , 清理工件必須是單重在 以下 的鑄件 。

臺(tái)車式拋丸機(jī)主要適合中小型工件的表面清理的批量 生產(chǎn), 該設(shè)備適合于發(fā)動(dòng)機(jī)連桿、 齒輪、 膜片、 彈簧等的 表面處理 , 廣泛應(yīng)用于鑄造和汽車制造業(yè) , 具有生產(chǎn)效率高, 密封效果好 , 結(jié)構(gòu)緊湊 , 裝卸件方便 , 技術(shù)含量高等特點(diǎn)。

路面拋丸機(jī)利用電機(jī)驅(qū)動(dòng) , 拋丸輪在高速旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生離心力和風(fēng)力 一定顆粒度的彈丸流入進(jìn)丸管時(shí) 可以控制彈丸的流量 便被加速帶入高速回轉(zhuǎn)的分丸輪中,在離心力的作下, 彈丸由分丸輪窗口拋出進(jìn)入定向套, 再經(jīng)由定向套窗口 控制丸料的拋打方向 拋出, 由高速回轉(zhuǎn)的葉片拾起 , 并沿葉片之長度方向不斷加速運(yùn)動(dòng)直至拋出, 拋出的彈丸形成一定的扇型流束, 沖擊工作平面起著。

清理強(qiáng)化的作用 鋼管內(nèi)壁拋丸機(jī)采用噴丸技術(shù)來清理圓柱體的內(nèi)壁 ,它是一種新型網(wǎng)管內(nèi)壁噴丸清理機(jī) , 它主要利用壓縮空氣 作為動(dòng)力, 將彈丸加速產(chǎn)生一定的動(dòng)能, 噴打鋼瓶內(nèi)壁, 當(dāng)鋼瓶定位于噴槍室時(shí), 噴槍會(huì) 自動(dòng)伸入各 自的瓶內(nèi), 噴 槍在腔 內(nèi)上下移動(dòng) , 完成對(duì)瓶 內(nèi)壁全方位噴射清理 , 是氣 瓶行業(yè)選用最佳類型 。

吊鉤式拋丸機(jī)作為拋丸清理機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)型 , 最大承載 量達(dá) 公斤, 它的生產(chǎn)效率相當(dāng)高, 靈活性跨度也相 當(dāng)大 , 是 理 想 的清 理 強(qiáng) 化 設(shè) 備 , 主 要 適 用 于 各 種 中 、 大 型 鑄件、 鍛件、 焊件、 熱處理件的表面處理 , 包括易碎和形 狀不規(guī)則的工件, 它是用電動(dòng)葫蘆和軌道將工件吊掛起來, 沿著軌道慢慢進(jìn)入到拋丸機(jī)中進(jìn)行拋丸的一種工藝方法 , 只要將工件的重心找好, 就能將工件平穩(wěn)的吊起, 輸送到 拋丸機(jī)中進(jìn)行拋丸, 就能滿足工件的性能要求。

根據(jù)我們要處理工件的特點(diǎn) , 只能采用吊鉤式拋丸機(jī) 生產(chǎn)線才能滿足工件生產(chǎn)的要求。

2.3 軌道運(yùn)行方式選擇

直線往返式方式是工件進(jìn)到拋丸室 , 采用原地 回轉(zhuǎn)進(jìn) 行拋丸, 工件被拋完以后, 電動(dòng)葫蘆和工件, 將沿原路返 回 。 該 軌 道 運(yùn) 行 方 式 雖 然 占地 空 間 小 , 但 由 于 第 二 個(gè) 工 件 要等上一個(gè)工件出來并卸下來后才能開始吊掛、 運(yùn)行和拋丸, 工作效率低, 達(dá)不到 臺(tái)件 年的性能指標(biāo)要求。

環(huán)形軌道方式是指吊掛工件的軌道采用環(huán)形軌道 吊掛葫蘆采用環(huán)鏈電動(dòng)葫蘆, 因?yàn)楹J在室體外運(yùn)行, 可采 用普通 的環(huán)鏈 電動(dòng)葫蘆 以減少成本 當(dāng)?shù)谝粋€(gè)工件進(jìn)行拋 丸后 , 繼續(xù) 向前走 , 進(jìn)到后密封室 , 第二個(gè)工件馬上進(jìn)入拋丸室進(jìn)行拋丸, 效率上是直線往返方式的一倍, 所以這 種軌道方式能夠滿足生產(chǎn)效率 環(huán)形軌道方式的缺點(diǎn)是占 地空間相應(yīng)的要大一些。

根據(jù)所處理工件的需求 , 我們認(rèn)為采用環(huán)形軌道方式能夠滿足處理工件效率。

2.4 拋丸機(jī)生產(chǎn)線設(shè)計(jì)

拋丸機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)如圖1所示主要包括室體、 電器 、控制系統(tǒng)、 吊掛輸送機(jī)構(gòu) 、彈丸輸送系統(tǒng) 、電動(dòng)上下料平車、氣動(dòng)吊拉對(duì)開門、 拋丸器 、提升機(jī) 、除塵系統(tǒng)。 為滿足被拋工件的技術(shù)性能要求 ,拋丸機(jī)生產(chǎn)線各環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)參數(shù)如下。

（1）室體

根據(jù)處理工件性能參數(shù)，軌道采用環(huán)軌輸送工件，設(shè)計(jì)4個(gè)室體，分別是前密封室、拋丸室、后密封室、清理室。拋丸室的長度為3m，內(nèi)部寬度4.3m，殼體采用12mm后鋼板和方管焊接結(jié)構(gòu)組成。前后密封室的長度均為8.5m，內(nèi)部寬度大于4m，內(nèi)部高度大于3.6m，密封室一段與拋丸室相連，另 一 端 裝 有 氣 動(dòng) 吊拉 對(duì) 開 門 , 前 后密封室均設(shè)有安全檢修 門 , 方便進(jìn)入室體 內(nèi)部進(jìn)行作業(yè) 。清理室的長度為 米 內(nèi)部寬度為 米 內(nèi)部高度大于3.6m。

（2）電氣控制系統(tǒng)

電器控制系統(tǒng)采用 自動(dòng)和手動(dòng)兩種控制方式 , 正常運(yùn)行狀態(tài)下采用 自動(dòng)控制方式 , 設(shè)備各部件按預(yù)先編好的程序進(jìn)行順序運(yùn)行 安裝調(diào)試 單個(gè)或幾個(gè)功能部件運(yùn)行 ,部件維修和試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)采用手動(dòng)控制方式 。

（3）吊掛輸送機(jī)構(gòu)

環(huán)形軌道采用的工字鋼型號(hào)為 , 軌道總長度大于100m，電動(dòng)葫蘆的供電及控制采用環(huán)形滑觸線方式 設(shè)有10 個(gè)鋼絲繩電動(dòng)葫蘆和 個(gè)一次吊具 , 起吊工件的方式為兩 個(gè) 電動(dòng) 葫 蘆 同 時(shí)起 吊一 個(gè) 平 衡 梁 , 平 衡 梁 下 面 掛 工 件 。葫蘆通過平衡梁 吊裝工件后快速運(yùn)行至拋丸室 , 慢速變頻調(diào)速通過拋射區(qū) , 完成拋丸清理工作 。

（4）彈丸輸送系統(tǒng)

螺旋輸送器 由減速機(jī) , 螺旋軸 , 輸送罩 , 帶座軸承等 組成 。 螺旋軸上裝有脈沖輪 , 可檢測跟蹤螺旋的工作狀態(tài) , 一旦 出現(xiàn)堵塞不轉(zhuǎn)等故障時(shí) , 馬上將信號(hào)反饋至 , 報(bào) 警或逐步停車 , 以保證設(shè)備的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。

（5）電動(dòng)上下料平車

清理設(shè)備采用 電動(dòng)平車上下料 , 平車在專用軌道上行走 , 平車上設(shè)有驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) , 由拖鏈拖線提供 電源 。載重量為8噸， 平車主要 由臺(tái)面 、噸 , 臺(tái)面行走機(jī)構(gòu)等組成 , 尺寸8×2.4m。

（6）氣 動(dòng) 吊拉 對(duì) 開 門

前密封室外段、拋丸室與清丸室之間、清丸室外段，共設(shè)有 個(gè)氣動(dòng)吊拉對(duì)開門, 兩扇大門均采用吊掛方式 ,通過滑架將門體懸掛在大門頂部的工字鋼上，門體下面設(shè)有 導(dǎo) 向輪 ,大門的開關(guān)采用氣缸驅(qū)動(dòng)。

（7）拋丸器

葉輪體徑向跳動(dòng)≦0.15mm，面跳動(dòng)≦0.05mm，動(dòng)平衡檢測≦15N.mm，主軸承空運(yùn)轉(zhuǎn)1小時(shí)≦35°C。

（8）提升器

提升器由減速器、控制電機(jī)、上下滾筒、7層高強(qiáng)度聚酯芯傳動(dòng)帶、料斗、封閉罩殼和漲緊裝置等組成。 提升 機(jī)的下部軸上裝有脈沖輪 , 可檢測跟蹤提升機(jī)的工作狀態(tài) ,一旦 出現(xiàn)提升機(jī)皮帶松弛打滑或堵塞不轉(zhuǎn)等故障時(shí) , 馬上將信號(hào)反饋至PLC，報(bào)警或逐步停車，以保證安全運(yùn)行。

（9）除塵系統(tǒng)

設(shè)備總除塵風(fēng)量約為66000立方米/時(shí)，除塵點(diǎn)分別是除塵室、前后密封室和清理室、分離器。除塵效率為99%以上，粉塵排放濃度小于等于100mg/立方米，設(shè)備運(yùn)行過程中，由本設(shè)備導(dǎo)致的周邊粉塵濃度小于10mg/立方米，噪音小于93分貝。

3 結(jié)論

拋丸機(jī)利用拋丸器內(nèi)葉片的高速旋轉(zhuǎn)，將砂料高速拋出，打到工件表面上，去除工件表面銹蝕，改善產(chǎn)品外觀，提高產(chǎn)品質(zhì)量，本文根據(jù)待處理工件的技術(shù)性能參數(shù)，設(shè)計(jì)了一種拋丸機(jī)生產(chǎn)線?,?該拋丸機(jī)采用吊掛環(huán)軌道運(yùn)行方式，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)特定工件的拋丸處理。

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