吊挂环轨式抛丸生产线设计

1 引言

抛丸机通过一种或多种砂料来打击金属的表面，消除金属表面的一些附着物 , 如铁锈 ,防止锈蚀 改善外观 从而提高产品质量 抛丸介质可以是各种规格的砂、 碳化硅颗粒、 小钢球等。

抛丸机抛出的钢砂通过叶片旋转, 打击到物体的表面, 去 除工件表面锈蚀。 抛喷丸清理技术的发展历程如同其他行 业技术的发展一样 , 经历 了从仿制到 自行开发至快速发展 的一个漫长的过程。 第一台抛丸机制成于上世纪 年代 , 我国在 年代初设计生产了一台 滚筒式抛丸清理 机。 现阶段, 相继出现了形式多样的清理机, 如通过式抛丸清理机、 转台式清理机、 吊钩式清理机、 履带式清理机、 滚筒式清理机、 链式清理机、 喷丸式抛丸清理机等, 在技 术发展趋势上主要是结合新技术 如先进 的虚拟制造技术、 机器人技术 、 使用新材料 如使用新材料解 决耐磨 问题 并与计算机技术 如软件开发 结合 , 从而实现抛丸机的 智能化、 电子化及红外远距离控制 , 实现全自动化清理 。

目前 , 中国已经有很多抛丸设备专业生产厂家 , 经过多年的研发 , 抛丸技术与装备日臻完善 , 性能不断提高, 应用范围已从单纯的铸造业表面清理扩大到冶金矿山、 机 械制造 、 汽车拖拉机 、 兵器制造 、 轻纺机械 、 船舶车辆 、 航空宇航等不同行业 , 其工艺范围亦从铸锻件的表面清理 扩展到金属结构件的强化、 表面加工、 抛喷丸成形等不同 的领域。 抛丸机大致分为 种, 即履带式抛丸机、 台车式 抛丸机、 路面抛丸机、 钢管内壁抛丸机和吊钩式抛丸机。

2 吊挂环轨式抛丸生产线设计方案

2.1工件处理要求

被抛丸处理的工件性能参数如下 工件的材质为Q345不规则形状, 最大尺寸为8000×3400×1600MM，工件重量6吨，生产效率45分钟/挂，年清理生产效率2000件/年， 清理标准为SA2.5。

2.2 抛丸机选型

根据工件的性能参数对抛丸机五种类型进行可行性分析。

履带式抛丸机适合用于大中型生产工件的表面清理及 强化 , 清理工件必须是单重在 以下 的铸件 。

台车式抛丸机主要适合中小型工件的表面清理的批量 生产, 该设备适合于发动机连杆、 齿轮、 膜片、 弹簧等的 表面处理 , 广泛应用于铸造和汽车制造业 , 具有生产效率高, 密封效果好 , 结构紧凑 , 装卸件方便 , 技术含量高等特点。

路面抛丸机利用电机驱动 , 抛丸轮在高速旋转过程中产生离心力和风力 一定颗粒度的弹丸流入进丸管时 可以控制弹丸的流量 便被加速带入高速回转的分丸轮中,在离心力的作下, 弹丸由分丸轮窗口抛出进入定向套, 再经由定向套窗口 控制丸料的抛打方向 抛出, 由高速回转的叶片拾起 , 并沿叶片之长度方向不断加速运动直至抛出, 抛出的弹丸形成一定的扇型流束, 冲击工作平面起着。

清理强化的作用 钢管内壁抛丸机采用喷丸技术来清理圆柱体的内壁 ,它是一种新型网管内壁喷丸清理机 , 它主要利用压缩空气 作为动力, 将弹丸加速产生一定的动能, 喷打钢瓶内壁, 当钢瓶定位于喷枪室时, 喷枪会 自动伸入各 自的瓶内, 喷 枪在腔 内上下移动 , 完成对瓶 内壁全方位喷射清理 , 是气 瓶行业选用最佳类型 。

吊钩式抛丸机作为抛丸清理机的标准机型 , 最大承载 量达 公斤, 它的生产效率相当高, 灵活性跨度也相 当大 , 是 理 想 的清 理 强 化 设 备 , 主 要 适 用 于 各 种 中 、 大 型 铸件、 锻件、 焊件、 热处理件的表面处理 , 包括易碎和形 状不规则的工件, 它是用电动葫芦和轨道将工件吊挂起来, 沿着轨道慢慢进入到抛丸机中进行抛丸的一种工艺方法 , 只要将工件的重心找好, 就能将工件平稳的吊起, 输送到 抛丸机中进行抛丸, 就能满足工件的性能要求。

根据我们要处理工件的特点 , 只能采用吊钩式抛丸机 生产线才能满足工件生产的要求。

2.3 轨道运行方式选择

直线往返式方式是工件进到抛丸室 , 采用原地 回转进 行抛丸, 工件被抛完以后, 电动葫芦和工件, 将沿原路返 回 。 该 轨 道 运 行 方 式 虽 然 占地 空 间 小 , 但 由 于 第 二 个 工 件 要等上一个工件出来并卸下来后才能开始吊挂、 运行和抛丸, 工作效率低, 达不到 台件 年的性能指标要求。

环形轨道方式是指吊挂工件的轨道采用环形轨道 吊挂葫芦采用环链电动葫芦, 因为葫芦在室体外运行, 可采 用普通 的环链 电动葫芦 以减少成本 当第一个工件进行抛 丸后 , 继续 向前走 , 进到后密封室 , 第二个工件马上进入抛丸室进行抛丸, 效率上是直线往返方式的一倍, 所以这 种轨道方式能够满足生产效率 环形轨道方式的缺点是占 地空间相应的要大一些。

根据所处理工件的需求 , 我们认为采用环形轨道方式能够满足处理工件效率。

2.4 抛丸机生产线设计

抛丸机的机械结构如图1所示主要包括室体、 电器 、控制系统、 吊挂输送机构 、弹丸输送系统 、电动上下料平车、气动吊拉对开门、 抛丸器 、提升机 、除尘系统。 为满足被抛工件的技术性能要求 ,抛丸机生产线各环节的设计参数如下。

（1）室体

根据处理工件性能参数，轨道采用环轨输送工件，设计4个室体，分别是前密封室、抛丸室、后密封室、清理室。抛丸室的长度为3m，内部宽度4.3m，壳体采用12mm后钢板和方管焊接结构组成。前后密封室的长度均为8.5m，内部宽度大于4m，内部高度大于3.6m，密封室一段与抛丸室相连，另 一 端 装 有 气 动 吊拉 对 开 门 , 前 后密封室均设有安全检修 门 , 方便进入室体 内部进行作业 。清理室的长度为 米 内部宽度为 米 内部高度大于3.6m。

（2）电气控制系统

电器控制系统采用 自动和手动两种控制方式 , 正常运行状态下采用 自动控制方式 , 设备各部件按预先编好的程序进行顺序运行 安装调试 单个或几个功能部件运行 ,部件维修和试运转时采用手动控制方式 。

（3）吊挂输送机构

环形轨道采用的工字钢型号为 , 轨道总长度大于100m，电动葫芦的供电及控制采用环形滑触线方式 设有10 个钢丝绳电动葫芦和 个一次吊具 , 起吊工件的方式为两 个 电动 葫 芦 同 时起 吊一 个 平 衡 梁 , 平 衡 梁 下 面 挂 工 件 。葫芦通过平衡梁 吊装工件后快速运行至抛丸室 , 慢速变频调速通过抛射区 , 完成抛丸清理工作 。

（4）弹丸输送系统

螺旋输送器 由减速机 , 螺旋轴 , 输送罩 , 带座轴承等 组成 。 螺旋轴上装有脉冲轮 , 可检测跟踪螺旋的工作状态 , 一旦 出现堵塞不转等故障时 , 马上将信号反馈至 , 报 警或逐步停车 , 以保证设备的安全运转。

（5）电动上下料平车

清理设备采用 电动平车上下料 , 平车在专用轨道上行走 , 平车上设有驱动系统 , 由拖链拖线提供 电源 。载重量为8吨， 平车主要 由台面 、吨 , 台面行走机构等组成 , 尺寸8×2.4m。

（6）气 动 吊拉 对 开 门

前密封室外段、抛丸室与清丸室之间、清丸室外段，共设有 个气动吊拉对开门, 两扇大门均采用吊挂方式 ,通过滑架将门体悬挂在大门顶部的工字钢上，门体下面设有 导 向轮 ,大门的开关采用气缸驱动。

（7）抛丸器

叶轮体径向跳动≦0.15mm，面跳动≦0.05mm，动平衡检测≦15N.mm，主轴承空运转1小时≦35°C。

（8）提升器

提升器由减速器、控制电机、上下滚筒、7层高强度聚酯芯传动带、料斗、封闭罩壳和涨紧装置等组成。 提升 机的下部轴上装有脉冲轮 , 可检测跟踪提升机的工作状态 ,一旦 出现提升机皮带松弛打滑或堵塞不转等故障时 , 马上将信号反馈至PLC，报警或逐步停车，以保证安全运行。

（9）除尘系统

设备总除尘风量约为66000立方米/时，除尘点分别是除尘室、前后密封室和清理室、分离器。除尘效率为99%以上，粉尘排放浓度小于等于100mg/立方米，设备运行过程中，由本设备导致的周边粉尘浓度小于10mg/立方米，噪音小于93分贝。

3 结论

抛丸机利用抛丸器内叶片的高速旋转，将砂料高速抛出，打到工件表面上，去除工件表面锈蚀，改善产品外观，提高产品质量，本文根据待处理工件的技术性能参数，设计了一种抛丸机生产线 , 该抛丸机采用吊挂环轨道运行方式，能够实现对特定工件的抛丸处理。

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