薄板拋丸機(jī)清理裝置

摘要：提出了一種薄板拋丸清理裝置,其中薄板拋丸清理裝置,包括,吹丸裝置,設(shè)置于所述薄板拋丸清理裝置的一端,用以吹掉拋丸后殘留下來(lái)的殘留物;回收螺旋輸送器以及拋丸清理室,拋丸清理室外壁上安裝有4臺(tái)拋丸器,且拋丸器設(shè)置為與工件的拋射角度成α°,且滿足20°≤α°≤40°;采用相同布置方式的4臺(tái)拋丸器同時(shí)拋丸,工作效率大大提高,同時(shí)薄板的變形量能較好地滿足下一步工序的要求。

關(guān)鍵詞：薄板;拋丸清理裝置;處理工藝;

拋丸設(shè)備主要應(yīng)用于鑄造業(yè)鑄鋼、鑄鐵件的表面粘砂及氧化皮的清除以及軋鋼行業(yè)表面氧化皮的清理，幾乎所有的鑄鋼件、灰鑄件、瑪鋼件、球鐵件等都要進(jìn)行拋丸處理，在一般鑄件生產(chǎn)中，拋噴丸清理是發(fā)現(xiàn)鑄件表面缺陷如皮下氣孔、渣孔以及粘砂、冷隔、起皮等的必不可少的工藝手段。薄板(鋼板厚度為1mm≤δ≤3mm)的應(yīng)用比較廣泛，造船廠、發(fā)電廠等都有大量需求，并且板面平整度要求比較高。由于現(xiàn)有拋丸機(jī)對(duì)于薄板的處理工藝及方法存在缺陷，使得薄板拋丸處理目前普遍存在變形，且變形產(chǎn)生后由于丸料沖擊形成的內(nèi)應(yīng)力幾乎無(wú)法消除，導(dǎo)致薄板材料報(bào)廢，很多制造商采取化學(xué)處理除銹的方法，成本高，效率低，還會(huì)產(chǎn)生化學(xué)污染。因此，開(kāi)展薄板拋丸處理的技術(shù)相關(guān)研究就顯得更加重要。
1現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)存在的主要問(wèn)題
目前的薄板拋丸清理裝置主要存在以下問(wèn)題：
(1)拋丸機(jī)行業(yè)現(xiàn)在使用的薄板拋丸清理機(jī)拋出薄板(1.0mm≤δ≤3.0mm)變形量比較大，達(dá)不到目前生產(chǎn)工藝要求；
(2)現(xiàn)有一種普通薄板拋丸機(jī)是采用拋丸器斜射薄板的方法，這種方法適用于低生產(chǎn)率、低拋丸速度(0.3m/mim≤v≤0.8m/mim)的生產(chǎn)場(chǎng)合,如果生產(chǎn)率要求高的話往往無(wú)法使用；
(3)拋丸器的拋射角度不可調(diào)整，致使薄板工件部分區(qū)域無(wú)法清理；由于拋丸帶角度，主要散射方向的丸料飛行到薄板的距離長(zhǎng)短不一，使得各部位薄板受力不一致，容易導(dǎo)致薄板變形；
(4)由于拋丸器對(duì)稱設(shè)置，斜對(duì)角的拋頭在未有薄板進(jìn)入(也即空拋)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)拋頭對(duì)打的現(xiàn)象，極大的損傷設(shè)備，降低使用壽命。
2技術(shù)改進(jìn)措施
如圖1為改進(jìn)后的一種薄板拋丸清理裝置示意圖。其中，所述的薄板拋丸清理裝置主要包括：吹丸裝置1、回收螺旋輸送器2、室內(nèi)輥?zhàn)?以及拋丸清理室3。
圖1、改進(jìn)的薄板拋丸清理裝置示意圖吹丸裝置 1設(shè)置于所述薄板拋丸清理裝置的一端，用以吹掉拋丸后殘留下來(lái)的殘留物。其由高壓風(fēng)機(jī)及其管道、軟管與噴嘴等組成，并且，噴嘴的朝向按“八”字形排列；同時(shí)，根據(jù)流體力學(xué)的原理，將噴嘴的形狀設(shè)計(jì)為圓口形，使噴口流量較大化，因而提高了設(shè)備的自動(dòng)化程度和吹丸效率，降低了能耗。
拋丸清理室3的外壁上安裝有4臺(tái)拋丸器31，且分左右各兩臺(tái)合理布置，拋丸清理室3的外壁上設(shè)有若干個(gè)供拋丸穿過(guò)的孔，使得拋丸能夠從各個(gè)角度對(duì)工件的表面進(jìn)行清理。拋丸器31設(shè)置為與工件的拋射角度成α°，且滿足20°≤α°≤40°。同時(shí)，設(shè)置相對(duì)的兩臺(tái)拋丸器31距交匯于A點(diǎn)，且他們分別到A點(diǎn)的距離為S1、S2，薄板厚度d為1mm≤δ≤3mm，滿足S1+d＝S2，但根據(jù)拋丸能量損失計(jì)算，3mm能量損失約為0.3‰，可以忽略不計(jì)，近似地認(rèn)為S1＝S2。拋丸器31分別布置在上下兩面，薄板8置于室內(nèi)輥?zhàn)?上面，并通過(guò)輥?zhàn)域?qū)動(dòng)沿水平方向前進(jìn)。
拋丸器31包括：葉輪311、結(jié)合盤312、電動(dòng)機(jī)313、分丸輪314、定向套315、葉片316、導(dǎo)丸管317、耐磨護(hù)板(3181、3182、3183)、護(hù)罩319等構(gòu)件。所述定向套315固定在護(hù)罩319內(nèi)，其具有一個(gè)窗口，且能夠通過(guò)調(diào)整定向套315而調(diào)整該窗口的方向。定向套315的內(nèi)部固定安裝有分丸輪314。分丸輪314上具有一個(gè)入口和四個(gè)窗口。所述導(dǎo)丸管317位于護(hù)罩319的一側(cè)，且導(dǎo)丸管317的一端與分丸輪314的該入口相連通，另一端連接供丸系統(tǒng)，其中，供丸系統(tǒng)中設(shè)有供丸閘，用以調(diào)節(jié)拋丸流量，且便于維修。護(hù)罩319的另一側(cè)安裝有葉輪311，所述葉輪311上安裝有多個(gè)葉片316，葉片316分布在定向套315的圓周外側(cè)。葉輪311與電動(dòng)機(jī)313的輸出軸通過(guò)結(jié)合盤312相連接，并由電動(dòng)機(jī)313驅(qū)動(dòng)該葉輪311旋轉(zhuǎn)。
此外，在結(jié)合盤312與電動(dòng)機(jī)313之間還安裝有密封盤3121。在護(hù)罩319內(nèi)還安裝有用于防止拋丸過(guò)度損壞護(hù)罩319的耐磨護(hù)板，耐磨護(hù)板包括位于護(hù)罩319內(nèi)側(cè)頂部的頂護(hù)板3181、位于護(hù)罩319內(nèi)側(cè)側(cè)邊的側(cè)護(hù)板3182和位于護(hù)罩319內(nèi)側(cè)端面的端面防護(hù)板3183。工作時(shí)，彈丸由導(dǎo)丸管317滾入分丸輪314中，預(yù)加速后經(jīng)定向套315預(yù)設(shè)好方向的窗口拋出，葉片316繼續(xù)對(duì)其加速，進(jìn)而調(diào)整拋射達(dá)到工件上強(qiáng)力打擊，以達(dá)到清理的目的。
拋丸器31具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便、占用空間小等優(yōu)點(diǎn)，葉片316不需要螺釘、銷子、彈簧卡等任何夾具固定，而是將葉片316從葉輪311中心插入葉輪槽內(nèi)，當(dāng)葉輪311旋轉(zhuǎn)時(shí)，依靠葉片316產(chǎn)生的離心力及葉片316上的凸臺(tái)結(jié)構(gòu)固定。
圖2中拋丸清理室3為多室組合體，由主室體32和副室體33組成，拋丸器31布置在主室體32的外壁上，主室體32的前后兩側(cè)均為副室體33，副室體33均為密封室體并內(nèi)設(shè)有鋼板與多層橡膠簾屏蔽，以防止彈丸亂飛。同時(shí)拋丸清理室3內(nèi)有一定負(fù)壓，防止塵埃外逸。拋丸清理室3內(nèi)設(shè)有耐磨鑄鐵鋼板，以保護(hù)室體壁板免受磨損，延長(zhǎng)室體使用壽命數(shù)十倍以上；同時(shí)可以利用彈丸的反射功能，繼續(xù)有效的打擊工件表面，提高清理質(zhì)量與清理效率，在清理錐形集丸斗上裝有網(wǎng)狀物，以阻隔雜物，保護(hù)螺旋輸送機(jī)，便于維修人員維修。拋丸室體內(nèi)護(hù)板采用耐磨包鑄螺母遮蓋與栓接，保護(hù)螺絲不受損壞，拆裝更換方便。此外，為防止彈丸飛出，拋丸清理室3內(nèi)設(shè)有防護(hù)裝置。
薄板拋丸清理裝置還包括隔艙4、回丸室5、升降氣缸6和高壓反吹風(fēng)機(jī)7，其中，回丸室5設(shè)置于所述吹風(fēng)裝置1的下端；而升降氣缸6與所述高壓反吹風(fēng)機(jī)7相連接。
如圖2所示，拋丸器31的拋頭與薄板8橫向方向無(wú)角度，丸料散射方向到薄板的距離基本一致，受力比較均勻，解決了現(xiàn)有技術(shù)中由于丸料飛行到薄板8的距離長(zhǎng)短不一，使得各部位薄板8受力不一致，導(dǎo)致變形的缺陷。
圖2  拋出丸料與薄板距離示意圖 為了使要處理的薄板上下打擊力度相同的情況下，*先我們要對(duì)拋丸器31對(duì)工件的拋射角度α進(jìn)行設(shè)計(jì)如圖1所示，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)研究證明拋丸器31對(duì)工件的拋射角度20°≤α°≤40°時(shí)效果較好。因?yàn)?，?dāng)α°<20°時(shí)，小于20°會(huì)出現(xiàn)丸料反彈互射；當(dāng)α°>40°時(shí)，丸料反射角大會(huì)影響副室壽命，同時(shí)表面拋打力度降低，增加損耗。丸料拋射交匯于A點(diǎn)，且他們分別到A點(diǎn)的距離為S1、S2，薄板厚度d為1mm≤δ≤3mm，S1+d＝S2，根據(jù)拋丸能量損失，計(jì)算，3mm能量損失約為0.3‰，可以忽略不計(jì)，近似地認(rèn)為S1＝S2。拋丸器31上下對(duì)稱，且拋頭旋向以及供丸量上下對(duì)稱，保證了薄板8在Z方向上下受力相等。
3結(jié)語(yǔ)
采用本文提出的薄板拋丸清理裝置及處理工藝，在丸料、丸量及相同的拋丸力度情況下，能夠使薄板工件的變形量大大減小，同時(shí)由于采用了相同布置方式的幾組拋丸器同時(shí)拋丸，工作效率大大提高，拋丸器的拋射角度能夠調(diào)整，使薄板工件的整個(gè)區(qū)域都能夠清理干凈