拋丸清理技術(shù)與工藝探討.doc

拋丸清理技術(shù)與工藝探討摘要：拋丸清理是濰柴各鑄造廠非常重要的生產(chǎn)工序，拋丸機(jī)械技術(shù)與拋丸清理工藝探討有很重要的實(shí)際意義，本文主要分析介紹了拋丸的幾個(gè)主要部件的結(jié)構(gòu)原理，以及如何使用維護(hù)；同時(shí)對(duì)清理工藝及彈丸選用進(jìn)行了論述。關(guān)鍵詞：拋丸器 葉片 分離器 彈丸拋丸設(shè)備是鑄造行業(yè)的主要生產(chǎn)設(shè)備，濰柴的拋丸設(shè)備很多，類型很雜，在鑄造單位每年對(duì)拋丸設(shè)備維修與改造的投入占總維修費(fèi)用的25%以上，而且，拋丸設(shè)備對(duì)鑄件的表面質(zhì)量、內(nèi)腔質(zhì)量有直接的影響，因此，管理與維護(hù)好拋丸設(shè)備有非常重要的意義。 拋丸技術(shù)是目前國(guó)際上對(duì)各種機(jī)械零部件進(jìn)行表面清理、強(qiáng)化、光飾、去毛刺的一種先進(jìn)工藝之一，是一種借助拋丸器利用高速?gòu)椡柽h(yuǎn)距離拋射工件表面的不接觸式清理，該工藝不受被清理工件尺寸、形狀和重量的限制。拋丸清理技術(shù)是目前國(guó)際上應(yīng)用最普遍的、最經(jīng)濟(jì)、最可靠的清理方法。一、拋丸器拋丸器是清理設(shè)備的關(guān)鍵部件，是拋丸清理的心臟，拋丸清理機(jī)的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)指標(biāo)幾乎全部依賴于拋丸器的性能。熟練掌握其結(jié)構(gòu)原理，對(duì)拋丸清理的質(zhì)量與效率、拋丸器的維護(hù)與維修都有重要意義。1）、拋丸器的結(jié)構(gòu)、原理。拋丸器主要由焊接殼體、頂蓋(鑄件或焊接件)、葉輪、葉片(分直線葉片和曲線葉片，葉輪和葉片一起又統(tǒng)稱為葉輪體)、分丸輪、定向套、軸承座、主軸、導(dǎo)入管等主要零件組成。分丸輪固定在主軸上與葉輪一起旋轉(zhuǎn)，定向套則由定向套固定在護(hù)罩體上。拋丸器一般分兩種：一種為電機(jī)直聯(lián)式，電機(jī)直接與拋丸器相連，這種拋丸器沒(méi)有軸承座，結(jié)構(gòu)緊湊，適于安裝空間較小的場(chǎng)合；濰柴鑄鍛廠主要應(yīng)用的是另一種，皮帶傳動(dòng)式拋丸器，這種拋丸器有軸承座，電機(jī)通過(guò)V型皮帶與拋丸器相連，一般電機(jī)上的皮帶輪直徑較大，拋丸器上的皮帶輪直徑較小，從而實(shí)現(xiàn)增速傳動(dòng)，所以，后面對(duì)拋丸器的論述主要是針對(duì)皮帶傳動(dòng)式拋丸器。 常見(jiàn)的皮帶傳動(dòng)拋丸器 拋丸清理的工作原理：拋丸清理的工作原理是拋丸器將彈丸的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為對(duì)工件表面的沖擊力。彈丸自導(dǎo)入管加入拋丸器，經(jīng)分丸輪拋向固定在葉輪上的葉片，再由葉片以60-80m/s的速度拋向工件，定向套的作用是控制彈丸的方向。拋丸器是沒(méi)有什么好調(diào)整的，里面主要的就是拋丸用的定向套的調(diào)整，具體調(diào)整是：將定向套的開(kāi)口反方向于工件的噴射方向，即工件上面的拋丸器定向套開(kāi)口則應(yīng)該朝上，工件下面的開(kāi)口則應(yīng)該朝下，否則，噴出來(lái)的鋼丸是沒(méi)有力道的， 調(diào)試的時(shí)候注意拋丸器里面定向套的位置才能對(duì)你的工件清理出更好的效果，貫通拋丸吊鉤反轉(zhuǎn)是由設(shè)備頂部自轉(zhuǎn)鏈條拉動(dòng)的，在清理工件時(shí)，鑄件在吊鉤上反轉(zhuǎn)可以提高工件的清理效果，提升機(jī)就是回收系統(tǒng)的一部分，就是把你拋丸器拋出去的鋼砂通過(guò)提升機(jī)回收到設(shè)備頂部分離器，通過(guò)分離器鋼砂又回到料斗，這樣鋼砂就能循環(huán)利用。2）、拋丸器的葉片。按葉片的形狀拋丸器的葉片，可分為直線式葉片和曲線式什片兩種。下圖所示拋丸器的葉片曲線葉片前彎和后彎兩種形式。后彎曲線葉片磨很較少，噪聲較低，彈丸速度也較低。前彎曲線葉片的彈丸速度比直線葉片提高 19 % ，但葉片磨損較快。拋丸器的葉片是磨損最快的易損件、葉片需要經(jīng)常拆換。3）拋九器的性能參數(shù)：拋丸量、拋丸率和拋丸速度。拋丸器每分鐘拋出彈丸的質(zhì)量即為拋丸量。拋丸器的拋丸量從每分鐘幾十千克到 1250kg/min 。當(dāng)拋丸器葉輪轉(zhuǎn)速降低時(shí)，其拋丸量將變大。當(dāng)拋丸量不變時(shí)，工件表面所接受到彈丸的數(shù)量與工件到拋丸器距離的平方成反比當(dāng)此距離增加時(shí)，為保持同樣的清理速度就需選用拋丸量較大的拋丸器。清理大型工件時(shí)，拋丸器到工件的最遠(yuǎn)距離一般為 2m- 6 m，所采用她丸器酌拋丸量為300-600kg / min 。清理中小型工件時(shí)多采用100-400kg / min 拋丸量的拋丸器,1000kg/min左右的特大拋丸量多用子連續(xù)作業(yè)、高生產(chǎn)率的清理設(shè)備，如連續(xù)式拋丸清理滾筒和棒材、管材、線材的大批量連續(xù)清理設(shè)備拋九率是每分鐘每千瓦電動(dòng)機(jī)功率所拋出彈丸的質(zhì)量。它是表明拋丸器拋丸效率的一個(gè)主要指標(biāo)。一般拋丸率為10-18kg/(min.kw)。拋九器拋出的丸速一般在 60-80m/s，特殊惰況可用到 100m/s。大型工件采用較大的丸速一般為75-80m/s。中小型工件采用亂65-70m/s。4 ）拋丸器的磨損。拋丸器的零件處于強(qiáng)烈的磨料磨損狀態(tài)，且承受彈丸的反復(fù)強(qiáng)烈沖擊。影響拋丸器零件使用壽命的因素有零件的材質(zhì)、彈丸的材質(zhì)。零件的材質(zhì)特別是葉片的材質(zhì)，不僅要耐磨還要求韌性好。一般葉片報(bào)廢不是被磨壞，而是斷裂失效。彈丸對(duì)葉片的高速?zèng)_擊，使彈著點(diǎn)反復(fù)承受著很大的局部應(yīng)力，使具有微觀裂紋和鑄造缺陷的葉片最后斷裂。因此葉片、分丸輪、定向套和護(hù)板多用耐磨性和韌性都好的鉻合金鑄鐵，葉輪多用40Cr鋼。5）拋丸器的維護(hù)。1、每班運(yùn)轉(zhuǎn)前要檢查葉片磨損情況，出現(xiàn)深溝或磨損一半以上要及時(shí)更換。葉片必須全部成對(duì)對(duì)稱更換，每對(duì)葉片重量差不得超過(guò)5克；2、拋丸器定向套內(nèi)部有深槽，定向套窗口被磨去10MM左右時(shí)，要及時(shí)更換。3、拋丸器分丸輪工作面磨損達(dá)3MM以上時(shí)應(yīng)更換；4拋丸器振動(dòng)：A、軸承經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間磨損已經(jīng)損壞，建議更換軸承；B、拋丸器在制作時(shí)就存在缺陷，這樣的情況需要找廠家更換拋丸器；C、拋頭軸承座內(nèi)尺寸磨損超差，需要更換拋頭軸承座；D、葉輪看看有無(wú)晃動(dòng)，晃動(dòng)的話會(huì)造成振動(dòng)；E、固定拋丸器的清理機(jī)殼體強(qiáng)度不夠，需要加強(qiáng)；F、葉片磨損嚴(yán)重，磨損不平衡，必須成對(duì)更換葉片，葉片之間的誤差不能超過(guò)5g。6）拋丸器選用案例：鑄造三車間有三臺(tái)履帶拋丸機(jī)，共同承擔(dān)鑄鍛廠各種缸蓋的拋丸清理任務(wù)，分別是AR2C（二手設(shè)備）履帶拋丸機(jī)、QF3210（青島華清）履帶拋丸機(jī)、QGN15（青島隆合達(dá)）履帶拋丸機(jī)，一次拋丸量基本相同（500KG），一次拋丸時(shí)間不一樣，AR2C履帶拋丸機(jī)、QF3210履帶拋丸機(jī)一次拋丸時(shí)間基本穩(wěn)定在15-20分鐘（表面清理時(shí)間，不計(jì)拋丸器關(guān)閉后的缸蓋內(nèi)腔清理時(shí)間），而QGN15履帶拋丸機(jī)拋丸時(shí)間為25-30分鐘，分析認(rèn)為：拋丸器的不同導(dǎo)致了拋丸時(shí)間的差異，AR2C、QF3210履帶拋丸機(jī)采用的仿進(jìn)口的AR2C拋丸器，體積，拋丸器葉片采用平板式直葉片，鋼丸拋射面大，能夠覆蓋整個(gè)鑄件分布區(qū)，最終的拋丸效率高。QGN15履帶拋丸機(jī)采用的是180-4RK拋丸器，體積大、電機(jī)功率高（30KW,，而AR2C拋丸器電機(jī)功率15KW），拋丸器葉片采用內(nèi)曲面葉片，拋丸集中、覆蓋面小，雖然有限面積內(nèi)拋射效果好，彈不能很好的覆蓋拋丸室內(nèi)的鑄件，全部清理完畢需要的時(shí)間更長(zhǎng)，這種拋丸器更適合貫通拋丸機(jī)多拋頭生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)效率，決定對(duì)QGN15履帶拋丸機(jī)的拋丸器改換。首先，對(duì)拋丸器的安裝位置進(jìn)行確認(rèn)，原先的180-4RK拋丸器因?yàn)閽佂璧母采w面小，安裝在拋丸室頂部北側(cè)，但改造后的拋丸器應(yīng)一次覆蓋全部的鑄件，采用AR2C直葉片，根據(jù)葉輪安裝葉片的角度確認(rèn)拋丸器安裝位置，盡可能使葉片彈出的鋼丸指向拋丸室履帶中部，配合拋丸器的改造，同時(shí)提高履帶傳動(dòng)速度，履帶主軸由原來(lái)的15轉(zhuǎn)/分鐘，改造為19轉(zhuǎn)/分鐘，使鑄件的清理更加均勻，也提高了缸蓋內(nèi)腔清理效率，改進(jìn)后，提高了缸蓋的拋丸效率，一次拋丸時(shí)間穩(wěn)定在15-20分鐘，缸蓋表面與內(nèi)腔清理質(zhì)量同步提高，效果不錯(cuò)。二、分離器分離器常裝在拋丸機(jī)的最高處并遠(yuǎn)離操作者，因此很容易被忽視但分離器影響著拋丸機(jī)的主要費(fèi)用支出它控制了丸料的粒度分布，混人的砂量，進(jìn)人除塵器塵土以及金屬雜質(zhì)的去除等因素分離器由一個(gè)旋轉(zhuǎn)的清理篩鼓和一塊可移動(dòng)的重壓式擋板組成旋轉(zhuǎn)清理篩鼓用來(lái)去除拋丸清理過(guò)程中從鑄件上打下來(lái)的大塊金屬雜物和在把鑄件送人拋丸機(jī)過(guò)程中帶人的大塊碎片。有效地清除這些金屬碎片將能防止其對(duì)拋丸裝置的損傷用可調(diào)的平衡重塊適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)可動(dòng)擋板可以控制流出葉片的拋丸層的寬度和厚度只有當(dāng)足夠?qū)挾鹊耐枇油茐簱醢灞趁鏁r(shí)，擋板才打開(kāi)所以，必須適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)平衡重塊分離器的調(diào)節(jié)恰當(dāng)對(duì)于提高拋丸清理效率來(lái)說(shuō)是極重要的每 2%的殘留砂量會(huì)降低葉片、定向套和耐磨襯板等易損件壽命的 50 % 同樣，如果使粒度不太小的可用拋丸也被清除掉，那就會(huì)增加拋丸耗用量的 25%。經(jīng)驗(yàn)顯示，在半數(shù)以上的拋丸清理操作中，分離器的調(diào)節(jié)都有問(wèn)題，導(dǎo)致拋丸的浪費(fèi)。拋丸時(shí)的丸料是由全新的合格彈丸和各種已被磨損的顆粒組成。雖然，實(shí)際的拋丸粒度分布是各不相同的，但大多數(shù)清理操作使用四到五種粒度。最大的拋丸粒度由加人拋丸機(jī)的新彈丸來(lái)決定，而最小的拋丸粒度由分離器來(lái)控制。較大的彈丸擊松了表層的附著物，因?yàn)樗鼈兊臎_擊力最大。較小的彈丸清理鑄件上較難清理到的區(qū)域，同時(shí)去除表面那些已被擊松的附著物操作過(guò)程中的拋丸控制要點(diǎn)如下： A 確保整個(gè)拋丸機(jī)沒(méi)有任何漏縫； B 消除因工件帶出而造成的彈丸損耗；C調(diào)節(jié)分離器的擋板，使幕布狀的拋丸層滿而??；D調(diào)節(jié)除塵器的風(fēng)門(mén)，以達(dá)到最佳的空氣流量;E 少量多批地添加一定量的拋丸。三、拋丸效率拋丸效率是拋丸器的一項(xiàng)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。提高拋丸率的主要途徑是:提高拋丸量;降低非有效功率損耗;合理選擇拋丸速度；選擇合適的彈丸。拋丸清理的效率取決于彈丸的數(shù)量、大小、速度和沖擊的方向。因此，在機(jī)械進(jìn)丸拋丸器中普遍存在著堵丸現(xiàn)象，表現(xiàn)為當(dāng)進(jìn)丸量大于拋丸器最大拋丸量時(shí)，進(jìn)入分丸輪的彈丸顯著減少，拋丸量降低，功率消耗大幅下降，接近空載狀態(tài)，進(jìn)丸管似乎被堵住了。此時(shí)如停止向拋丸器供丸，過(guò)一段時(shí)間后，堵塞現(xiàn)象似乎突然消失，拋丸器又可正常工作。影響拋丸強(qiáng)度的主要因素。彈丸大小。彈丸越大，沖擊動(dòng)能越大，拋丸強(qiáng)度也越大，但彈丸的覆蓋率降低。因此，在保證拋丸強(qiáng)度的同時(shí)，應(yīng)盡量選用較小的彈丸。此外，彈丸尺寸還受零件形狀限制。當(dāng)零件上有溝槽時(shí)，彈丸直徑應(yīng)小于溝槽內(nèi)圓半徑的一半。彈丸的硬度。 當(dāng)彈丸硬度比零件硬度高時(shí)，它的硬度值的變化不影響拋丸強(qiáng)度；當(dāng)彈丸比零件軟時(shí)，若彈丸硬度值降低，拋丸強(qiáng)度也降低。彈丸速度 。彈丸速度增加時(shí)，拋丸強(qiáng)度也增加，但速度過(guò)高時(shí)，彈丸破損量增加。彈丸拋射角度。彈丸射流與待噴表面垂直時(shí)，拋丸強(qiáng)度最高，因此一般都應(yīng)保持在這種狀態(tài)下進(jìn)行拋丸處理。若受零件的形狀限制，必須用小角度噴丸時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加大噴丸尺寸與速度。彈丸的破碎量。彈丸破碎后的動(dòng)能低，破碎了的彈丸越多，拋丸強(qiáng)度越低，而且不規(guī)則的碎丸會(huì)劃傷零件表面，因此應(yīng)經(jīng)常清除碎丸，保證彈丸完整率大于85%。彈丸的選用：1、彈丸強(qiáng)度。彈丸強(qiáng)度越高，刮削作用越強(qiáng)，拋丸清理效果越好。但硬度過(guò)高的彈丸，一般容易碎裂成小碎塊，不僅不能利用彈丸反彈后的第二次打擊力量，而且還加快消耗設(shè)備的磨損，彈丸硬度過(guò)低，彈丸容易變形，反彈性能也不好，雖然使用壽命長(zhǎng)，但清理效果不好。2、彈丸的粒度。彈丸的粒度表示彈丸的直徑，粒度越大直徑也越大，所使彈丸的直徑越大，對(duì)工件表面的打擊力度越大，每個(gè)彈丸的清理作用也越強(qiáng)，但工件表面彈痕深，所形成的工件表面粗糙度大，單位時(shí)間內(nèi)對(duì)工件的打擊次數(shù)也比較少。總的清理效果不僅要看每次打擊力量的大小，還要看總的打擊次數(shù)，理想的彈丸應(yīng)是大、中、小粒度彈丸的組合，大粒度的彈丸用來(lái)?yè)羲閳?jiān)硬的皮層，小粒度的彈丸用清掃工件的表面。這樣，單位重量的彈丸才具有最多的打擊次數(shù)和最強(qiáng)的打擊力度，從而發(fā)揮出最大的清理效果。3、選用彈丸。彈丸選用的合理與否和清理效果有直接關(guān)系，一般情況下，彈丸選擇的根據(jù)是被清理件的材質(zhì)、厚度、尺寸大小以及對(duì)工件表面的要求等。彈丸可分為非金屬?gòu)椮：徒饘購(gòu)椡鑳纱箢?。非金屬?gòu)椡璋ㄊ⑸?、氧化鋁、玻璃珠等。由于它有堅(jiān)硬的棱角，噴射在工件表面上有較強(qiáng)的刮削作用，因而處理過(guò)的表面比較光亮紋理也較細(xì)致，多用于表面要求較高的鋼鐵工件除銹和有色金屬工件的清理。石英砂容易破碎，消耗量比金屬丸大，使用時(shí)工作地點(diǎn)矽塵濃度很高，對(duì)環(huán)境質(zhì)量影響很大。濰柴鑄件清理主要采用金屬?gòu)椡?，按其材質(zhì)可分為冷激鑄鐵、可鍛鑄鐵、鑄鋼和鋼絲段等，鑄鍛廠常用的是：鑄鋼丸和鋼絲段丸。鑄鋼丸采用的是球形丸，鋼絲段丸用的是圓柱形，由鋼絲切割制成，圓柱形鋼絲段丸具有銳利的棱角，對(duì)工件表面都有較強(qiáng)的刮削作用但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的反復(fù)使用后，將逐漸被磨圓。拋丸清理彈丸選用表丸號(hào)丸徑（mm）用途20,252-2.5大型鑄件表面清理15，201.5-2大、中型鑄件表面清理10，121.0-1.2中、小型鑄件表面清理5，80.5-0.8小鑄件表面清理四、使用拋丸清理機(jī)應(yīng)注意的事項(xiàng)操作工在操作設(shè)備過(guò)程中必須注意其電柜儀表顯示是否正常。1、 所有進(jìn)入拋丸室的人員必須配戴護(hù)目眼鏡及安全帽； 2、操作者必須每天對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查，其中包括潤(rùn)滑部分和機(jī)械部分。潤(rùn)滑部分如：減速機(jī)、電機(jī)、油霧器及各軸承鏈條。機(jī)械部分如：轉(zhuǎn)動(dòng)件磨損情況，易損件磨損情況。并對(duì)磨損情況每天進(jìn)行登記，而且要及時(shí)更換易損件；3、 潤(rùn)滑部分應(yīng)保證及時(shí)加油； 4、 定向套必須及時(shí)更換；5、 每天檢查鋼丸量是否足夠；6、 在拋丸清理過(guò)程中應(yīng)盡量在拋射區(qū)內(nèi)多放工件，這樣既可提高清理效率又可降低護(hù)板的磨損，增長(zhǎng)其使用壽命；7、 在工件無(wú)法增加的情況下，應(yīng)調(diào)整定向套，使拋射的鋼丸盡最多量的拋射在工件上，這樣也可增加護(hù)板壽命，降低其磨損。8、 除塵系統(tǒng)應(yīng)調(diào)整支管各處閘門(mén)，使其風(fēng)力分配合理，可增強(qiáng)除塵效果. 除塵器應(yīng)保證定期清灰。參考文獻(xiàn)閻蔭槐龐維誠(chéng)一種新型拋丸器的試驗(yàn)研究，中國(guó)鑄機(jī)，1989（3）朱偉勇等最優(yōu)設(shè)計(jì)理論與應(yīng)用沈陽(yáng)遼寧人民出版社，1