拋丸機(jī)的發(fā)展過(guò)程

1、拋丸機(jī)的發(fā)展過(guò)程為了防止鋼鐵的腐蝕，人類做出了不懈的努力，發(fā)明了許多行之有效的保護(hù)方法。出現(xiàn)最早、應(yīng)用最普遍的是采用涂層保護(hù)鋼鐵構(gòu)件，使其免遭外界物質(zhì)的破壞。保護(hù)鋼鐵構(gòu)件的涂層分為金屬涂層和非金屬涂層兩大類。涂層與鋼鐵構(gòu)件基體結(jié)合牢固有兩個(gè)基本條件。第一，涂層與基體之間的間隙要小而又小。據(jù)資料介紹，涂層與基體表面之間的間隙在0.5nm（微米）之內(nèi)時(shí)才能牢固地結(jié)合。第二，涂層和基體表面之間要有足夠大的接觸面，這除了提高表面粗糙度外沒有其他更好的辦法。由此，可以得出這么一個(gè)結(jié)論，要想獲得涂層對(duì)鋼鐵構(gòu)件的保護(hù)，對(duì)鋼鐵構(gòu)件表面進(jìn)行處理是必需的。處理的目的有兩個(gè)，一是要盡可能徹底清除工件表面上的雜志，盡

2、可能徹底地暴露工件的基體；二是使表面生成一定程度的粗糙度，擴(kuò)大工件表面的實(shí)際表面積，增加工件表面單位面積上的涂層結(jié)合力。要達(dá)到上述目的，在所有表面處理方法中，磨料作為清理介質(zhì)的清理方法最有效。以磨料為清理介質(zhì)的清理方法有兩種，一種是用壓縮空氣（或高壓水）使磨料顆粒加速到很高的速度后清理工件表面的方法，即噴丸清理方法。另一種是以高速旋轉(zhuǎn)的葉輪推動(dòng)磨料顆粒，使其獲得相當(dāng)高的速度后沖擊工件表面，達(dá)到清理的目的，通常稱其為拋丸，這是20世紀(jì)30年代出現(xiàn)的工作效率很高的清理方法。*拋丸清理起源與在中國(guó)的發(fā)展拋丸技術(shù)從1932年起才進(jìn)入實(shí)用階段，比噴丸技術(shù)晚了好幾十年，但由于其相當(dāng)高的工作效率發(fā)展速度很快

3、，得到十分廣泛的應(yīng)用。拋丸處理是一種在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)開始應(yīng)用的拋丸表面處理方法。世界上的一臺(tái)拋丸設(shè)備誕生于100年前，開始是在各種金屬表面或非金屬表面去處雜質(zhì)、氧化皮，增加粗糙度等方面得到應(yīng)用。經(jīng)過(guò)百年的發(fā)展，拋丸處理工藝以及設(shè)備已經(jīng)相當(dāng)成熟，其應(yīng)用已經(jīng)不僅僅是在各個(gè)重工業(yè)工廠。隨著世界上第一臺(tái)水平移動(dòng)式拋丸設(shè)備在美國(guó)百來(lái)泰克（BLASTRAC）誕生，其應(yīng)用領(lǐng)域迅速擴(kuò)展到混凝土表面涂裝處理和船舶甲板金屬表面處理上，并且直接引到了該行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)制定和行業(yè)施工方法規(guī)范。鋼結(jié)構(gòu)件涂裝前的表面處理是拋丸清理最主要的用途之一。用拋丸方法來(lái)清理鋼結(jié)構(gòu)件要追溯到20世紀(jì)40年代，大型建筑工程的鋼結(jié)構(gòu)件涂裝前

4、開始用拋丸方法來(lái)清理其表面。從20世紀(jì)50年代中期開始，鋼板和型鋼等原材料以及復(fù)雜的鋼結(jié)構(gòu)件都開始用拋丸方法來(lái)做涂裝前的表面預(yù)處理。將拋頭和其他不同的機(jī)械設(shè)備組合起來(lái)形成一條生產(chǎn)線或流水線，使表面前處理和涂裝作業(yè)可以連續(xù)不停的進(jìn)行，生產(chǎn)效率相當(dāng)高。拋丸機(jī)或拋丸生產(chǎn)線在絕大部分的鋼結(jié)構(gòu)制造廠都是不可或缺的生產(chǎn)手段。拋丸技術(shù)不僅僅用于鋼結(jié)構(gòu)件的表面清理，還被廣泛地用來(lái)進(jìn)行工件表面粗化、去毛刺、褪光、暴露材料的紋理和強(qiáng)化等多種作業(yè)。用拋丸方法清理的對(duì)象主要由機(jī)械零件、鑄鍛件、卷鋼、鋼板、型鋼、鋼結(jié)構(gòu)件、橡塑件、石材和吸聲板等。由于環(huán)境保護(hù)和生態(tài)保護(hù)等方面的壓力以及清理成本的高居不下，每年都有許多原本

5、用其他方法處理的工作轉(zhuǎn)用拋丸來(lái)處理，使得拋丸技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷的擴(kuò)大。在很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，拋丸機(jī)都是在工廠的固定位置進(jìn)行工作的，而如今，移動(dòng)式拋丸機(jī)已經(jīng)在許多行業(yè)、許多場(chǎng)合得到非常廣泛的應(yīng)用。例如油罐、船舶、停機(jī)坪、高速公路等都是移動(dòng)式拋丸機(jī)得以充分發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)的領(lǐng)域，不但工作效率高，而且不存在空氣污染的問題，也不會(huì)妨礙其他人員在清理作業(yè)點(diǎn)附近進(jìn)行其他作業(yè)。與噴丸清理相比，拋丸清理更省時(shí)、省力、省能源、省磨料。拋丸清理還可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)生產(chǎn)，清理效果好，作業(yè)環(huán)境更佳。*拋丸清理的原理拋丸清理是依靠高速旋轉(zhuǎn)的拋頭將磨料顆粒使勁拋向工件表面來(lái)實(shí)現(xiàn)的，拋頭內(nèi)部裝有幾片葉片。工作時(shí)，磨料通過(guò)進(jìn)料口進(jìn)入拋頭

6、的中央，在拋頭的中央有一個(gè)與拋頭一起旋轉(zhuǎn)的分丸輪，分丸輪外面是定向套，分丸輪把磨料通過(guò)定向套上的開口送到葉片靠近拋頭中心的一端。由于離心力的作用磨料顆粒沿著葉片的長(zhǎng)度方向加速，直到到達(dá)葉片的頂端以極高的速度撞擊工件表面。分丸輪的作用是將磨料按一定的要求正確地喂'到葉片上，分丸輪的開口一旦嚴(yán)重磨損，磨料就會(huì)撞擊葉片的端頭，造成葉片非正常磨損，磨料的發(fā)散流將變得沒有規(guī)則。因此，要按照使用說(shuō)明書的要求定期檢查分丸輪的磨損情況并及時(shí)更換磨損嚴(yán)重的分丸輪。定向套開口的位置決定磨料被分丸輪喂到葉片的位置。而定向套上開口的形狀會(huì)影響磨料的發(fā)散形狀和熱區(qū)的大小。所謂的熱區(qū)，即使磨料發(fā)散面上磨料比較集中

7、的一個(gè)區(qū)域，這是由于磨料在葉片上分布不均造成的?？烧{(diào)定向套的定位可以根據(jù)開口的磨損情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)解，保證拋頭在良好的運(yùn)行狀態(tài)下工作。拋頭中的葉片與磨料直接接觸，其質(zhì)量好壞與拋頭的性能密切相關(guān)。葉片的耐磨性直接決定葉片的壽命和拋丸機(jī)的運(yùn)行成本，因此，拋頭的葉片都要使用高耐磨材料制成。葉片的耐磨性除了與葉片的材料有關(guān)以外，還與拋丸機(jī)的工況條件有密切的關(guān)系。比如，磨料中存在1%的砂，葉片的壽命就要縮短80%,有人說(shuō)，分離裝置的壽命決定了拋丸機(jī)的壽命，這種說(shuō)法并不為過(guò)。葉片磨損或開裂會(huì)使葉輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)。因此，要經(jīng)常檢查葉片的完好情況，有問題的葉片要及時(shí)更換。為了保證拋頭運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，葉片更換

8、必須成雙成對(duì)的進(jìn)行，即與不合要求的葉片相對(duì)的葉片必須同時(shí)換掉，以獲得良好的動(dòng)平衡。如果懷疑是葉片的問題導(dǎo)致拋頭工作不正常，就需要把所有的葉片全部換掉。葉片的鑄造缺陷必然會(huì)加速葉片的磨損，當(dāng)使用冷激鑄鐵丸做磨料時(shí)情況就更嚴(yán)重。對(duì)磨損了的葉片進(jìn)行分析后認(rèn)為，存在鑄造缺陷的葉片會(huì)使磨料顆粒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)彈跳的現(xiàn)象，彈跳的磨料顆粒反過(guò)來(lái)又對(duì)葉片造成沖刷作用，從而加劇葉片的磨損。磨料中要是有砂存在，就會(huì)加劇葉片的磨損。有些公司曾經(jīng)用碳化鴇甚至碳化硼來(lái)制造拋頭的葉片，使用壽命大大延長(zhǎng)。但這些超硬材料的脆性使得這些耐磨性能杰出的葉片不能真正地在拋丸領(lǐng)域發(fā)揮其作用。唱想起來(lái)，拋頭葉片都為平面狀。Pangbo

9、rn公司的曲面狀拋頭葉片，性能更優(yōu)越。拋頭有大有小，常用的拋頭直徑在400500mm范圍內(nèi)，功率在1145kw之間，最大功率可以達(dá)到110kw甚至更高。多數(shù)拋頭與配套電機(jī)成套供應(yīng)，也有拋頭與電機(jī)采用皮帶傳動(dòng)?，F(xiàn)今最大的拋頭已達(dá)到1000多kg/min的拋丸量。拋丸清理時(shí)磨料的最速度通常都在70m/s左右，現(xiàn)在，磨料的速度已經(jīng)可以達(dá)到9095m/s。根據(jù)動(dòng)能公式，磨料速度的提高對(duì)清理效率的提高是很明顯的。拋頭葉片的數(shù)量以6片和8片為多見，Pangborn公司開發(fā)的安裝12片葉片的拋頭在原有基礎(chǔ)上增加了1倍和50%,使得單片葉片的拋丸量減少1/2或33%,葉片的磨損情況有了很大的改善，更換葉片的間

10、隔時(shí)間延長(zhǎng)，使得維修保養(yǎng)作業(yè)量減少。拋頭有點(diǎn)像風(fēng)機(jī)，高速旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)把一部分空氣吸進(jìn)拋頭。進(jìn)入拋頭的空氣會(huì)擾亂磨料的運(yùn)動(dòng)方向，導(dǎo)致清理效果受到影響。進(jìn)料管要精確設(shè)計(jì)，使磨料的流量符合實(shí)際使用要求，磨料進(jìn)入過(guò)多會(huì)造成磨料出料不暢，使工作效率降低。進(jìn)料管的位置不能離分丸輪太遠(yuǎn)，否則，磨料就會(huì)從進(jìn)料管和分丸輪之間的縫隙流掉，嚴(yán)重?cái)_亂磨料流的運(yùn)動(dòng)特性。用來(lái)控制磨料流量的方法很多，最新的方法采用電子控制技術(shù)，電子磨料控制器具有自我補(bǔ)償功能，可以在預(yù)先設(shè)定的控制范圍內(nèi)自動(dòng)調(diào)節(jié)磨料的流量，使拋頭始終在最佳狀態(tài)下工作。*Pangborn公司12張葉片拋頭優(yōu)點(diǎn)1 .噴頭內(nèi)部的耐磨襯板，變壓器管式密封，有效保護(hù)拋頭外

11、殼免受磨料的磨損，安裝簡(jiǎn)單方便，使拋頭獲得最長(zhǎng)的工作壽命，頂部耐磨板直接固定在帶較鏈的蓋板上，更易更換。2 .VaxiBlast拋光的砂輪和葉輪可以順時(shí)針旋轉(zhuǎn)或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，備件大大減少，更換葉片時(shí)，導(dǎo)向套和分丸輪不必拆卸，保養(yǎng)時(shí)間和費(fèi)用大大減少3 .拋面連接的電機(jī)與拋頭直聯(lián)，電機(jī)和拋頭的各旋轉(zhuǎn)零件同心度好4 .裝有12個(gè)葉片的Vaxlblost拋頭使單個(gè)葉片上的原料量減少，葉片磨損就會(huì)改善，Vaxidlnst拋頭的完美設(shè)計(jì)提高拋頭的耐磨性能，減少維修保養(yǎng)工作量5 .獲得專利的葉片可以順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，使庫(kù)存量減少，獲得專利的葉片夾持板使葉片正確定位，省去了時(shí)間，銷子和附件更換葉片時(shí)只要拆卸4

12、個(gè)螺栓就可以了6. Vaxiblast拋光外殼用高性能的鎰鋼板焊接而成，耐磨性和密封性好*拋丸技術(shù)的應(yīng)用：一套拋丸設(shè)備都有一個(gè)或多個(gè)拋頭和其他輔助機(jī)構(gòu)組成，拋頭的布置形式取決于工件的形狀，使得工件的所有部位都在磨料的打擊范圍之內(nèi)。一般說(shuō)來(lái)，每個(gè)拋頭拋出的磨料流呈扇形，有效面積大致是900mm長(zhǎng)、75100mm寬。所需拋頭的數(shù)量取決于工件的大小、形狀和復(fù)雜程度。拋丸清理的效率和清潔度高低除了受制于拋頭的數(shù)量和大小以及磨料的種類和質(zhì)量外，還與工件材質(zhì)的特性和其他一些因素有關(guān)。每套拋丸設(shè)備都要求磨料發(fā)散流有一定的長(zhǎng)度和寬度，使得工件的所有表面都能暴露在磨料的打擊范圍之內(nèi)。磨料發(fā)散不當(dāng)就會(huì)撞擊拋丸室本

13、體或工件輸送裝置，降低磨料的清理效率，造成設(shè)備的非正常損壞，增加維修成本。另外，被清理工件的各個(gè)部位都應(yīng)該受到一定量磨料的覆蓋，否則，工件表面的有些部位就會(huì)出現(xiàn)清理不徹底或磨料撞擊過(guò)渡現(xiàn)象。*用拋丸方法對(duì)鋼材或鋼結(jié)構(gòu)件進(jìn)行預(yù)處理節(jié)省清理時(shí)間以外，還有以下一些優(yōu)點(diǎn)；(1)鋼材或結(jié)構(gòu)件的一些缺陷被暴露出來(lái)，容易被檢查人員發(fā)現(xiàn)，避免造成嚴(yán)重的質(zhì)量事故。(2)清理后的鋼材表面上劃線更正確、清晰，零件的切割精度更高。(3)切割速度更快。(4)延長(zhǎng)工具和設(shè)備(剪板機(jī)、沖床、鋸床等)的使用壽命。(5)焊接質(zhì)量提高(6)鋼結(jié)構(gòu)件成形后的清理工作量減少鋼材在鋼材預(yù)處理線上清理后可隨即涂上底漆，可以減少甚至完全避免鋼結(jié)構(gòu)件制作過(guò)程中的銹蝕現(xiàn)