魏麗華，宋有軍，張 偉，吳壽喜，龐丕杰

（1.青島海納重工集團(tuán)公司，山東青島市 266032；2.青島開世密封工業(yè)有限公司，山東青島市 266033）

小口徑鋼瓶內(nèi)腔噴丸清理工藝與設(shè)備

魏麗華1，宋有軍1，張 偉1，吳壽喜2，龐丕杰1

（1.青島海納重工集團(tuán)公司，山東青島市 266032；2.青島開世密封工業(yè)有限公司，山東青島市 266033）

介紹了一種小口徑（最小?15.5mm）鋼瓶內(nèi)腔壓縮空氣噴丸清理技術(shù)與設(shè)備，闡述了其工作原理、總體結(jié)構(gòu)及主要組成、技術(shù)關(guān)鍵及解決方案，為鋼瓶制造業(yè)提供了一種有效的工藝手段。

鋼瓶；噴丸清理機(jī)

鋼瓶制造過程中通過高溫加熱進(jìn)行沖壓、收口等成形工序,內(nèi)腔產(chǎn)生了大量堅硬的氧化皮，這些氧化皮如果不在制造過程中徹底清除，就會在鋼瓶使用中逐漸脫落，給鋼瓶的維修、使用造成嚴(yán)重不良后果。相對于鋼瓶外壁，內(nèi)腔特別是小口徑鋼瓶內(nèi)腔的清除難度更大，需要深入內(nèi)腔進(jìn)行清理。

傳統(tǒng)的清除氧化皮多采用酸洗、磷化等化學(xué)工藝方法，但此種方法不僅生產(chǎn)效率低、清除效果差，而且勞動條件差、環(huán)境污染比較嚴(yán)重。所以，采用物理方法即利用壓縮空氣噴丸處理進(jìn)行去除，越來越多地被使用，這種方法可提高生產(chǎn)效率和清理效果，而且有利于環(huán)境保護(hù)。

本文介紹針對小口徑鋼瓶（最小口徑為?15.5mm）內(nèi)腔氧化皮清理，研發(fā)的一種噴丸設(shè)備。

1 工作原理及組成

1.1 工作原理

本設(shè)備共設(shè)置兩個工位，在第一個工位噴鋼瓶的下部分，在第二個工位噴鋼瓶的上部分。工作時，鋼瓶首先被放置在第一工位旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上，壓緊機(jī)構(gòu)氣缸下降壓緊，鋼瓶旋轉(zhuǎn)，噴槍噴丸同時升降，完成一個行程后噴槍停止噴丸。壓緊機(jī)構(gòu)氣缸上升，鋼瓶從第一個工位上移動到第二個工位旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上進(jìn)行噴丸。經(jīng)過兩個工位后鋼瓶結(jié)束噴丸清理。

1.2 組成

本設(shè)備主要由卸料器、噴丸器、噴槍、升降機(jī)構(gòu)、工件旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、工件壓緊機(jī)構(gòu)、氣源處理系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等幾部分組成。圖1為鋼瓶內(nèi)腔噴丸清理機(jī)總圖。

2 技術(shù)規(guī)格

工件（直徑×高）：?76.3mm×330mm

?140mm×900mm

?190mm×980mm；

工件最小口徑：?15.5mm；

生產(chǎn)率：1～4min/件；

噴槍：2支，同時升降

升降速度 0.5～1.5m/min

最大升降高度1000mm；

工件轉(zhuǎn)速：20～60r/min；

壓縮空氣：0.5～0.6M P a；

除銹等級達(dá)到Sa2以上。

3 技術(shù)關(guān)鍵及解決方案

3.1 技術(shù)關(guān)鍵

針對鋼瓶特別是小口徑鋼瓶內(nèi)腔氧化皮清除難度大的問題，確定如下技術(shù)關(guān)鍵：

（1）如何保證噴丸均勻、清理質(zhì)量好且效率高的難題。

（2）開發(fā)新型、高效的適用于小口徑鋼瓶內(nèi)腔噴丸處理的噴丸器，以保證噴丸穩(wěn)定。

（3）由于鋼瓶口徑過小，所以清理過程中容易造成鋼丸回流不暢、滯留鋼瓶內(nèi)而影響后續(xù)清理的難題。

（4）為滿足生產(chǎn)率要求，噴槍及工件運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)應(yīng)合理、可靠。

3.2 解決方案

3.2.1 采用雙工位噴丸方式

對鋼瓶尤其是小口徑鋼瓶內(nèi)腔進(jìn)行表面清理，應(yīng)首選壓縮空氣噴丸的形式，并且采用雙工位噴丸方式以達(dá)到最佳的清理效果。第一工位主要噴鋼瓶下部分，第二工位主要噴鋼瓶上部分。兩個工位噴嘴結(jié)構(gòu)不同，噴丸過程中鋼瓶旋轉(zhuǎn)，兩支噴槍同步升降，以保證鋼瓶內(nèi)腔所有表面噴丸均勻。圖2為雙工位噴丸機(jī)構(gòu)。

3.2.2 采用壓入式噴丸器

為使噴丸穩(wěn)定，采用壓入式噴丸器。通過對現(xiàn)有國內(nèi)外噴丸器的性能指標(biāo)的分析，取長補(bǔ)短，重新設(shè)計了噴丸穩(wěn)定、適用的小型雙槍噴丸器。該噴丸器主要由筒體、鐘罩閥、進(jìn)氣管、筒體與噴槍進(jìn)氣閥（二位二通截止閥）、排氣閥（二位三通電磁閥）、料位計、混合室等組成，見圖3。

該噴丸器主要特點(diǎn)有：

（1）噴丸器下部的混合室采用先進(jìn)的“小孔吸入式”結(jié)構(gòu)，滿足了混合均勻、穩(wěn)定、連續(xù)無間歇的要求并且結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，見圖4。

（2）采用多點(diǎn)（處）排放的排氣管路，使排氣更加順暢、迅捷，大大降低了排氣管的堵塞（見圖3）。

（3）采用封閉式排氣方式，大大降低了排氣的噪音，同時也避免了傳統(tǒng)消音器排氣時鋼丸的飛濺（見圖3）。

3.2.3 風(fēng)力輸送循環(huán)系統(tǒng)

針對該設(shè)備噴丸量小的特點(diǎn)（噴丸量為15～20kg/min），采用了風(fēng)力輸送循環(huán)系統(tǒng)。參考喉管式結(jié)構(gòu)，物料由噴槍噴出流入收丸室底部，在高壓風(fēng)機(jī)的大力吸引下經(jīng)管道進(jìn)入卸料器，大顆粒沉積到卸料器底部備用，小顆粒經(jīng)卸料器頂部除塵口排到除塵室。整體結(jié)構(gòu)簡單緊湊。

此彈丸循環(huán)系統(tǒng)采用高壓風(fēng)機(jī)吸取、流量控制和快速回收的方法，有效解決了彈丸滯留鋼瓶內(nèi)的難題。

3.2.4 噴槍升降機(jī)構(gòu)，工件旋轉(zhuǎn)、壓緊機(jī)構(gòu)

如圖5所示。噴槍升降機(jī)構(gòu)由減速機(jī)、齒輪齒條、支撐架等組成。兩支噴槍的支撐架交叉設(shè)置，由一根升降桿帶動上升與下降，實(shí)現(xiàn)兩支噴槍同步工作。

工件旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由減速機(jī)、鏈輪、鏈條等組成。為適應(yīng)不同規(guī)格鋼瓶內(nèi)腔的噴丸處理，該機(jī)構(gòu)中設(shè)置了不同規(guī)格的尼龍護(hù)套。尼龍護(hù)套外殼采用互換方式，更換方便、迅速。

工件壓緊采用曲柄連桿機(jī)構(gòu)對小型鋼瓶進(jìn)行壓緊，該機(jī)構(gòu)由氣缸帶動上升與下降。對于不同長度鋼瓶的壓緊，氣缸底座高度可調(diào)節(jié)。該結(jié)構(gòu)簡單實(shí)用、操作方便。

4 噴丸工藝

（1）采用小粒度（≤0.4mm）、高硬度（平均硬度為HRC60）的鋼砂作為噴丸磨料，來保證最佳的清理效果；

（2）壓縮空氣管路中設(shè)置減壓閥，以調(diào)節(jié)系統(tǒng)空氣壓力進(jìn)而調(diào)整彈丸的噴射速度（調(diào)整范圍約為50～75m/s）；

（3）對不同規(guī)格的鋼瓶，電氣控制中設(shè)定不同的噴丸時間，設(shè)定時間為60～240s。對不同長度的鋼瓶，可通過調(diào)節(jié)噴槍接近開關(guān)的位置來控制不同的升降高度，調(diào)整高度為700mm。

5 結(jié)束語

通過對小口徑鋼瓶內(nèi)腔噴丸清理設(shè)備與噴丸工藝的研究，解決了鋼瓶內(nèi)腔清理難度大、效果差的問題，為鋼瓶制造業(yè)提供了一種切實(shí)可行的內(nèi)腔處理工藝方法和手段。

Technology and Equipment of Shot Blasting Cleaning for Inner-W all of Small Caliber Steel Cylinder

WEl LiHua1，SONG YuoJun1，ZHANG Wei1，WU ShouXi2，PANG PiJie1
（1.Qingdao Haina Heavy Industry Group Com pany，Qingdao 266032，SHandong China;2.Qingdao Kaishi Sealing Industry Co,Ltd，Qingdao 266032，SHandong China）

The technology and equipment of p ressed air shot b lasting Cleaning machine for inner-wall of small caliber（m in ?15.5 mm）steel cylinder have been introduced w ith expourd ing of work p rincip le,general arrangement and structure constituent，as well as key technology and solution measures hence an effective technological p rocess for manufacture of steel cylinder.

Steel cylinder；Shot b lasting c leaning machine

TG234+.4;

B；

1006－9658（2011）02－3

2009－12－28

2009－173

魏麗華（1974-），女，工程師，研究拋噴丸工藝及設(shè)備