袁存波，侯志堅(jiān)，邢向濤，韓加利，黃百朋

（1.山東開泰拋丸機(jī)械股份有限公司，山東濱州 256217；2.濟(jì)南大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，山東濟(jì)南 250022）

0 前言

拋丸清理是指利用拋丸器將一定粒度的彈丸高速拋射到需要處理工件的表面上，拋出的彈丸形成一定的扇型流束,直接沖擊需要清理的表面，使表面殘留物脫落，從而達(dá)到表面清理的目的[1]。通過拋丸處理的工件，不但可以去除其表面的銹蝕、氧化皮、鑄造后的型砂等，還可以降低工件的內(nèi)應(yīng)力，提高其耐腐蝕性、抗疲勞強(qiáng)度以及噴漆表面附著力等[2]。QGT15 型滾筒拋丸清理機(jī)是我公司生產(chǎn)的非標(biāo)拋丸清理設(shè)備，它適合用于小型鑄件、鍛件表面清理以及彈簧、齒輪、曲軸、連桿等零件的表面除銹、拋丸強(qiáng)化等工序。

1 QGT15 型滾筒拋丸清理機(jī)

1.1 設(shè)備組成及工作原理

本清理機(jī)主要有工件上、下料系統(tǒng)、清理室（滾筒）、拋丸器、提升分離系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、電控系統(tǒng)等部分組成。如圖1 所示，滾筒2 可繞其軸線360°轉(zhuǎn)動(dòng)。拋丸器5 安裝在滾筒蓋6 上，液壓系統(tǒng)可以驅(qū)動(dòng)滾筒蓋6 繞鉸支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，使?jié)L筒開口打開或者閉合。整個(gè)滾筒組件還可以繞鉸鏈軸7 擺動(dòng)，改變滾筒開口位置及方向，便于工件裝進(jìn)滾筒或?qū)⒐ぜ钩觥９ぷ鲿r(shí)需先將工件放入上料斗1中，上料斗繞其固定軸7 擺動(dòng)將工件倒入滾筒中。滾筒蓋6 落下使?jié)L筒完全密封，此時(shí)拋丸器投射彈丸打擊在工件表面上，滾筒開始自轉(zhuǎn)，滾筒也可繞鉸鏈軸7 向上或向下擺動(dòng)。工件在滾筒內(nèi)充分翻滾，工件的各個(gè)表面都暴露在彈丸束中，消除“拋射死角”。濺落的彈丸通過滾筒底部上的小孔落入滾筒下部的集丸斗中，經(jīng)螺旋輸送器水平輸送到提升機(jī)底部，再被垂直提升到頂部的丸砂分離器中。被凈化的彈丸流入儲(chǔ)丸倉，再經(jīng)過供丸閘門重新進(jìn)入拋丸器參與循環(huán)。含塵氣體由風(fēng)機(jī)吸送到除塵器中過濾后，排入大氣中。拋丸時(shí)間用時(shí)間繼電器控制，拋丸清理結(jié)束后，滾筒蓋6 自動(dòng)打開，滾筒開口向下傾斜，將工件倒入振動(dòng)篩下料系統(tǒng)上移出工件。至此，一個(gè)工作循環(huán)即告完成。整個(gè)過程無需人工操作,全封閉作業(yè)。

圖1 QGT15 型滾筒拋丸清理機(jī)組成

1.2 滾筒組件結(jié)構(gòu)

滾筒組件是整機(jī)的主要部件，由滾筒及其支承支架組成，要求其具有高的剛度和相對(duì)位置精度，如圖2 所示：滾筒形狀為圓柱形，滾筒支架為閉式框架結(jié)構(gòu)，滾筒底部支承軸承定位滾筒回轉(zhuǎn)中心，并確定滾筒與滾筒支架的連接關(guān)系。滾筒腰部配置2 個(gè)托輥支撐，用以承受徑向不平衡力。托輥由驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可以帶動(dòng)滾筒自轉(zhuǎn)。整個(gè)滾筒組件亦可以繞擺動(dòng)軸一起擺動(dòng)。

圖2 滾筒組件結(jié)構(gòu)示意圖

1.3 主要技術(shù)參數(shù)

（1）滾筒幾何尺寸：直徑1.5m，長(zhǎng)1.6m；回轉(zhuǎn)速度4.2rpm。

（2）拋丸器：拋丸量：480kg/min；葉輪轉(zhuǎn)速：3000rpm；拋丸速度：82m/s。

（3）螺旋輸送量：40t/h。

（4）設(shè)備總功率：47.8kW。

2 使用中的工藝問題

2.1 部件運(yùn)動(dòng)方式及組合對(duì)清理效果的影響

運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)方式或運(yùn)動(dòng)組合對(duì)清理效率及清理效果影響很大，圖3 為運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)方式不同的兩個(gè)實(shí)例：圖3 右圖運(yùn)行組合是：滾筒自轉(zhuǎn)的同時(shí)滾筒及滾筒支架一起擺動(dòng)，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)這種情況下電流波動(dòng)較大，拋丸量不穩(wěn)定，清理工件表面也不夠光亮。圖3 左圖運(yùn)行組合是：首先滾筒本體自轉(zhuǎn)，延遲1min 后滾筒組件再做擺動(dòng)動(dòng)作，向前擺動(dòng)完成后停留1min 再向后擺動(dòng)，一次清理時(shí)間也由25min 減少到8min，工件表面相對(duì)光亮。可見運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)方式對(duì)清理效果影響很大，可根據(jù)工件重量、形狀、體積等參數(shù)，作相應(yīng)運(yùn)動(dòng)組合調(diào)試試驗(yàn)，直至達(dá)到理想的清理效果。

圖3 清理效果對(duì)比圖

2.2 降低運(yùn)行中噪音

設(shè)備工作時(shí)工件之間、工件與滾筒之間相互碰撞產(chǎn)生噪音，風(fēng)機(jī)電機(jī)、拋丸器電機(jī)在啟動(dòng)時(shí)也會(huì)產(chǎn)生噪音。生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)通常采用隔音房來減少噪音的傳播，而減少噪音的產(chǎn)生往往更為重要。改變運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)作順序，也能有效降低整機(jī)噪音。在滾筒靜止時(shí)將上料斗中工件倒入滾筒，待滾筒門完全關(guān)閉后，再開啟滾筒自轉(zhuǎn)及滾筒組件擺動(dòng)，最后啟動(dòng)拋丸器動(dòng)作。采用此啟動(dòng)順序，不僅減少了工件與工件及滾筒之間碰撞，降低噪音，由于滾筒蓋板的隔離，隔振效果也較好。試驗(yàn)證明采用此法噪音能降低4～5 分貝。

2.3 螺旋輸送機(jī)的改進(jìn)

螺旋輸送機(jī)的作用是將室體內(nèi)部落下的磨料運(yùn)送到提升機(jī)，目前的螺旋在落渣口一側(cè)長(zhǎng)度不夠,存在漏磨料的情況，改進(jìn)的方案是將落渣口一側(cè)的螺旋加長(zhǎng)（圖4），加長(zhǎng)之后有利于磨料在滾筒篩中充分的篩選，將磨料混合物中的雜物運(yùn)送到端部落下，避免了磨料混合物篩分不均造成的漏砂。

圖4 輸送螺旋示意圖

2.4 滾筒尾部漏丸的處理

料在滾筒本體內(nèi)部對(duì)工件擊打的同時(shí)也會(huì)對(duì)設(shè)備的密封件造成損傷，比如滾筒后端的自轉(zhuǎn)中心，在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后設(shè)備的密封毛氈會(huì)損壞，在沒有及時(shí)更換密封件或者不方便更換密封件的情況下要對(duì)溢出的磨料形成疏導(dǎo)讓磨料參與到丸料循環(huán)系統(tǒng)避免散落在地面上造成不安全因素和浪費(fèi)。本文提出的優(yōu)化方案是在后端增加可以拆卸的導(dǎo)流罩（圖5），讓溢出的磨料回收到室體下部的磨料回收系統(tǒng)。

圖5 導(dǎo)流罩實(shí)物圖

3 結(jié)束語

作為一種非標(biāo)產(chǎn)品，我公司已小批量生產(chǎn)，也受到廣大用戶的認(rèn)可。從現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試情況來看，該設(shè)備尚有許多需要改進(jìn)提高之處。如優(yōu)化工藝流程，保證清理效果和效率；優(yōu)化結(jié)構(gòu)、提高工藝系統(tǒng)整體剛度；提高設(shè)備防塵效果，減少環(huán)境污染等。