李樹軍，劉喜，吳亞軍

（1.渤海裝備巨龍鋼管有限公司；2.河北華油一機圖博涂層有限公司，河北 青縣 062658）

拋丸機裝置最主要結(jié)構(gòu)部分就是由設(shè)備本體、除塵廢氣處理等系統(tǒng)單元部件和電子輔助的電控系統(tǒng)設(shè)備綜合組成，無論哪個環(huán)節(jié)因質(zhì)量問題引發(fā)故障，都會對公司的設(shè)備和生產(chǎn)環(huán)境造成很大的影響。該型拋丸機系統(tǒng)設(shè)備自設(shè)計建成及投入安裝運行并使用近10 余年以來，由于機械設(shè)備因有其在特殊地區(qū)使用與操作時環(huán)境條件因素的綜合影響等特點，以及具有特殊的設(shè)計制造加工及制造裝配技術(shù)性能等這一系列自然原因，時常伴隨可能隨之出現(xiàn)較大的生產(chǎn)設(shè)備質(zhì)量或生產(chǎn)工藝技術(shù)故障，造成和大量加重了原生產(chǎn)作業(yè)設(shè)備部件的損壞，影響涉及了其整個企業(yè)正常生產(chǎn)安全以及生產(chǎn)技術(shù)作業(yè)條件和產(chǎn)品質(zhì)量。通過對現(xiàn)階段的計算機應(yīng)用系統(tǒng)工程研究實踐中對上述故障點進行的綜合分析與研究并結(jié)合生產(chǎn)實際逐一分析后，對系統(tǒng)進行了可靠性的全面改善和優(yōu)化，達到了預(yù)期的可靠度，取得顯著的效果。

1 設(shè)備結(jié)構(gòu)、參數(shù)、技術(shù)特點

拋丸機是利用高速轉(zhuǎn)動的葉輪，在強大的離心力作用下，將彈丸向一個特定的方向拋出。一些拋丸器能在工作中進行一次傾斜或向上的動作。此后，人們對收集、分離和運輸彈丸提出了要求。在拋丸清潔過程中，連續(xù)進行、翻轉(zhuǎn)，還應(yīng)具有自身的承載力。拋丸機控制系統(tǒng)設(shè)備的主要部件構(gòu)成控制系統(tǒng)包括：主機控制本體、除塵煙氣處理系統(tǒng)及中央微機主電氣控制設(shè)備系統(tǒng)。基本參數(shù)主要是機械結(jié)構(gòu)的主要組成部分，主要包括物料搬運系統(tǒng)專用輥道、拋丸裝置、球丸回收系統(tǒng)、清潔機和廢氣的吹濾和除塵裝置。

拋丸設(shè)備是現(xiàn)代高速拋丸機裝備技術(shù)中的重要組成部分，它的裝備水平直接影響整個高速拋丸機的工作效率和設(shè)備的工作質(zhì)量。在此設(shè)備中，10 臺拋頭驅(qū)動電機機組，分別是垂直安裝和橫向交叉吊裝，其水平安裝平面與軸線的水平方向角通常為5°左右。能達到更有效安全的同時避免葉片在高速拋丸料運動安裝過程中與拋丸料表面發(fā)生的相互的摩擦或干涉磨損現(xiàn)象產(chǎn)生以及引起的相關(guān)的葉片耐磨件表面之間的不平整產(chǎn)生的必要的能量的摩擦和損耗,葉輪的有效承載范圍變化較大，耐磨鑄件的整體工作和使用壽命要求較高（尤其是刀片使用壽命可達1000h）及以上。如果有任何一個系統(tǒng)或者一個節(jié)點出了問題，那么就會引發(fā)其他系統(tǒng)的連鎖性反應(yīng)，從而影響整個鋼板拋丸機的系統(tǒng)的安全和加工。

清洗設(shè)備和系統(tǒng)的尾部吹風裝置，從結(jié)構(gòu)上看，它包括高壓滾筒刷洗裝置、高壓風機、尾吹裝置的控制系統(tǒng)。系統(tǒng)的主要工作特性是能夠快速實現(xiàn)在進行一次拋丸清掃作業(yè)完后，可以及時地清除在鋼板內(nèi)部及其上下各表面所黏附起來的一切多余的丸料,實現(xiàn)后在清掃鋼板底部和鋼板上下各個表面黏附上都無留下任何的殘余丸料,對進行其他工序后續(xù)作業(yè)的工序和操作人員影響的程度一般較少。如果使用了布袋除塵器，操作人員在運行時，可以用搖動除塵器的把手來清除灰塵，一次至少10 次。在拋丸機停機后，操作人員手工打開布袋機的下灰孔，清除灰塵。基本設(shè)計參數(shù)該板升降裝置中采用的刷輥裝置系統(tǒng)與尾吹系統(tǒng)都可以安裝與固定在與鋼板厚度同一標準的板升降裝置框架基礎(chǔ)鋼板上。

2 吊掛軸承相關(guān)問題及改進

吊掛軸承存在的問題：丸料流動循環(huán)系統(tǒng)主要是一種負責同時完成對整個拋丸機丸料流進行輸送調(diào)節(jié)的連續(xù)機械循環(huán),在能保證整體拋丸機有安全運行工作和需要更換時，又可以隨時為該設(shè)備及各拋料機頭輸送質(zhì)量提高要求的更充足安全的丸料,各機械流動環(huán)節(jié)操作狀態(tài)中軸承部件一旦檢測發(fā)現(xiàn)或有嚴重異常及故障,這將會對整個設(shè)備的安全和運行產(chǎn)生很大的影響。懸掛式軸承是整個噴丸循環(huán)系統(tǒng)的關(guān)鍵部分,它其本身出現(xiàn)的種種異常的工作或運轉(zhuǎn)的狀態(tài)也就更直接地影響整套拋丸機系統(tǒng)正常的生產(chǎn)運轉(zhuǎn)以及工作或安全工作狀態(tài)。拋丸機拋頭軸承常見的故障有設(shè)備不合格、潤滑油不足、外力損壞等。某一零件的煉鋼廠，在其熱處理生產(chǎn)線的正常運轉(zhuǎn)中，會逐漸地暴露出一些問題。如果懸掛軸承發(fā)生了故障，后端的處理方法維修起來確實很困難，主要表現(xiàn)在如下方面。

（1）由于整臺拋丸機上的懸掛式軸承裝置總共有5臺，且數(shù)量眾多，且設(shè)備的維修周期通常比設(shè)備短，使得安裝設(shè)備維修人員容易疲于奔波應(yīng)付檢查和搶修，勞動強度高。

（2）由于懸掛軸承的安裝和固定位置的差異，使因其振動而產(chǎn)生的機械失效的時間也不一樣，這就給維修人員在實際故障時的分析和判斷帶來了困難。

（3）懸吊架軸承的密封結(jié)構(gòu)設(shè)計不能適應(yīng)長時間在滿是液體顆粒和粉狀液體的環(huán)境下工作，并且在極端嚴酷的環(huán)境下工作。

綜合以上各種理由，在軸承系統(tǒng)中常常會發(fā)生以下情況：軸承超負荷磨損不堪負荷的重力負載荷狀態(tài)下進行長時間負荷運行,加之對軸承整體密封的保護功能無效,導(dǎo)致有大量的丸料粉末顆粒直接侵入整個軸承系統(tǒng)到了整個軸承結(jié)構(gòu)體系內(nèi),造成部分軸承滾動體嚴重破損，部分軸承座結(jié)構(gòu)嚴重腐蝕。

因此，在確認了場地的空間參數(shù)、軸承的受力和詳細的參考密封結(jié)構(gòu)的規(guī)范后，我們對懸掛軸承的設(shè)計作了以下的主要改進。

（1）為徹底改變使用原來的傳統(tǒng)雙懸掛支座支承的支座的受力與構(gòu)造、支承、支承支座的支座的固定、支座、支座上的支承形式進行了改造。

軸承主體原來結(jié)構(gòu)在傳統(tǒng)采用的單個雙吊桿軸承受力固定結(jié)構(gòu)方法形式下受力所會受到機械有害機械載荷作用影響相對較大,現(xiàn)又更改為了單個雙吊桿結(jié)構(gòu)方式下的受力方式與固定和安裝受力的受力方式，極大地減少了機械負荷的不利機械負荷的影響（徑向搖擺），軸承的主要功能是有效地抵抗與螺旋軸的垂直和橫向的重力，在操作中必須保證穩(wěn)定可靠。

（2）軸承選型方案調(diào)整及軸承的密封狀態(tài)檢測與裝置的設(shè)計或改進。首先，是應(yīng)注意根據(jù)該軸承及其零件自身使用工況條件,軸承外殼一般選用的德國名牌SKF 自潤滑清潔自潤滑型軸承,使用的壽命周期限范圍內(nèi)一般均是不需要再進行軸承潤滑清洗工作了。

3 清掃尾吹裝置存在的問題及改進措施

存在的問題：清掃機和清洗機的基本結(jié)構(gòu)一般是由刷輥裝置和帶高壓風扇的鋼板尾部吹掃裝置等組成，而噴嘴主要承擔著對鋼板表面和上下兩個表面的大部分粉塵的清理工作，后者一般也會負責并共同或配合負責地共同把將被完全清掃干凈處理后形成的鋼板表面的以及上下鋼板表面殘余丸料中的所有的灰塵都經(jīng)過了清理和清理，以保證在使用之前，鋼板的表面必須要達到。二者的工作必須協(xié)調(diào)一致，有機地結(jié)合在一起，缺一不可，互不影響。任何一種清潔設(shè)備的設(shè)備發(fā)生嚴重的技術(shù)故障均有必將地會嚴重影響著其清掃設(shè)備裝置系統(tǒng)的全部及正常設(shè)備的可靠運行。技術(shù)參數(shù)某一鋼鐵企業(yè)由于其多條熱處理生產(chǎn)線不能正常、有效運轉(zhuǎn)，問題將會逐步顯現(xiàn)出來。由于鋼板在刷輥安裝與刷毛之間的安裝連接等在結(jié)構(gòu)設(shè)計上及設(shè)計加工技術(shù)應(yīng)用上，而由于以上所述的各種結(jié)構(gòu)缺陷，同時也為了能夠制造出多個尺寸、形狀和顏色的鋼板，常常會容易地導(dǎo)致大量鋼板表面刷毛的掉落現(xiàn)象或使鋼刷與輥刷毛料之間的磨損的程度或不均,經(jīng)常有可能造成出現(xiàn)附著在大量鋼板表面上的大量鋼板表面丸料的脫落現(xiàn)象及出現(xiàn)大量的粉塵殘余,給整個鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)的作業(yè)過程質(zhì)量管理等問題帶來潛在的或較大的潛在有害影響,嚴重地上制約及影響了整一條鋼拋丸機系統(tǒng)影響甚至將影響到整一條鋼材熱處理線設(shè)備裝置的連續(xù)有效及正常的生產(chǎn)。

4 改進措施

在技術(shù)分析的基礎(chǔ)上，對除塵設(shè)備的設(shè)計和凈化腔的結(jié)構(gòu)做了如下技術(shù)改進。

（1）金屬刷輥刷毛組工藝的新技術(shù)新改進。原廠所設(shè)計與制造出的刷輥毛組裝配安裝工藝主要是采用在金屬刷輥的毛座和刷毛組件之間，采用內(nèi)嵌式安裝方式。使用中安裝的時間如有稍大延長就會造成直接地使金屬刷輥毛組座與金屬刷輥毛座之間的安裝間隙也會突然增大，因為在安裝鋼片的過程中，金屬刷輥的毛片也會承受如此大的周平向復(fù)力，形成一個惡性循環(huán)，間隙會越來越大，最終必然會造成刷齒輥的毛圈脫落。經(jīng)過以上技術(shù)條件的分析，目前，還需要對電刷部件的結(jié)構(gòu)和工藝進行適當?shù)募夹g(shù)改造，采用一體化工藝的刷頭總成應(yīng)該能夠保證在以上結(jié)構(gòu)缺陷的前提下完全和避免出現(xiàn)新的工藝缺陷。以尼龍為刷座，將刷頭座用專用膠水直接黏附于刷座的孔內(nèi)孔，使刷毛組合座與刷毛基座毛軸承座相結(jié)合，刷毛基礎(chǔ)總成可以以半切分的固定安裝方式與刷毛滾筒的軸套支架相結(jié)合，便于拆卸和使用。實踐檢驗也表明，采用這種刷輥基毛的軸承每年至少可以達到兩年或更長的壽命，拋丸機軸承的操作效率得到了極大的改善，降低了軸承故障時間。

（2）定期維護軸承，并加入潤滑油。原來的拋頭軸承主體是高壓的，8 個噴嘴加上一次潤滑油要3 個小時，不但不安全，還很耗時間。現(xiàn)有的噴油方式是將各噴嘴軸承連接到一根高壓油管上，然后通過高壓油泵進行自動加油。8 個噴頭，10min 內(nèi)一次注入，安全、高效。選擇合適的潤滑油會對拋丸機的壽命和機械性能產(chǎn)生很大的影響。一般情況下，拋丸軸承的表面溫度不能高于60℃，選用改性磺基聚酯1615EN，具有很好的防水性能；耐熱性（高于一般鋰基脂100℃），使用壽命更長。選擇高效率的軸向風扇，可以減少軸承周邊的溫度；在噴頭本體上增加一排氣孔，可以實現(xiàn)對燃油的自動控制。經(jīng)常檢查葉輪、葉片、護板、皮帶等，防止機械諧振。

（3）清掃室內(nèi)工件表面的工藝需要改進。拋丸機一般在每隔晝夜循環(huán)運行一次約需要10 天時間后左右,在厚度為70mm 或更厚的鋼板上，可能會出現(xiàn)彈丸被擠壓和刮傷。為了解決以上這些問題，在清潔器運轉(zhuǎn)室內(nèi)的第二個滾輪和在運轉(zhuǎn)室后面的第三個滾輪的長度之間增加了一條固定的鋼刷，該鐵刷的長度和工作室的后滾子的長度是一樣的，用于在整個清洗運轉(zhuǎn)的鋼板上進行自動的固定。

其下表面上被機械吸附而下黏附的丸料,根據(jù)更換固定的鋼絲刷而產(chǎn)生相應(yīng)的鋼板磨損量當更換固定的鋼筆時，可以按一定的要求人工調(diào)節(jié)固定的高度，這樣，兩年來，在鋼板的下表面上附著的彈丸現(xiàn)象就會大大減少。同時，還可以很大程度上減少粉塵對滾輪鋼板造成的二次機械損壞，并有效地防止了因擠壓進球而造成的磨損、變形和機械摩擦。

（4）對除塵系統(tǒng)的改造和對清潔室工藝設(shè)備的改進：對余下的工件進行吹掃和清盤；在每個閘管的上面都有一個活門，這個活門在受到震動沖擊時能主動地調(diào)解和排泄。通過改造升級，可以顯著地改善板材表面質(zhì)量問題，提高了清潔設(shè)備的工作率，降低了清洗室設(shè)備的日常使用維護時間及后續(xù)保養(yǎng)及維修保養(yǎng)成本和支出成本，及有效減少產(chǎn)品后續(xù)養(yǎng)護各一道工序處理產(chǎn)品鋼板表面后的所耗費的時間資源投入和生產(chǎn)運行費用成本，提高了產(chǎn)品的了整體產(chǎn)品質(zhì)量素質(zhì)水平及市場競爭力。

5 結(jié)語

本公司主要用于鋼鐵生產(chǎn)線和熱處理生產(chǎn)線的另一項重要配套生產(chǎn)設(shè)備，其主要功能特點就是可以使其的整機及設(shè)備都實現(xiàn)了拋丸機振動沖擊小，零件壽命長，生產(chǎn)工藝設(shè)備效率和經(jīng)濟性、可靠性高，粉塵和氣體污染排放系數(shù)極小等綜合優(yōu)勢，為確保用戶對經(jīng)熱處理后的鋼板表面潔凈度的要求，現(xiàn)階段，我國也已經(jīng)逐步對拋丸機設(shè)備的技術(shù)參數(shù)進行了全面的改善，包括懸掛軸承、清掃系統(tǒng)和尾吹裝置等主要問題所引起產(chǎn)生了的一些生產(chǎn)主要操作設(shè)備老化和主要生產(chǎn)主要操作機械故障問題，都是從根本上解決的。從原來的平均每月停機運行時間減少到800min，降低到我國企業(yè)的月均運行時間在150min 以下，從而極大地提高了主裝置的工作效率，減少了設(shè)備的故障，節(jié)約了大量的設(shè)備、零部件和其他的生產(chǎn)成本。實現(xiàn)了對我國拋丸機裝備技術(shù)的可持續(xù)、有效、合理地生產(chǎn)，并獲得了較好的經(jīng)濟效益。希望公司在未來的發(fā)展過程中，能夠為我國中厚板企業(yè)的拋丸機技術(shù)的推廣和應(yīng)用提供一些有價值的參考資料和工作經(jīng)驗。