（机械工程专业论文）抛喷丸清理室台车改进.pdf

工程硕士学位论文 摘要 本文介绍了抛喷丸清理室在国内外发展的状况、工作原理、用途和适用范围、结构 特点、存在的主要问题及抛喷丸清理室台车的改进方案：对改进后的实施情况和效果进 行了阐述和分析，并对项目进行总结和展望，提出了进一步改革的内容和要求等。 本研究的意义在于： ( 1 ) 为国内的同类企业在类似的技术改造中提供一些可借鉴的经验，互相交流， 取长补短。 ( 2 ) 将日常维修中积累总结的一些改造思路体现于本课题中，为国内铸机生产厂 家改进、提高设计方案，提供参考；为提高我国铸机的整体设计、制造水平发挥积极作 用。 对于台车的改进方案，采用了以下研究方法和研究路线： 一、研究方法： ( 1 ) 采用理论分析和实践经验相结合的方法分析了故障原因，在设计中增加转台 的支撑点，使转台在使用中保持水平，台车运行平稳。 ( 2 ) 考虑到台车工作环境的特殊性，要做好防护，防止钢丸飞溅进入轨道，并在 环形轨道中设计钢丸排出槽，避免少量钢丸堆积在其中。在台车框架中心有中心定位轴， 转台围绕中心定位轴转动，多个滚动体对转台起支撑作用。转台转动时，在摩擦力的作 用下，滚动体也随之滚动。由于轨道接触面与滚动体之闾的摩擦力远远大于滚动体自身 之间的摩擦力，因此，滚动体之间不会卡死，转台就可以平衡、灵活自如地转动。在轨 道与滚动体的接触面上进行耐磨处理，提高轨道的耐磨性，增加使用寿命。 ( 3 ) 环形轨道的设计要便于安装和维修。 二、研究路线： ( 1 ) 抛弃台车上原有的托滚部件。取而代之的是由上环形轨道钢梁、上环形轨道、 滚动体、下环形轨道、下环形轨道钢梁组成的新的滚动传动摩擦副。 ( 2 ) 采用中心定位轴v 形面环形轨道装置。 ( 3 ) 环形轨道与钢梁用螺栓进行联接，钢梁与转台面焊接联接，便于安装和维修。 由于技改取得成功，从而减轻了设备故障率，缩短了维修时间，降低了维修费用。 改进后经三年多的生产使用，效果一直很好。没有发生烧毁电机等问题。经计算，仅此 一项改迸，一年可减少直接经济损失1 3 万元。环形轨道装置的使用寿命按2 年计就可 以减少直接经济损失达2 6 万元，而更换一套环形轨道装置的费用只需4 万元，这样在 一个使用寿命期内，就可以为企业减少直接经济损失2 2 万元，减少的间接经济损失无 法估计。虽然一次性改造费用较大，制造工艺要求较高，但企业从中长期获益。 关键词：抛丸清理：抛喷丸清理室；抛丸器；抛丸量；喷丸器；台车；转台；环形轨道 抛喷丸清理室台车改进 a b s t r a c t 1 1 1 i sp a p e rd e s 州b e s 1 ep 血c i p l e ，s 扛u c n l r ea 1 1 d 印p l i c a t i o no f m ee q u i p m e m c o m p 玳d 、：l ，i t ht h ec u r r e n td o m e s t i ce k t e 】【i n ep o l i s h e r 】i th a sm a i l ya d v a i l t a g e ss u c ha st 1 1 em o r ee 街c i e n t c y c i i n g ，t h eg f e a t 臼p o i i s h i n gc a p a c i 融m em ee 豌嘶v es 印a r a t i o no fp i l l s ，o x i d 猷e ds k 迹s 锄dm s t ，也el o w e rd e i l s 时o fn o i s e 州d u s t ，e t c ，e s p e c i a l l yt h a tm eg u a r a n c e e dc l e a i l i go f t h en l r b 凼c x i i l ei nm 妇宅r e n td i a m e l _ e r s ( 1 ) t h eb l a s tw h e e le q 山p p e d 澌mf o n a r dc u r v e dv a l l e sd e l i v e r sm o r ee m c i e m c l e a n i n gi nm j 曲n 啪p o w e d s sa dj o w e rn o i s e 殂ev 觚e sa r eh o 】d ；np j a c ew i t h o u tp i n ， c l a i 】巾o rb o l t ，s oi “sa b l et ob er 印l a c e da n dm a i n t a i n e dq u i c u y ( 2 ) f o rm i x e dl o a d so fc o m p o i l e n t sl a r g es e c t i 彻s ，趾dg r ea _ t e rn e ) 【i b i l i 吼t l l et a b l e m a c ei st h ea n s w e r ，b e c a u s em e r ei sn oc o m p o n e n tc o n l p a c t ，捂l g i i ea 1 1 dt h i nw a 【l e dp a n s c a l lb ec o i d j d c n 廿yc 王e 锄e d a st h ew o r kt a b l er c v o l v e s ，t h et o pa 工i ds i d e so f m p o n e n t s 勰 e x p o s e dt ot 王l eb l a s ts t r c 锄劬me v e 叫a n e ，e n s 面n gm a x i i 工1 啪c l e a l l i n ge 街c i e i l c y r m o m e do fs u b j e c t ： ( 1 ) f o r b a t c hl o a d so fc a s 血g s ，s m a l lf a b r i c a t i o n sa i l dk a t 衄疵dp 邮，ab a n e l m a c h i n ei si d e a l ，b e i n gq i j i c ka n de f f i c i e n t ，1 kt u m b i m ga c t i o no ft h ew o r kb c ne n s u r e sa l l a r e a so fc o m p o n e n ta r ec l e a i l e di no n el o a d i n g t h cl a r g ev e r s i o n sc a l lb es u p p l i e d 埘t ha u t o 1 0 a d i l 坞e q u i p f n e n tf o r 血r t l l i n gi 巾r o v 锄锄to f p r o d u c t i v i 可 ( 2 ) d e s i g 【l e d t o h 删er n i x e d l o a d s o f m e d i u m a n d l a r g ec o r n p o n e n t s i n c l u d i n g f t a g i l e a n di r r e g u l a rs h a p p e dw o r k p i e c e sm eh d o km a c t i i n ei sah j g h ef l c x i b i ea r l dp r o d u c t i v e p a c k 嘈e ( 3 ) s 、】l ，i n gt a b l em a c h i i l e si ss l l i t a b l ef o rl a r g ec 越t i n g s ，f l a b r i c a t i o n s 如dk a t 们a t e d 弘f t s w a y s 。fs u 巧e c t ： ( 1 ) t h ew o r k p i e c e sa r et ob eh u n gb ym ed r i v eb l o c k ，e i r c e r e di n t o 血ec a b i n e ta l o n g m em o n o r a i l ，s t o p p e do n ep l a c eo ft l r e ew o r k i n gp o s i t i o n sw h e r e e x p o s e dt ot h es h o t b l a 3 t l n gw 蹦ef o t a t i n gb y 沤e l f a 1 1o f 也e s ea r ec 仃o 】抽gb yp c ， ( 2 ) i no r d c rt op r o j e c tt h ea b r a s i v e sa l lo v e rt h es u r f h c e so ft l l e 、r k p i e c e s ，t w o i m p e l l e ru 1 1 j t sa r ep r o v i d c d0 nm e w a l l ( 3 )b ys u c ha r m n g e m e n t s ，m ec a s t i n g so rw e i d e ds 仃1 j c m 心sh a 啊n gac o m p l i c a t e d s h a p ea r cm a d ee n t i r e l yf 如e 在o md e a d 锄9 1 es o 也a tm 叫a r et h o r o u g m yc l e a n e d t i l m t a _ b l et y p es h o tb l a s t - c l e a n i i l gm a c l l i n ei sm a i n l yu s e dt oc l e a t l l ed e l i c a t cw o r k p i e c e s t h ed i a m e t e ro fn l et u m t a b l eo f18 0 0 ，2 2 0 0 ，2 5 0 0 m m 埘t h4 ，6 0 r8w o r k i n gs t a g e sc a n b es e l e c t e da c c o r d i n gt ot h ea c t l l a lc o n d i t i o no f t l l ec u s t o m e r s k e y w o r d s ：s h o tb l a s tc l e a n i n g ；t h ea i r l e s s 肺rs h o tb l a s t i n gc l e a l l e r ；b l a s tw h e e lu i l i 乜 p o l i s h i n gc 印a c i t y ；a i fs h o tb l a s tv e s s e l ；c a r ；t u m t a b l e ：m o n o m i l i i 兰州理工大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取 得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其 他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个 人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果 由本人承担。 作者签名：茚- 瑁窖， 日期：口么年 月j 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查 阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入 有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本 学位论文。 本学位论文属于 l 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密团。 ( 请在以上相应方框内打“ ”) 作者签名：静嘲疗， 日期：“年；月r 日 导师签名：秀南睦 醐绰多肛日 工程硕士学位论文 第1 章概述 1 1 抛喷丸清理室的国内外发展状况 抛丸清理是利用抛丸器内高速旋转的叶轮将钢丸加速到定速度后，将高速钢丸 流抛向所要清理的工件表面，以去除工件表面的粘砂、氧化皮和小的飞边毛刺等，并 得到一定的表面粗糙度的过程。喷丸清理是利用压缩空气作为动力，将钢丸以高速喷 射到工件表面或内腔，将粘砂或氧化铁皮清除掉。将抛丸和喷丸相结合而组成的抛喷 丸清理设备，适用于机床、机车车辆、大中型铸造车间的树脂砂铸件和粘土砂铸件的 挝喷丸落砂和表面清理以及其他大型工件的清理。抛喷丸清理室具有结构紧凑、使用 方便、清理效率高、应用范围广等优点，特别适合于大批量生产中铸件表面的清理。 经过抛喷丸处理后的工件，不仅有一定的表面粗糙度，同时工件的表面也得到了强化 处理，满足了用户的需求，抛喷丸清理室在铸造行业中发挥着举足轻重的作用。近年 来，由于抛丸器结构的改进，使抛丸量不断增大( 大于2 0 0 公斤分钟，甚至达到 5 0 0 1 2 0 0 公斤分钟) ，抛射速度也有所提高( 8 1 米秒) ，加之高效率的丸砂分离器 的采用，从而使抛丸器不仅仅局限于作为清理铸件表面的设备，而且还可以用来落砂、 除芯。随着大抛丸量抛丸器的不断改进，抛丸落砂清理设备在国内外有了较快的发展。 8 0 年代后期，美国p a n g b o r n 公司开发研制生产的曲线叶片抛丸器，抛丸量已经增加 到2 8 0 公斤分钟一3 8 0 公斤分钟。比传统的q 3 0 5 b 直线叶片抛丸器1 4 0 公斤分钟的 抛丸量提高了2 _ 2 7 倍。曲线叶片是抛丸器的重要发展之一。因为最佳的前倾曲线 叶片抛丸器与普通直线叶片抛丸器比较，前倾曲线叶片抛丸器具有较小的叶轮直径和 较低的主轴转速来获得两者相同的效果。p a n 曲o r n 公司同时将抛丸器和喷丸器相结合 而组成抛喷丸清理设备。发挥抛丸法生产效率高及喷丸法灵活性好这两者的优点。根 据生产要求，喷丸器可以与台车式清理室相结合，也可与悬挂式抛丸清理室组合。图 1 1 为台车式抛喷联合清理室的示意图，该清理室用以内腔及外表面较复杂的大中型 铸件的清理。 抛喷丸清理室台车改进 2345 图1 1台车式抛喷丸联合清理室简图 图1 1 中：1 一电缆卷筒2 一台车3 一室体4 、7 一抛丸器 5 一喷丸操作台6 一喷丸器 台车由台车框架、转台、托滚、传动机构等组成，为全封闭钢结构。台车传动电 源由室外的电力电缆卷筒供给。当台车进入室体时将电缆线从卷筒中拉出；台车退回 时由电缆卷筒中弹簧片自动拉紧收回。台车载件适用于不能吊挂的工件，将工件摆放 在台面上进入室体内清理和落砂。台车在室内正反交替旋转，这时抛丸器自动开启， 使铸件的顶部及侧部均得到清理。清理铸件的复杂表面及深坑、内腔等部位，可利用 喷丸器进行清理。 九十年代初，国内铸机厂开始引进美国p a n g b o r n 公司技术生产曲线叶片抛丸器。 开发研制出具有8 0 年代世界先进水平的吊钩台车抛喷丸落砂清理室，填补了我国铸 机行业的一项空白。该机电器采用“手动”和“自动”两种控制方式。“手动”控制 主要用于调试、维修、喷丸操作。“自动”控制用于正常抛丸清理和落砂。具有操作 方便、安全可靠、自动化程度高、生产效率高、降低车间粉尘及噪声等优点。可直接 对温度达3 0 0 摄氏度的铸件进行落砂、除芯和表面处理。选用日本技术生产的遥控高 效喷砂机，安全、灵活、操作方便。缩短了生产周期并提高车间面积的利用率，同时 对帽砂也有一定的再生作用。但喷丸设备动力消耗大，喷枪作用面积小，清理大面 积时效率低，操纵喷枪时劳动强度高，工作条件差，故清理较为复杂的大型铸件时， 多采用以抛为主，以喷为辅的抛喷丸联合清理室。由于工件放在台车台面上清理，工 件需翻转后进行二次清理，台车出入室体频繁，劳动负荷大，受钢丸的冲击严重；室 工程硕士学位论文 内砂子、粉尘污染大，造成台车的传动机构磨损严重，维修费用高。 1 2 课题来源 青海山川铸造铁合金集团有限责任公司铸造分厂于2 0 0 0 年3 月从某铸机厂购进 一套吊钩台车抛喷丸清理室及一台回转台车。从2 0 0 0 年4 月投入使用后，运行一直 比较平稳。至2 0 0 1 年7 月，回转台车频繁发生故障，影响正常的生产。故障主要表 现为：由于回转台承载偏心，支撑托滚密封损坏，钢丸进入托滚内部，造成托滚内轴 承易坏；同时，由于托滚转动不畅，增加了电机及减速机的负荷，造成3 个月左右就 烧毁电机l 台、磨损报废减速机l 台的损失。设备运行2 3 天就要为2 3 个托滚更换 零件。平均每班需要更换4 套轴承。这些问题己成为困扰铸造分厂正常生产的难题， 亟待解决。为此，我公司将此课题列为技术攻关项目。 1 3 课题的研究方案 从回转台车的故障表现，可以分析 ( 1 )由于整个转台的旋转仅靠6 个托滚作支撑，当转台负载较大时，承托转台台车 运行的铁轨在使用中不能保持水平，台车运行不平稳，发生颠簸，造成设备的 损坏加剧，频繁发生故障，影响正常的生产。因此在新设计中必须增加转台的 支撑点，使转台在使用中保持水平，台车运行平稳。 ( 2 ) 回转台承载很难平衡，微小的窜动不可避免。造成支撑托滚密封损坏，钢丸进 入托滚内部，轴承易坏。所以，托滚部件不适合在抛喷丸清理室台车上使用。 可以考虑在台车上采用整体环形轨道，结构类似推力轴承的结构。考虑到台车 工作环境的特殊性，要做好防护，防止钢丸飞溅进入轨道，并在环形轨道中设 计钢丸排出槽，避免少量钢丸堆积在其中。在台车框架中心有中心定位轴，转 台围绕中心定位轴转动，多个滚动体对转台起支撑作用。转台转动时，在摩擦 力的作用下，滚动体也随之滚动。由于轨道接触面与滚动体之间的摩擦力远远 大于滚动体自身之间的摩擦力，因此，滚动体之间不会卡死，转台就可以平衡、 灵活自如地转动。在轨道与滚动体的接触面上进行耐磨处理，提高轨道的耐磨 性，增加使用寿命。 ( 3 ) 环形轨道的设计要便于安装和维修。 抛喷丸清理室台车改进 1 41 拟采用的研究路线 针对原设计存在的问题，本课题拟采用如下研究路线： ( 1 ) 抛弃台车上原有的托滚部件。取而代之的是由上环形轨道钢梁、上环形轨道、 滚动体、下环形轨道、下环形轨道钢梁组成的新的滚动传动摩擦副。 ( 2 ) 采用中心定位轴v 形面环形轨道装置。 ( 3 ) 环形轨道与钢梁用螺栓进行联接，钢梁与转台面焊接联接，便于安装和维修 工程硕士学位论文 第2 章抛喷丸清理室原理及存在的主要问题 2 1 抛喷丸清理室简介 铸件经落砂后，其表面仍有残留的粘砂，另外，热处理后其表面要产生氧化皮。 铸件表面清理就是去除这些粘砂及氧化皮，以提高铸件的表面质量。 机械化铸件表面清理的方法有摩擦法、抛丸法和喷丸法等。其中以抛丸清理法的 生产率高、表面质量好，是一种应用广泛且有发展前途的清理方法。 抛丸清理是利用抛丸器内高速旋转的叶轮将弹丸抛向铸件表面，将粘砂或氧化铁 皮打掉完成铸件表面的清理。抛丸清理的特点是生产效率高，对铸件表面有强化作用， 应用范围广，特别适合于大批量生产中铸件表面的清理。其主要问题是设备的磨损严 重，维修费用高。1 。 。 图2 1 抛丸落砂清理原理 卜斗式提升机2 一滚筒筛3 一螺旋输送机4 一气流丸砂分离器 5 一溢出槽6 一废砂槽7 一带式输送机8 一抛丸器9 一落砂清理室 1 0 一带砂铸件1 1 一转台小车1 2 一振动筛分输送机 1 3 一废料桶 图2 1 表示抛丸落砂清理的工作原理。开箱后的带砂铸件由转台小车1 l 载入抛 丸室内进行落砂清理，落下的弹丸、旧砂及飞边等通过格子板落入振动筛分输送器1 2 。 去除大块杂物后的丸砂经斗式提升机1 、螺旋输送机及滚筒筛2 进入气流丸砂分离器 一垫堕垄堕堡皇鱼圭垦耋 4 对丸砂迸行分离。分离后的回用旧砂由带式输送机7 运至砂处理系统，合格的弹丸 则循环使用。螺旋输送机3 的作用是将丸砂均匀地送入分离器，起布料作用，同时将 多余的物料推入溢出稽5 以进入另一循环的分离处理。 2 2 抛喷丸清理室的用途和适用范围 本机采用吊钩、回转台车两种运转工件的型式；具备抛丸和喷丸两种清理手段和 p c 自动化控制。适用于机床、机车车辆、大中型铸造车间的树脂砂铸件和粘土砂铸件 的抛喷丸落砂和表面清理；以及其他大型工件的清理。 2 3 主要规格和技术参数 室体有效容积( 长宽高) ： 翻转吊具最大吊重： 被清理工件最大外形尺寸( 长直径) ： 起重速度： 运行速度： 回转台车 1 ) 最大载重量： 2 ) 被清理工件最大外形尺寸( 直径高) ： 3 ) 转台速度； 4 ) 台车移动速度： 抛丸器 1 0 0 0 0 5 0 0 0 x5 3 0 0 跚 1 5 吨 ( 3 0 0 0 6 5 0 0 ) 中2 5 0 0 胁 7 m t 】i n 4 m m i n 3 0 吨 巾4 0 0 0 2 5 0 0 m m 2 0 1 r m i n 1 7 0 5 r m i n 最大抛丸量k g 脚i n 数 型号功率( 跚) 转速r m i n ii i量 1 8 0 4 r k2 22 2 5 02 8 03 】8 d 一4 r k c c w3 02 2 5 02 8 0 3 8 0 4 高效喷砂机 1 ) 型号： 2 ) 容积： a c r 一3 2 2 6 升 6 工程硕士学位论文 1 ) 2 ) 3 ) 4 ) 3 ) 工作压力： 4 ) 压缩空气消耗量： 总功率： 抛丸器： 回转台车： 行走： 回转： 运载机构： 行走： 起重： 翻转吊具： 提升机： 磁分离器： 螺旋输送机： 分离器： 振动输送机： 除尘系统： 储丸斗： 总通风量： 室体： 分离器： 提升机( 弹丸循环系统) ： 地坑抽风罩： 电机控制方式： 首次弹丸加入量： 弹丸规格( 铸钢丸) o 6 0 7 m p a 6 4 m 3 m i n 4 1 8 7 k w 3 0 4 = 1 2 0 k w ：2 2 3 = 6 6 k w 4 k w 4 k w 2 2 k w 1 3 2 = 2 6 k w 3 2 = 6 k w 1 5 2 = 3 0 k w 1 5 k w 1 1 k w 1 5 k w 3 4 = 1 2 k w 1 0 5 3 k w 2 2 k w 6 7 3 0 0m 3 h 4 7 7 0 0m 3 h 1 6 0 0 0m 3 h 1 3 0 0m 3 h 2 3 0 0 一h p c 控制 1 0 吨 中1 2 一巾2 m m 机器外形尺寸( 不包含除尘系统) 长宽高( 不包含立柱外道轨) 1 6 1 0 0 9 7 6 0 1 1 3 0 3 珊 地面以下最深处： 4 9 6 5 m 机器重量： 1 4 7 吨 抛赜丸清理室台车改进 2 4 主要结构及工作原理 机器的结构如图2 2 1 、图2 2 2 、图2 2 3 所示。由室体、补丸斗、运载机构、 翻转吊具、回转台车、振动输送机、磁分离器、螺旋输送器、提升机、分离器、输丸 系统、抛丸器、高效喷砂机、气路系统、除尘系统、主机基础，电气等主要部分组成。 一，m 一e 一一一 ；芦书书许 i r = 蔓奠 图2 2 1 抛喷丸落砂清理室结构示意图 爿蒴 穆弗 、亍 * 一 工程硕士学位论文 - 一 日j 图2 2 2 抛喷丸落砂清理室结构示意图 p p 图2 2 3 抛喷丸落砂清理室结构示意图 丁 哥 f 2 i 抛喷丸清理室台车改进 在图2 2 1 、2 2 2 、2 2 3 中： 卜室体2 一输丸系统3 一高效喷砂机4 一补丸斗5 一主机基础6 一分离器 7 一储丸斗8 一抛丸器9 一运载机构l o - 翻转吊具l l 一回转台车1 2 一电缆卷筒 1 3 一磁分离器1 4 一提升机1 5 一提升机1 6 一平台1 7 一平台1 8 一平台1 9 一电气 2 0 一除尘系统2 卜螺旋输送器2 2 一螺旋输送器2 3 一振动输送器2 4 一振动输送器 2 4 1 概述 本机电器采用“手动”和“自动”两种控制方式。“手动”控制主要用于调试、 维修及喷丸操作。“自动”控制用于正常抛丸清理和落砂。 工件运载采用吊钩载件和台车载件( 空钩) 两种型式。吊钩载件( 见图2 3 ) 适 用于细长工件。由2 根无挡普通链环( w p 2 2 ) 将工件水平吊起，进入室体内工件沿轴 线水平旋转并往复运动。使工件内腔的型砂自动倒出，这时七台抛丸器同时开启，抛 丸量自动调整到2 8 0 公斤分钟台。根据工件的长短，本机又将吊件分为长件( 5 6 5 硼) 和短件( 3 4 5 m m ) 操作，以确定工件在室内往复距离，从而保证工件的清 理效果。 图2 3 台车载件适用于不能吊挂的工件，将工件摆放在台面上进入室体内清理和落砂。 台车在室内正反交替旋转，这时4 台抛丸器自动开启，抛丸量自动调整到3 8 0 公斤 分钟台( 见图2 4 ) 工程硕士学位论文 图2 4 本机具备抛丸和喷丸两种清理手段。以抛丸为主，喷丸为辅。喷丸时操作人员穿 防护衣进入室内定向操作。此时操作人员必须将钥匙式旋钮复位切断抛丸器控制电 路，并取下钥匙带在身边，以确保人身安全“1 。 2 4 。2 主要部件结构及工作原理 室体 室体系焊接结构，分为左侧壁( 4 件) 、右侧壁( 4 件) 、后侧壁( 2 件) 、大门( 2 件) 。由用户现场组焊。 室内左右侧壁衬有铸态高锰钢护板，防止高速弹丸击穿室壁。铸态高锰钢护板用 特殊螺母固定，操作人员应经常检查，以免螺母松动掉下护板砸伤人。大门和后侧壁 采用橡胶板防护。室顶有一吊杆进出长口，采用双层橡胶帘密封，防止弹丸飞出。 室内下部由钢板围成4 0 一4 5 度斜边与漏斗连接，以减少地坑深度。室体后端有 一小储藏间，存放喷枪和喷丸胶管。大门由两个气缸开启。室体后侧壁处有一小门， 供操作人员喷丸和维修使用。大门和小门上端装有行程开关与抛丸器联锁，只有大、 小门关闭后，抛丸器才能启动。严禁去掉联锁，敞门清理，以免高速弹丸伤人。 室体左侧壁有除尘管道。除尘采取上进下吸、顶排方式，迫使灰尘下降，以提高 室体内能见度。后侧壁有4 只探照灯，供喷丸和维修照明使用。抛丸时应放下挡丸帘， 避免弹丸击碎玻璃飞出伤入。 补丸斗 由补丸斗、筛子、输丸管、气动闸门组成。 补丸斗一次储存弹丸约5 吨。上部有筛子防止大块物料进入补丸斗，下部有气动 闸门控制补丸量。 l i 抛喷丸清理室台车改进 当分离器下部储丸斗内弹丸低于下料位时，料位计发出信号使补丸斗气动闸门自 动打开补充弹丸。补丸时间0 。4 1 8 0 秒( 可整定) 调试中应根据工作情况将补丸时 间整定为最佳状态。 运载机构 由运载架、2 台固定式电葫芦( c d ，1 0 9 a 1 ) 、工字钢轨道、吊杆、横梁、限位架、 立柱等组成。 本机将吊件清理按工件长短分为长件( 5 6 5 唧) 和短件( 3 4 5 咖) 操作。工 作前应按工件情况预选工作状态，使工件达到预期清理效果。为保障工件在室内的往 复移动距离和防止电器失灵后工件撞到室后壁和大门，每种状态工件运行到极限位置 时采用两道行程开关控制的双保险限位，防止意外事故发生。并在工字钢两端设置硬 限位保护。 吊杆在进入室体前，吊钩必须起升到上限位置，以防止吊钩与室顶相撞。当台车 退回室外极限位置时，吊钩方能实行进入室内操作。 当使用台车载件清理时，只有吊钩( 即翻转吊具) 进入室内极限位置时，才能实 现台车进室清理的操作。 翻转吊具 由吊具体、涨紧装置、链轮、护板、链传动等部分组成。 翻转吊具由2 个摆线针轮减速器分别通过链传动，带动吊具体外部的4 个大链轮 旋转。并由2 根无挡普通链环( w p 2 2 ，用户自备) 带动工件沿轴线水平旋转，达到翻 转工件的目的。吊具体内两端有涨紧装置，防止链条脱落。吊具体外部采用4 0 c r 护 板进行防护，内衬橡胶板，以减少弹丸冲击。4 个带动无挡普通链环的大链轮是铸态 高锰钢件，以增加使用寿命。顶盖上部的锥斗用以收集吊具体电缆。 吊装工件时应使两链环间距占工件约l 2 ，链环两外端各占约l 4 较好。4 个大 链轮可组成三种链环间距与吊装工件的搭配详见下表 1 大链轮间距( 胁) 1 6 0 0 2 3 1 03 0 2 0 l 工件长度尺寸( 唧) 3 4 4 5 45 4 6 5 无挡普通链环( 无接头) 的长度应根据工件截面尺寸确定。以工件小截面在吊钩 上升到上限时离台车面3 0 0 毫米以上( 便于台车运件后能用翻转吊具吊起) ；工件大 截面离地坪篦子3 0 0 5 0 0 毫米为好( 防止工件在翻转时碰到地坪) 。 若工件截面尺寸变化较大致使工件截面中心在室内高度变化较大时，应随时调整 工程硕士学位论文 抛射带角度，以使工件达到最佳清理效果。 使用吊钩载件清理时，因为工件在室内正、反向旋转，便于倒出内腔中的型砂和 弹丸，清理和落砂效率高，能用吊钩载件清理的工件，尽量使用吊挂型式清理以充分 发挥设备的生产效率。 应严格选择工件与无挡普通链环的尺寸组合并在室外通过翻转实验后方可进入 室内清理。严防工件在室内清理中掉下的事故发生。 回转台车 由台车框架、转台、托滚等组成，为全封闭钢结构。转台为钢板焊接构件。为便 于铁路运输，分为端转台和中转台，现场用螺栓联接。( 也可再将连接处焊牢，以增 加转台的强度) 弹丸和型砂可由台面铸钢护板的孔眼经斜槽流入车下，台面不堆积弹丸，减少了 弹丸的室外散落。台车行走由带电机的摆线针轮减速器驱动；回转由蜗轮蜗杆减速器 外端的齿轮与中转台的齿圈啮合实现传动。转台外圈用铬钢护板防护。 台面带孔眼的铸钢护板起防护和漏丸、砂作用。严禁工件落下时激烈冲击台面， 以防造成扇形护板的破损。当扇形护板和围护板破损或磨损到适当程度时，应及时更 换，防止高速弹丸打坏台面和内部传动机构。 车轮前端的刮板起刮掉轨道平面上弹丸和砂子的作用，应定时检查和更换橡胶刮 板。 回转台车传动电源由室外的电力电缆卷筒供给。当台车进入室体时将电缆线从卷 筒中拉出；台车退回时由电缆卷筒中弹簧片自动拉紧收回。1 。 由于工件放在台车台面上清理，工件需翻转后进行二次清理。清理过程中工件内 腔中的型砂和弹丸堆积后，遮挡住弹丸继续落砂和清理，必须用人工及时掏出后方能 继续清理，亦可将工件吊起翻转，将工件内腔中堆积的丸和砂倒出。内腔残存的砂、 丸不能自动倒出和工件的二次清理是台车载件劣于吊钩载件的最大缺陷，但是台面可 摆放各种形状，尺寸工件，使被清理工件适用范围广，也是吊钩载件不能比拟的”。 振动输送机 由筛体、橡胶弹簧、振动电机等组成。 两台振动电机为激振源，激振力的大小由调节振动电机轴两端的偏心块夹角实 现。筛体为钢板结构，分上下两层。丸砂混合物经上层筛板筛分后，大块物料流入废 料桶，筛下物料由下层水平输送至磁分离器。 抛喷丸清理室台车改进 振动输送机将物料的筛分和输送合为一道工序，应经常检查筛板，磨损后应及时 更换。 磁分离器( 见图2 5 ) 由闸门、磁选滚筒、室体、调节臂等组成。 1 闸门 2 磁选滚筒 3 砂 4 室体 5 丸 图2 5 本磁选分离器用于丸砂混合物的粗分，以减少主机循环系统的容量。丸砂混合物 从磁分离器进口经闸门( 调节丸砂物料层厚度) 进入磁选滚筒磁选区。磁选滚筒内部 有4 组磁块组。滚筒由链传动带动旋转。丸砂物料经过磁选滚筒时，磁性物质( 弹丸 等) 被磁块吸引紧贴在磁选滚筒表面，并跟滚筒一起旋转：砂和非磁性物质由于不受 磁场影响而垂直落下进入砂螺旋输送器。被吸附在磁选滚筒表面的磁性物质随滚筒旋 转一段距离后，当其离开磁块组脱离磁场吸引后则落入丸料口进入丸料螺旋输送器。 由于被磁场吸引的弹丸容易包裹一部分砂子，造成丸砂分离差的结果。在磁分离 器调试时应旋转螺旋扣使磁块处于滚筒的最佳位置，达到最佳分离状态，以满足设备 要求。调节臂的位置即磁块组中心位置的背面。 磁分离器的永磁磁块组，磁系老化慢，寿命较长。可在环境温度不超过摄氏7 0 度的情况下长时间连续工作。当磁场强度明显降低时，必须将磁系拆下冲磁，可重新 使用。 螺旋输送器 由左、右端螺旋轴、螺旋槽、压辊定心装置等组成。 工程硕士学位论文 为便于加工，螺旋轴分为左、右两件，用螺栓联接。中部有压辊定心装置。工作 时，丸砂物料将螺旋片抬起，用压辊压住螺旋片外沿，以减少轴的挠度。螺旋轴的左 端有拨料盘，将送到提升机下部的丸砂物料拨向提升机料斗0 1 。 提升机 本机系平皮带传动的斗式提升机。采用离心重力式落料方式。落料时丸砂物料中 的部分灰尘由吸风管排出，以改善提升机内部的工作条件，各罩壳间连接处加有密封 垫，防止灰尘外溢。上下部传动皮带轮采用钢板焊接结构。皮带轮表面铣有沟槽，以 增强皮带的摩擦力。提升机中部有一维修门，供检查、维修安装皮带用。下罩壳侧门 供更换料斗用。当机器因丸砂量过多或大块物料别住时，可打开下罩门进行清除。 本机有两台提升机，主机弹丸循环系统中的提升机为防止因提升机下部丢转，而 造成弹丸堆积和堵塞，设有提升机短时丢转报警及长时丢转自动停机装置。当下部皮 带轮转速低于3 5 r 皿i n 时，电控台发出声光报警信号，并使抛丸器闸门关闭。当转速 短时间内恢复，说明是提升机皮带瞬时打滑和物料瞬时过载。运转正常后，声光报警 信号则自动停止。当丢转时间超过1 0 秒( 时间可现场整定) 说明提升机下部已堵塞 或皮带太松，这时操作人员应迅速打开提升机下罩壳的下罩门，检查并排出故障。注 意丢转整定时间不可过长，以防止提升机过分堵塞后，弹丸清除困难嘲。 分离器 由送料螺旋、滚筒筛、分离装置、溢流装置等组成。( 见图2 6 ) 抛喷丸清理室台车改进 1 一送料螺旋2 一滚筒筛3 i 号控制装置4 一i 号分离装置 5 一i i 号控制装置6 一号分离装置7 一溢流装置 待分离的丸砂物料从提升机溜斗进入进料口，由送料螺旋水平送至滚筒筛。大块 物料经筛分从分离器端部排出进入废料桶。丸砂物料经滚筒筛外部的布料螺旋分别送 入l 号、2 号分离装置。 为适应落砂时瞬间砂含量增大和使用台车和吊钩清理时弹丸量变化的特点，本分 离器采用两套分离装置并联使用的结构。每套分离装置设有分离量控制装置，由溢流 装置中感应板发出信号，控制分离器上挡板的开口大小，使分离器随着工作状态自动 调节分离量，以保障分离效果。 溢流装置内有一翻板承接溢流来的丸砂物料，当物料达到一定重量时，翻板转动 并带动感应板发出溢流信号。溢流量大小可以调整平衡铁在平衡杆上的距离实现。接 到有溢流信号后，1 号、2 号控制装置的气缸按预定程序动作，使1 号、2 号分离装置 的上挡板分别处于开口大、开口小的位置。 上挡板处于开口大、小位置时的具体开口尺寸可调节定位座上的螺栓，使气缸行 程大小产生变化来达到“”。 分离装置挡板开口大小的工作状态见下表 溢流信号状态 运载型式 装置序号无溢流有溢流 1 # 大大 吊钩 2 #小大 台车 l # 小小 ( 空钩) 2 # 小大 工程硕士学位论文 双风选分离器工作原理见图2 7 卜一次风选区 2 一上调节舌板 3 一二次风选区 4 一中调节舌板 5 一下调节舌板 6 一弹丸 7 一丸砂混合物 8 一砂 9 一灰尘 图2 7 丸砂混合物料经滚筒筛外部的布料螺旋均布地送入一次风选区，穿过4 5 m s 的 水平气流。由于弹丸、砂、粉尘的质量不同，被气流吹过后，质量大的弹丸和弹丸夹 杂的少量砂偏离很小距离，落入接丸斗并进入二次风选区进一步分离残余的砂；较小 的丸和大颗粒砂偏离角度较大，进入丸砂混合物料腔，回到循环系统重新进入分离器 进行分离；砂粒和灰尘由于质量最小，偏离角度最大，落入砂斗，粉尘则在气流中达 到悬浮经除尘管排出。 二次风选工作原理同上。调试中可调整上、中、下调节舌板，使一、二次风选达 到最佳状态。分离区风速可调整风量调节装置上方的螺栓，达到分别调整一、二次风 选区的风速。整个分离器的风量可由调整分离器后面风管上的插板实现。 分离器下方与储丸斗相连。因储丸斗长度较长，为解决1 、2 号分离装置分离量 随机变化较大问题，在储丸斗中加一拨料螺旋，以保障各个抛丸器的抛丸量供给“。 输丸系统 由输丸管和气动闸门组成。 抛丸器的抛丸量大小由气动闸门控制，气动闸门的开关用气缸驱动，闸门开口的 17 、 抛喷丸清理室台车改进 大小用调整调节盘的位置来控制。但必须注意弹丸流量的大小应以不超过抛丸器电动 机的功率为度，如工作电流超过额定电流则会烧毁电动机。 1 、2 、3 、4 号抛丸器采用2 个气动闸门串联使用的结构，调整上部气动闸门关闭 时的扇形闸门开口尺寸，控制吊钩载件工作时的抛丸量。调整下部气动闸门打开时的 扇形闸门开口尺寸控制台车载件工作时的抛丸量。 抛丸器 本机选用七台引进美国p a n g b o r n 公司技术生产的曲线叶片抛丸器。其中l 、2 、3 、 4 号抛丸器由3 0 k w 、1 4 7 0 r m i n 的电机驱动；5 、6 、7 号抛丸器由2 2 k w 、1 4 7 0 r m i n 的电机驱动。它由叶轮、主轴、主轴承座、分丸轮、定向套和叶片等主要部件组成。 曲线叶片是抛丸器的重要发展之一，因为最佳的前倾曲线叶片抛丸器与普通直线 叶片抛丸器比较，前倾曲线叶片抛丸器具有较小的叶轮直径和较低的主轴转速来获得 两者相同的效果。 抛丸器是抛丸清理设备的核心部件。抛丸器与不同的铸件运载装置相匹配可组成 各种型式的抛丸清理设备，从而扩大了抛丸清理的用途。抛丸器有机械进丸和鼓风迸 丸两种型式，目前以机械进丸的抛丸器应用得最广泛，图2 8 为双圆盘机械进丸的抛 丸器工作原理图o “。 图2 8 抛丸器工作原理 卜漏斗2 一分丸轮3 一定向凄4 一定向套矩形窗口 5 一支架6 一压板7 一叶片8 一圆盘 工作时，电动机通过三角皮带传动使主轴带动分丸轮2 和叶轮高速旋转。弹丸靠 1 8 工程硕士学位论文 自重由漏斗l 经进丸管流入丸轮的内腔，并由分丸轮的叶片带动弹丸旋转，在离心力 的作用下，弹丸随叶片旋转的同时还沿着叶片向外运动而滑向定向套3 。弹丸由于被 定向套所阻，就在分丸轮叶片外端和定向套内壁之间集聚成弹丸团。当弹丸团旋转至 定向套的矩形窗口时，由于弹丸失去了约束便从窗口飞出。弹丸飞出后又立即被高速 旋转的叶片7 所承接并被叶片加速。这时，弹丸一面随着叶片一起旋转，一面又沿着 叶片向外作加速运动，最后以很高的速度抛向铸件，对铸件的表面进行清理“”。 图2 9 示弹丸在抛丸器内运动过程的示意图。 ；：蕞：0 善蕊 图2 9 弹丸运动过程示意图 卜叶轮2 一分丸轮3 一定向套 图2 1 0 为双圆盘机械进丸抛丸器的结构图。叶轮是由左右两个圆盘5 用销轴1 1 铆接在一起，8 个叶片6 均布地镶嵌在圆盘的经向燕尾槽中，并用叶片销固定。叶片 销装在叶轮边缘燕尾槽底部的中心，销与叶轮倾斜3 0 度，这种固定方法迫使叶片与 叶轮成垂直位置。更换叶片时必须卸下进丸管，分丸轮，定向套和连动盘，向里轻敲 叶片，取下叶片销，方能取出叶片。叶轮和分丸轮2 与主轴9 联接在一起，工作时同 轴一起旋转。叶轮和分丸轮之间的定向套1 用压板固定在外壳的支架上，不随主轴转 动。抛丸器的外壳内衬有耐磨护板1 0 。叶轮的转向有箭头标识，严禁反向旋转。卸下 前述零件时，要检查它们的磨损程度。若要获得最佳的清理效果，所有的喂丸零件必 须修理的很好或及时更换“。 抛喷丸清理室台车改进 谂?| 蘼隶辩、姜、寄岳肾川专 鼎【躺划蝴蝴k 、i刚 7 驯秽专髻告一 。馒簿誉融 峙 一厂 、 | 妄a 同 、 、 到。小知 厘 翮篙 型 ! 乡飞蒯 坐潼蚕萝宅雾劁蝴j + 0 、1广 ，f 。 。f 、 图2 1 0 抛丸器总图 卜定向套2 一分丸轮3 一左旋螺母4 一进丸管5 一圆盘6 叶片 7 一紧定螺钉8 一轴座9 一主轴1 0 一护板 1 1 一销轴1 2 一底衬板 1 p 活动护罩1 4 一锁紧机构 高效喷砂机 本机选用长平机械厂引进日本厚地铁工株式会社技术生产的a c r 一3 型遥控高效喷 工程硕士学位论文 砂机和c p - 型调温式防护面具。工作时操作工人身穿防护衣进入室内人工清理。 喷丸清理的工作原理是利用压缩空气作为动力，将弹丸以高速喷射到铸件表面或 内腔，将粘砂或氧化皮清除掉。本机选用的喷砂机为双室式，连续式工作。工作原理 如图2 1 1 所示，喷丸器的圆筒被上锥形阀2 及下锥形阀4 分隔成加丸漏斗l 、上室3 及下室5 三个部分。 图2 1 1双室式喷丸器工作原理图 卜加丸漏斗2 一上锥形阀3 一上室4 一下锥形阀5 一下室 6 一喷嘴7 一放丸阀8 一混合室9 一转阀l o 一换向阀 工作时，下室始终通入压缩空气。当转阀9 处于图2 1 1 a ) 的位置时，上室通大气， 上锥阀在弹丸的重力作用下压缩弹簧而开启，弹丸从加丸漏斗落入上室：下室则由于 压缩空气的作用使下锥形阀处于关闭状态。下室的弹丸在自重及空气压力的作用下经 放丸阀7 落入混合室8 ，进入混合室的弹丸与横向通入的压缩空气相混合后从喷嘴6 以很高的速度喷向铸件。当转阎处于图2 1 l b ) 的位置时，上锥形阀关闭，下锥形阀由 于其上、下空气压力相等而由弹丸自重将阀打开，向下室补充弹丸。此时上、下室都 处于压缩空气的压力作用下，喷丸继续进行。当上室的弹丸量不足以克服弹簧的反力 时，下锥形阀自动关闭。周期性地操作转阀9 ，就可连续地对铸件进行喷丸清理。 喷丸清理的生产率低、动力消耗大、劳动强度高，但其突出优点是可以清理用抛 丸法所清理不到的铸件内腔及复杂表面的死角等“”。 除尘系统 除尘系统是根据我公司车间工艺情况布置的。具体布置如下框图所示。 抛喷丸清理室台车改进 电气系统概述 本系统主回路采用了交流3 8 0 伏、5 0 赫兹电源供电，控制回路采用单相交流2 2 0 伏供电的可编程序控制器( p c 机) 控制。系统总功率2 9 3 2 肼，满载电流5 3 0 安。(