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六工位悬链式抛丸机的开发与应用

无论是一般铸造,还是经过精铸后的铸铝件,其表面都会因为带有脱膜剂或冲压油等附着物而产生局 部 不 光 洁 的 现 象 ,同 时 工 件 为 下 一 道 工 序 需 要 具 有 一 定 的 表 面 粗 糙 度 ,所 以 需 要 进 行 表 面 抛 光 处 理 。 用 抛 丸 清 理 的方法可直接 、经济、有效地去除铸铝件表面的附着物,得到细密、均匀、光洁的理想表 面。另外 ,在抛丸器 的弹丸 中加入铝粉或是镁粉 ,可以对工件表面进行有效的光饰,使工件表面呈现十分美观 的金属光泽。针对以上应用 ,本 文介绍了一种新型的悬链式抛丸光饰清理机,其六个清理工位的设计,实现了同类设备中史无前例的高生产率。

多工位悬链式抛丸机
多工位悬链式抛丸机

铸铝件因其铸造工艺性能好、耐腐蚀等特性,被广 泛应用于航空航 天制造业 ,汽车行业 ,发动机制造业 ,水泵 、油泵制造业等。铸铝件一般加工部位都 比较少 , 大部分以铸态表面形式应用到装备中。但是,无论是一 般铸造 ,还是经过精铸后的铸铝件 ,其表面都需要进行 清理才能使用。实验证 明,用抛丸清理 的方法可以彻底 清除掉铸铝件表面的附着物,并且通过弹丸的抛打 ,可使工件的表面组织细化、均匀 ,提高表面质量。一直以 来 ,都是用常规的清理设备对铸铝件进行抛丸清理 ,并 没有针对铸铝件特性而研发专用清理设备。这样,对于 结构复杂的铸铝件来说会存在抛丸死角,而且生产效 率也不高。

研发人员根据铸铝 件的特性,结合悬链式抛丸清理机生产率高、吊钩悬挂 清理不碰伤工件等特点,研制开发了一种专门用于清理铸铝件 的新型悬链式抛丸清理机 。该设备特别设置 了六个抛丸清理工位 ,每个工位上设置两 台特殊抛丸 器,因为要达到对工件的光饰效果,需向磨料(弹丸)中 加入铝粉或是镁粉,所以抛丸器要具有特殊的密封结 构。该机设置了六个工位对挂在工装上的众多工件进 行 清 理 ,生 产 率 最 高 可 达 50 0 0 件 /h,这 是 史 无 前 例 的 。

1 功能概述 

该设备采用大抛丸量、曲线叶片抛丸器,对在抛射区内挂在工装上自转的众多铸铝件进行全面彻底的抛 丸清理,得到光滑、细密、均匀的理想表面。同时在弹丸 中加入铝粉或是镁粉等光饰材料 ,这些粉末大部分会 吸附在弹丸的表面 ,在弹丸打击工件的同时 ,起 到对工件光饰的效果。经过抛丸光饰的工件外表面十分美观, 表 面 清 洁 度 达 到 A — B 级 , 表 面 清 理 等 级 达 到 S a 2 ~ 2 .5 级,同时还提升了工件的整体质量,延长了工件的使用 寿命。

2 主要技术规格

清理工件最大尺寸(带工装):e1000mmx1200mm; 单 钩 工 件 最 大 重 量 :500kg;
抛 丸 器 :型 号 :Q063

数 量 :12 总抛丸量:12x250kg/min 总功率:12xl5kW;

弹 丸 循 环 系 统 :数 量 :2 套
循 环 量 :2x9Ot/h ;

悬链输送机 :链速:1一lOm/min(无级变频调速) 功 率 :4kW

链 长 :约 50m ;

清理等级:GB8923-88 A—B Sa2.5; 总 风 量 :44000m /h;

设 备 总 功 率 : 350kW 。

3 设备的组成及结构特点

该设备主要 由抛丸清理室体(2个 )、密封辅室 (2个 )、平 台 (2 个 ) 、除 尘 系 统 (1 套 ) 、悬 链 输 送 系 统 ( 1 套 )、抛 丸 器 (12 台 )、自 转 机 构 (2 套 )、地 基 、底 部 螺 旋 输送器 (4套 )、提升机(2套 )、分离器(2套 )、电气控制 等 部 分 组 成 (图 1)。

3.1 抛 丸 清 理 室

两个左右对称的抛丸清理室组装在一起,两端各连接密封辅室。抛丸室两端设气动大门,当工件在抛丸室内进行抛丸清理时,大门关闭,有效防止弹丸及粉尘的 逸 出 。为 保 证 弹 丸 能 有 效 地 抛 射 到 清 理 工 件 表 面 上 ,室体一侧装有6个工位、12台不同位置的抛丸器。室内 有 高 强 度 、高 耐 磨 性 的 ZGMn13护 板 防 护 ,以 保 护 各壁板不受磨损。为防止丸尘外溢,室顶“u”形通道采用多层胶板密封,粉尘由室体侧面上方的排尘口至除尘设备净化处理。

3.2 抛丸器

该设备选用 12台单圆盘 曲线叶片抛丸器 ,每个抛丸工位设置两台抛丸器 ,利用先进的微机模拟系统模拟出对工件的抛丸清理过程,得到最件抛射角度。该抛丸器由叶轮、叶片、分丸轮、定向套、主轴、壳体等主要零部件组成(结构剖面图如图2)。使用曲线叶片抛射速度比较高,一般可达83m/s。叶轮转速一般可达到2350r/min,比直线叶片抛丸器抛射速度高15%左右,可缩短对工件的清理时间,进一步提高生产率。采用单圆盘叶轮,用叶片销、弹簧卡固定叶片,抛射带比较宽且集中,抛丸均匀。

另外,为达到对工件的光饰效果,需向弹丸中加入铝粉或是镁铝,这样对主轴轴承的密封就提出了很高的要求。为此,研发人员特别设计了一种特殊的迷宫密封装置,不仅可以有效地防止粉尘的侵入,而且特殊的导油结构 可以随时对轴承进行润 滑及散热 ,有效控制轴承温升。

 3.3 悬 链 输 送 系 统

悬链 系统 由吊钩 、悬链 驱动装置 、PX 160 模 锻 链 、 涨 紧 装 置 等 组成 。 本 系 统 是 工 件 的 输 送 部 件 ,负 责将工件从室体外输送至抛丸区,在抛丸 区中问 由 自转减速装 置带动 ,使工件进行原地 自转 ,达到对工件的各个表面进行 全面清理的目的,工件抛丸处理后再由本系统输送至 室体 外卸件 。

3.4 自转机构

本设备设有两套 自转机构 ,每套 自转机构 由减速机 、支 架 、主 动 链 轮 、链 条 、涨 紧 弹 簧 、支 撑 滚 轮 等 组 成 (如 图 3)。每 套 自 转 机 构 上 设 置 三 个 自 转 工 位 。工 作 过 程中,当负载吊钩到达室体内抛射工位时,吊钩上部的 链轮便与自转机构运动的着链条相啮合,实现吊钩自转 ,对工装上的众多工件进行全面的清理 、光饰 。

3.5 丸料循环净化系统

丸料循环系统包含 以下各部件 :提升机 、分离器 、 螺旋输送器 、丸料控制系统 、抛丸器等 。从斗式提升机 流 入 的 丸 、渣 、尘 混 合 物 ,由 分 离 器 螺 旋 送 到 分 离 器 ,并 被分离器螺旋沿分离器均布,然后通过分离器重锤的 调节 ,呈流幕状均匀流至丸料仓 ,丸料仓的弹丸经供丸 闸门进入抛丸器 ,抛丸后的丸 、渣 、尘混合物经清理室 、 螺旋输送器进入提升机 ,提升机再提至分离器进行分 离,依次循环使用。

3.6 除尘系统

除尘系统由一级尘 降室、二级旋风除尘器 、三级滤筒 除 尘 器 、离 心 式 高 压 风 机 、管 道 、排 尘 烟 囱 等 组 成 。 . 抛丸清理时产生的含尘气流经过一级沉降室和连 接管进人二级旋风体除尘器、然后进入滤筒除尘器 ,含 尘气流经滤筒过滤后(除尘效率不低于 99.9%)经过离 心式通风机排 入烟囱进行高空排放 ,排放粉尘浓度 100rng/m ,符 合 国 家 环 保 局 规 定 的 行 业 排 放 标 准 。 另 外 ,因为该设备的磨料(弹丸 )中加入了光饰作用的粉 末,在清理过程中会有一部分粉末被抽风机吸到滤筒 除尘器中,为了防止粉末集中产生危险,在除尘器上特 别 设 置 了 差 压 控 制 器 ,粉 末 吸 附 过 多 时 会 自 动 报 警 ,采取清灰措施。

4 工艺流程 

将待清理的工件装在工装上,在吊具的吊装下进入抛丸清理室,当进入抛丸清理区后停止 ,抛丸室大门关 闭 ,工 件 在 自 转 机 构 的 驱 动 下 自 转 ,同 时 抛 丸 器 对 工 件进行抛丸清理 、光饰 ,清理完毕后 ,大 门开启 ,工件运出室外卸件。本设备设置五组,共 30个吊钩装置,当一 组 (6 个 )吊 钩 在 清 理 室 进 行 清 理 的 过 程 中 ,其 它 吊 钩 可进行工件的装卸。其工艺流程为:装零件一抛丸清 理一卸零件一装零件。

本 设 备 采 用 可 编 程 控 制 器 (PLC)控 制 ,预 留 10% 输入输出点。整套系统可自动操作,也可手动控制。

5 结束语

本项目的研发为铸铝件提供了先进、高效、环保的表面清理光饰设备 ,实现 了对铸铝件进行一次性彻底 清 理 的 同 时 对 工 件 表 面 进 行 光 饰 的 双 重 功 能 。并 且 ,采 用六个清理工位,生产率极高 ,是传统悬链式抛清理机 (最 大 到 3 工 位 )无 可 企 及 的 。

产品价格具体联系:182-0189-8806,文章链接:http://www.shot-peening.cn/2238/

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