軋輥用臺(tái)車式拋丸清理機(jī)的開發(fā)與應(yīng)用

逄紹金，余兆遐

（青島新東機(jī)械有限公司，山東青島 266319）

隨著鑄造行業(yè)的發(fā)展，拋丸清理機(jī)在鑄造行業(yè)中的應(yīng)用也日益廣泛，待清理工件的形狀、復(fù)雜程度也越來(lái)越高，對(duì)拋丸清理機(jī)的性能要求也越來(lái)越高，效果、安全、效率已作為評(píng)定拋丸清理機(jī)性能的重要因素。SRB2G是針對(duì)國(guó)內(nèi)某大型鋼鐵企業(yè)軋輥表面強(qiáng)化工作而進(jìn)行專門開發(fā)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。

1 工作原理簡(jiǎn)述

待清理軋輥置于行走臺(tái)車上部后，自動(dòng)起動(dòng)臺(tái)車由清理室外部沿固定軌道高速自動(dòng)運(yùn)行到清理室投射初始位停止，升降門關(guān)閉。拋丸器起動(dòng)后，從清理室上方對(duì)軋輥進(jìn)行高速投射，同時(shí)臺(tái)車以低速沿軌道向清理室內(nèi)部行駛，安裝在臺(tái)車上的兩根輥?zhàn)幼詣?dòng)旋轉(zhuǎn)，使軋輥在前進(jìn)過(guò)程中同時(shí)實(shí)現(xiàn)自轉(zhuǎn)，以確保清理均勻，臺(tái)車到達(dá)投射停止位后，會(huì)自動(dòng)返回投射初始位，返回期間會(huì)繼續(xù)拋丸，以確保能夠達(dá)到強(qiáng)化效果。被拋射出的鋼丸落入室體下部的螺旋輸送機(jī)，鋼丸輸送到提升機(jī)下部，由提升機(jī)將鋼丸提升至風(fēng)選式分離器，破碎鋼丸及被清理下來(lái)的其它異物被分離出去，剩余鋼丸供給拋丸器，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。

工作過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵等由除塵系統(tǒng)吸出排除。

2 主要技術(shù)參數(shù)

（1）處理對(duì)象軋輥基本參數(shù)

軋輥徑：?300～?600 mm

軋輥胴體長(zhǎng)度：1 200～1 700 mm

軋輥全長(zhǎng)：3 000～4 500 mm

軋輥?zhàn)畲筚|(zhì)量：7 000 kg

軋輥材質(zhì)：鑄Cr5

軋輥處理面硬度：Hs88～97

（2）拋丸器

型號(hào)：S200K特型

葉輪直徑：?408 mm

電機(jī)功率：30 kW（變頻）

拋丸器數(shù)量：1臺(tái)

投射速度：27～93 m/s

投射量：150 kg/min（基準(zhǔn)投射量）

（3）臺(tái)車

載重：10 500 kg

行走功率：3.7 kW（變頻）

行走速度：0.4～1.5 m/min

自轉(zhuǎn)功率：2.2 kW（變頻）

自轉(zhuǎn)速度：12～20 r/min

（4）升降門

功率：0.75 kW

卷?yè)P(yáng)速度：10 m/min

（5）彈丸循環(huán)系統(tǒng)

提升機(jī)：3.7 kW

下部輸送螺旋：1.5 kW×2

（6）除塵器：JZC90AR型

風(fēng)機(jī)功率：11 kW

風(fēng)量：75 m3/min

過(guò)濾面積：63 m2

過(guò)濾風(fēng)速：1.2 m/min

3 主要開發(fā)內(nèi)容

3.1 振動(dòng)分離篩在彈丸分離系統(tǒng)中的應(yīng)用

因本機(jī)為軋輥專用機(jī)，用戶提出了三種粗糙度的要求，在使用過(guò)程中可以根據(jù)生產(chǎn)需要隨時(shí)控制單根軋輥的粗糙度要求。本項(xiàng)目的主要研制內(nèi)容是如何實(shí)現(xiàn)客戶的三種粗糙度要求。開發(fā)小組根據(jù)用戶的三種粗糙度（Ra1.2±0.2，Ra2.4±0.2，Ra3.5±0.3）設(shè)計(jì)了三種拋丸模式，每種拋丸模式對(duì)應(yīng)不同的鋼丸，在拋丸前根據(jù)需要選擇大、中、小三種鋼丸對(duì)應(yīng)的拋丸模式，怎么分離循環(huán)系統(tǒng)中不同直徑的鋼丸成為了開發(fā)過(guò)程中的一個(gè)難題。開發(fā)小組經(jīng)多次討論及查閱資料，采取了用振動(dòng)分離篩進(jìn)行分離的方式，即不同類型的鋼丸經(jīng)過(guò)提升機(jī)、分離器后先不進(jìn)入儲(chǔ)丸罐，在儲(chǔ)丸罐前面設(shè)置了三個(gè)振動(dòng)分離篩，篩網(wǎng)分四層，可以分別分離大、中、小鋼丸及微粉，分離出來(lái)的鋼丸分別進(jìn)入后面的大、中、小三個(gè)儲(chǔ)丸罐，在每個(gè)儲(chǔ)丸罐下部設(shè)置流丸閘門，拋射前先選擇拋丸模式，對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)丸罐的流丸閘門打開，鋼丸可以進(jìn)入拋丸器進(jìn)行拋丸，拋出的鋼丸繼續(xù)通過(guò)振動(dòng)分離篩分離，保證了拋丸過(guò)程中鋼丸的單一性問題，確保滿足粗糙度的要求。

3.2 電磁式流量調(diào)整裝置的使用

因用戶對(duì)粗糙度要求極為嚴(yán)格，拋丸量的控制就至關(guān)重要了，如何保證每次拋丸量都不會(huì)有較大的變化又成為了一個(gè)難關(guān)。傳統(tǒng)意義上的氣缸式流丸閘門在鋼丸量上有較大的浮動(dòng)，是保證不了要求的。開發(fā)小組根據(jù)電磁原理使用了電磁式流量調(diào)整，即通過(guò)調(diào)整電磁吸力，控制流丸量的大小。設(shè)定完成后，能確保通過(guò)的流量為設(shè)定的數(shù)值，前后浮動(dòng)較小，能保證每次的拋丸量在固定的范圍內(nèi)，有效解決了拋丸量不一致的問題。

3.3 防火對(duì)策

常見的拋丸機(jī)火災(zāi)為除塵器布袋起火,主要原因是被清理工件帶有油脂或?yàn)橐兹家妆匿X制品、鎂制品、鈦制品等，有一點(diǎn)火源也能引起起火甚至爆炸。因?yàn)橛脩艄ぜ我粸檐堓?，不屬于能夠引起火?zāi)乃至爆炸的工件，但考慮到細(xì)小的粉塵堆積也容易引起火災(zāi),針對(duì)此問題,采取了創(chuàng)新型的防火對(duì)策。該防火對(duì)策與傳統(tǒng)的防靜電布袋及追加碳酸鈣投入不同，是采用溫度傳感器的方式；在除塵器下部，安裝溫度傳感器，設(shè)定最高報(bào)警溫度，當(dāng)粉塵未及時(shí)排除積累后溫度升高達(dá)到最高報(bào)警溫度時(shí)，設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)同時(shí)報(bào)警，可以防止粉塵長(zhǎng)期堆積后的起火。

4 主要部件及動(dòng)作流程

本機(jī)主要由拋丸器、清理室、行走臺(tái)車、彈丸循環(huán)系統(tǒng)（含下部螺旋輸送機(jī)、提升機(jī)、分離器、分配箱、流量調(diào)整裝置）、升降門、氣控系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)及電氣系統(tǒng)等部分組成（圖1）。

（1）拋丸器

拋丸器為S200K特型，在使用傳統(tǒng)的S200K基礎(chǔ)上安裝了S200F的葉片，使葉輪直徑由?364 mm加大到?408 mm，在拋丸器上安裝小皮帶輪，在驅(qū)動(dòng)電機(jī)上安裝大皮帶輪，通過(guò)三角帶傳動(dòng)，保證93 m/s的投射速度（圖2）。

（2）行走臺(tái)車

行走臺(tái)車由自轉(zhuǎn)輥輪、行走驅(qū)動(dòng)、自轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)三部分組成，其中行走驅(qū)動(dòng)和自轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)均變頻可調(diào)，可以根據(jù)生產(chǎn)需要調(diào)整行走速度和自轉(zhuǎn)速度，以達(dá)到客戶對(duì)粗糙度的要求。在臺(tái)車上下件區(qū)域設(shè)置安全護(hù)欄，檢修門處安裝有電磁鎖，只有臺(tái)車到達(dá)指定位置后，檢修門才可打開，臺(tái)車在其它位置或行走過(guò)程中門均不能打開，可以避免不必要的安全事故。

（3）升降門

升降門由減速機(jī)驅(qū)動(dòng),為上下升降式,通過(guò)在門兩側(cè)設(shè)置驅(qū)動(dòng)鏈斷裂防護(hù),可防止長(zhǎng)時(shí)間工作造成的鏈條磨損及斷裂后門體落下造成設(shè)備或人員的傷害。

圖1 主要部件示意圖

（4）彈丸循環(huán)系統(tǒng)

該循環(huán)系統(tǒng)含下部螺旋輸送機(jī)、提升機(jī)、分離器、分配箱、流量調(diào)整裝置等。

下部螺旋由兩條螺旋組成，螺旋驅(qū)動(dòng)由減速機(jī)直連，減小了下部的空間，方便檢修，拋射到工件上的鋼丸落到下部螺旋上后，通過(guò)螺旋輸送到提升機(jī)的底部。

提升機(jī)通過(guò)安裝在提升帶上的料斗將鋼丸提升到頂部，通過(guò)離心力作用將鋼丸輸送到風(fēng)選式分離器，99.9%以上的粉塵和破碎鋼丸通過(guò)除塵管路抽走，好的鋼丸進(jìn)入下部的分配箱，通過(guò)分配進(jìn)入到振動(dòng)分離器進(jìn)行大、中、小鋼丸的分離后進(jìn)入儲(chǔ)丸罐，再通過(guò)儲(chǔ)丸罐下部的流量調(diào)整進(jìn)入彈丸循環(huán)。

圖2 拋丸器

（5）除塵系統(tǒng)

除塵系統(tǒng)由除塵器本體、風(fēng)機(jī)及除塵管路組成，含有粉塵的氣體通過(guò)除塵管路進(jìn)入除塵器，經(jīng)布袋過(guò)濾后排放到大氣中，排塵濃度符合GB/T16297—1996的要求。

（6）電氣系統(tǒng)

該系統(tǒng)由西門子公司生產(chǎn)的可編程控制器控制，設(shè)有本地控制和遠(yuǎn)程控制，通過(guò)選擇按鈕可以進(jìn)行本地和遠(yuǎn)程操作切換。系統(tǒng)中設(shè)觸摸屏，可以直觀的檢測(cè)到設(shè)備的動(dòng)作狀況。而且觸摸屏上設(shè)有中、日、英三種語(yǔ)言，可以根據(jù)需要進(jìn)行切換操作。

5 結(jié)語(yǔ)

該項(xiàng)目開發(fā)成功后，已經(jīng)在用戶處安裝使用，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和調(diào)整，三種粗糙度均達(dá)到了用戶要求的范圍，用戶對(duì)該機(jī)型非常滿意，并有了后期繼續(xù)采購(gòu)的計(jì)劃。通過(guò)該用戶的使用和該用戶在國(guó)內(nèi)的領(lǐng)頭羊作用，許多國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)對(duì)該機(jī)型非常感興趣，相信該機(jī)型會(huì)有廣闊的空間。

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