拋丸機(jī)常見故障分析與排除

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(jī)圖博涂層有限公司，河北 青縣 062658）

拋丸機(jī)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(gè)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(jī)系統(tǒng)設(shè)備自設(shè)計(jì)建成及投入安裝運(yùn)行并使用近10 余年以來，由于機(jī)械設(shè)備因有其在特殊地區(qū)使用與操作時(shí)環(huán)境條件因素的綜合影響等特點(diǎn)，以及具有特殊的設(shè)計(jì)制造加工及制造裝配技術(shù)性能等這一系列自然原因，時(shí)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(gè)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(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)工程研究實(shí)踐中對上述故障點(diǎn)進(jìn)行的綜合分析與研究并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際逐一分析后，對系統(tǒng)進(jìn)行了可靠性的全面改善和優(yōu)化，達(dá)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(diǎn)

拋丸機(jī)是利用高速轉(zhuǎn)動的葉輪，在強(qiáng)大的離心力作用下，將彈丸向一個(gè)特定的方向拋出。一些拋丸器能在工作中進(jìn)行一次傾斜或向上的動作。此后，人們對收集、分離和運(yùn)輸彈丸提出了要求。在拋丸清潔過程中，連續(xù)進(jìn)行、翻轉(zhuǎn)，還應(yīng)具有自身的承載力。拋丸機(jī)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(jī)控制本體、除塵煙氣處理系統(tǒng)及中央微機(jī)主電氣控制設(shè)備系統(tǒng)?；緟?shù)主要是機(jī)械結(jié)構(gòu)的主要組成部分，主要包括物料搬運(yùn)系統(tǒng)專用輥道、拋丸裝置、球丸回收系統(tǒng)、清潔機(jī)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(jī)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(gè)高速拋丸機(jī)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(jī)機(jī)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(dá)到更有效安全的同時(shí)避免葉片在高速拋丸料運(yùn)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(dá)1000h）及以上。如果有任何一個(gè)系統(tǒng)或者一個(gè)節(jié)點(diǎn)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(gè)鋼板拋丸機(jī)的系統(tǒng)的安全和加工。

清洗設(shè)備和系統(tǒng)的尾部吹風(fēng)裝置，從結(jié)構(gòu)上看，它包括高壓滾筒刷洗裝置、高壓風(fēng)機(jī)、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(shí)現(xiàn)在進(jìn)行一次拋丸清掃作業(yè)完后，可以及時(shí)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(shí)現(xiàn)后在清掃鋼板底部和鋼板上下各個(gè)表面黏附上都無留下任何的殘余丸料,對進(jìn)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(yùn)行時(shí)，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(jī)停機(jī)后，操作人員手工打開布袋機(jī)的下灰孔，清除灰塵?；驹O(shè)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)

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(fù)責(zé)同時(shí)完成對整個(gè)拋丸機(jī)丸料流進(jìn)行輸送調(diào)節(jié)的連續(xù)機(jī)械循環(huán),在能保證整體拋丸機(jī)有安全運(yùn)行工作和需要更換時(shí)，又可以隨時(shí)為該設(shè)備及各拋料機(jī)頭輸送質(zhì)量提高要求的更充足安全的丸料,各機(jī)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(yán)重異常及故障,這將會對整個(gè)設(shè)備的安全和運(yùn)行產(chǎn)生很大的影響。懸掛式軸承是整個(gè)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(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)也就更直接地影響整套拋丸機(jī)系統(tǒng)正常的生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)以及工作或安全工作狀態(tài)。拋丸機(jī)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(yùn)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(shí)很困難，主要表現(xiàn)在如下方面。

（1）由于整臺拋丸機(jī)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(qiáng)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(jī)械失效的時(shí)間也不一樣，這就給維修人員在實(shí)際故障時(shí)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(jì)不能適應(yīng)長時(shí)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(yán)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(fù)荷磨損不堪負(fù)荷的重力負(fù)載荷狀態(tài)下進(jìn)行長時(shí)間負(fù)荷運(yùn)行,加之對軸承整體密封的保護(hù)功能無效,導(dǎo)致有大量的丸料粉末顆粒直接侵入整個(gè)軸承系統(tǒng)到了整個(gè)軸承結(jié)構(gòu)體系內(nèi),造成部分軸承滾動體嚴(yán)重破損，部分軸承座結(jié)構(gòu)嚴(yán)重腐蝕。

因此，在確認(rèn)了場地的空間參數(shù)、軸承的受力和詳細(xì)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(jì)作了以下的主要改進(jìn)。

（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(jìn)行了改造。

軸承主體原來結(jié)構(gòu)在傳統(tǒng)采用的單個(gè)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(jī)械有害機(jī)械載荷作用影響相對較大,現(xiàn)又更改為了單個(gè)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(jī)械負(fù)荷的不利機(jī)械負(fù)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(jì)或改進(jìn)。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(jìn)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(jìn)措施

存在的問題：清掃機(jī)和清洗機(jī)的基本結(jié)構(gòu)一般是由刷輥裝置和帶高壓風(fēng)扇的鋼板尾部吹掃裝置等組成，而噴嘴主要承擔(dān)著對鋼板表面和上下兩個(gè)表面的大部分粉塵的清理工作，后者一般也會負(fù)責(zé)并共同或配合負(fù)責(zé)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(dá)到。二者的工作必須協(xié)調(diào)一致，有機(jī)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(yán)重的技術(shù)故障均有必將地會嚴(yán)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(yùn)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(yùn)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(jì)上及設(shè)計(jì)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(shí)也為了能夠制造出多個(gè)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(gè)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(yán)重地上制約及影響了整一條鋼拋丸機(jī)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(jìn)措施

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

（1）金屬刷輥刷毛組工藝的新技術(shù)新改進(jìn)。原廠所設(shè)計(jì)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(shí)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?yàn)樵诎惭b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(gè)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(jìn)行適當(dāng)?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(shí)踐檢驗(yàn)也表明，采用這種刷輥基毛的軸承每年至少可以達(dá)到兩年或更長的壽命，拋丸機(jī)軸承的操作效率得到了極大的改善，降低了軸承故障時(shí)間。

（2）定期維護(hù)軸承，并加入潤滑油。原來的拋頭軸承主體是高壓的，8 個(gè)噴嘴加上一次潤滑油要3 個(gè)小時(shí)，不但不安全，還很耗時(shí)間?，F(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(jìn)行自動加油。8 個(gè)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(jī)的壽命和機(jī)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(fēng)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(shí)現(xiàn)對燃油的自動控制。經(jīng)常檢查葉輪、葉片、護(hù)板、皮帶等，防止機(jī)械諧振。

（3）清掃室內(nèi)工件表面的工藝需要改進(jìn)。拋丸機(jī)一般在每隔晝夜循環(huán)運(yùn)行一次約需要10 天時(shí)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(yùn)轉(zhuǎn)室內(nèi)的第二個(gè)滾輪和在運(yùn)轉(zhuǎn)室后面的第三個(gè)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(gè)清洗運(yùn)轉(zhuǎn)的鋼板上進(jìn)行自動的固定。

其下表面上被機(jī)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(dāng)更換固定的鋼筆時(shí)，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(shí)，還可以很大程度上減少粉塵對滾輪鋼板造成的二次機(jī)械損壞，并有效地防止了因擠壓進(jìn)球而造成的磨損、變形和機(jī)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(jìn)：對余下的工件進(jìn)行吹掃和清盤；在每個(gè)閘管的上面都有一個(gè)活門，這個(gè)活門在受到震動沖擊時(shí)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(hù)時(shí)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(hù)各一道工序處理產(chǎn)品鋼板表面后的所耗費(fèi)的時(shí)間資源投入和生產(chǎn)運(yùn)行費(fèi)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(xiàng)重要配套生產(chǎn)設(shè)備，其主要功能特點(diǎn)就是可以使其的整機(jī)及設(shè)備都實(shí)現(xiàn)了拋丸機(jī)振動沖擊小，零件壽命長，生產(chǎn)工藝設(shè)備效率和經(jīng)濟(jì)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(jī)設(shè)備的技術(shù)參數(shù)進(jìn)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(jī)械故障問題，都是從根本上解決的。從原來的平均每月停機(jī)運(yùn)行時(shí)間減少到800min，降低到我國企業(yè)的月均運(yùn)行時(shí)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(shí)現(xiàn)了對我國拋丸機(jī)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(jì)效益。希望公司在未來的發(fā)展過程中，能夠?yàn)槲覈泻癜迤髽I(yè)的拋丸機(jī)技術(shù)的推廣和應(yīng)用提供一些有價(jià)值的參考資料和工作經(jīng)驗(yàn)。