抛喷丸强化清理时圆形零件输送方法的探讨

李长春，翟永真，王立合

（1.济南大学机械工程学院，山东 济南 250022；2.山东开泰抛丸机械有限公司，山东 邹平 256217）

抛喷丸技术是目前国际上对各种机械零部件进行表面清理、强化、光饰和去毛刺等的一种先进工艺，通过抛喷丸处理可以清理零件表面杂质，强化零件表层的组织结构和性能，使零件表面产生压应力，可提高零件的疲劳强度及抗腐蚀能力[1]。抛喷丸技术主要用于各种铸、锻件表面清理，钢板、型钢和钢结构件的表面处理，宇航工业、汽车、拖拉机等行业的零部件强化，以及金属表面加工和金属板材的成形及强化等方面[2]。

抛喷丸强化清理时，为提高生产效率，抛喷丸设备连续抛丸或喷丸，被抛喷丸处理的零件需要连续输送，由于零件的形状和种类多种多样，零件的输送方法也各不相同，如钢板常采用辊道输送，而对于钢管、弹簧等圆形零件输送的过程中既要有移动，又要有零件的自身转动，以保证能抛喷丸到圆形零件的所有表面。山东开泰抛丸机械有限公司是从事抛喷丸设备研发生产的专业厂家，在国内、外销售各种抛喷丸设备数百台，公司针对不同尺寸的圆形零件，抛喷丸时采用不同的零件输送方法。

1 橡胶轮拖动圆形零件转动并移动

对于直径大、轴向尺寸长的大型钢管，由于零件的体积和重量都比较大，需要足够的摩擦力才能拖动钢管转动并移动，而橡胶材料的摩擦系数远大于金属材料的摩擦系数，所以生产线上常采用橡胶轮支撑钢管，并拖动钢管移动并转动。橡胶轮的外缘由橡胶轮胎组成，轮胎表面制作成一定形状的花纹，以增大与钢管表面间的摩擦力，通过橡胶轮的转动带动钢管转动并移动，如图1所示。该传动结构是在抛丸输送工作台上安装有两条输送轴，每条轴上装有若干个橡胶轮，橡胶轮与橡胶轮之间的输送轴通过万向联轴器连接，由于万向联轴器可以任意调节两轴间的夹角，所以橡胶轮的位置和方向很容易调节。两条输送轴之间的距离可根据被输送的钢管直径大小变化，但两轴间的距离应小于钢管的直径，以保证钢管支撑在若干个橡胶轮上。调节两条轴之间的距离可以改变每个橡胶轮上的压力大小，以获得足够的摩擦力使得钢管转动；通过万向联轴器可以调整摩擦轮的方向，以改变钢管移动的速度大小。

图1 橡胶轮拖动钢管移动并转动

2 斜置V形轮驱动圆形零件转动并移动

对于直径比较小、轴向尺寸长的钢管或圆钢，由于空间小橡胶轮无法支撑钢管或圆钢，所以不能采用上述方式驱动，抛丸线上常采用斜置V形轮的方式驱动钢管或圆钢转动并移动，如图2所示。V形轮左右锥面对称布置，并装在传动轴上，这些传动轴和V形轮斜向布置在零件输送工作台上，各个传动轴保持相互平行，并与零件行走的方向保持一定的角度。V形轮表面的速度V可以分解成钢管（或圆钢）圆周方向的速度V2和钢管（或圆钢）轴线方向的速度V1，如图3所示。钢管（或圆钢）圆周方向的速度V2使得钢管（或圆钢）转动，钢管（或圆钢）轴线方向的速度V1使得钢管（或圆钢）轴线移动，这样就保证了钢管（或圆钢）转动的同时移动输送。由于钢管（或圆钢）与V形轮只是部分区域相接触，使得V形轮受力和磨损不均匀，V形轮磨损到一定程度后，钢管（或圆钢）输送可能不顺畅；另外传动轴和V形轮安装比较困难，需要调整好V形轮的倾斜方向，并使得各传动轴相互平行，保证在每个V形轮上钢管（或圆钢）的移动速度V1都在一条直线上。

图2 斜置V形轮驱动钢管移动并转动

图3 斜置V形轮速度分析

3 圆形零件的转动和移动分别驱动

对于弹簧或轴向和径向尺寸比较小的圆管（或圆钢），由于这些圆形零件轴向尺寸小，需要布置很多橡胶轮或V形轮支撑，整个结构显得臃肿，被抛丸的零件移动方向调节困难，所以可以考虑单独驱动圆形零件转动和移动的传动方式。

零件的运动可采用两个圆辊回转摩擦驱动零件转动、链传动或带传动推动零件移动的传动方式，两个圆辊平行布置，同时支撑着圆形零件，两个圆辊的回转方向相同，通过两个圆辊与圆形零件的摩擦力驱动圆形零件转动。链条或皮带上每隔一定的间距装有驱动杆，链传动或带传动工作时，链条或皮带带动驱动杆移动，拨动圆形零件向前移动，从而达到推动圆形零件移动的目的，如图4所示。

图4 分别驱动圆形零件转动和移动

4 结束语

随着对零件表面质量要求的不断提高，越来越多的零件采用抛喷丸强化清理，圆形零件抛喷丸处理时要求既能转动又能移动前进，所以输送设备要能够满足生产工艺要求，具体选择时要根据圆形零件的尺寸和重量选择输送方式和设备，直径大、轴向尺寸长的大型钢管，采用橡胶轮拖动圆形零件转动并移动。牟洪波等研制的钢管抛丸清理机则借助上下调整拉杆和棘轮调节装置，调整钢管运行方向与轮胎中心线之间的角度，从而改变钢管前进速度和旋转速度的[3]；对于直径比较小、轴向尺寸比较长的钢管或圆钢，斜置V形轮驱动圆形零件转动并移动；对于弹簧或轴向和径向尺寸比较小的圆管（或圆钢），可以考虑单独驱动圆形零件转动和移动的传动方式，两个圆辊回转摩擦驱动零件转动，链传动或带传动推动零件移动。

［1］Kumar Balan.喷丸强化技术的应用［J］.金属加工（热处理），2009（18）：33.

［2］吴寿喜,王德志,卢军,等.中国抛喷丸技术与装备现状分析［J］.中国铸造装备与技术，2009（6）：6-10.

［3］牟洪波,王金忠.钢管抛丸清理机的设计与应用［J］.中国铸造装备与技术，2003（5）：37-39.