风叶轮叶片插销自动包边工艺研究与应用

2019-08-26贺全忠吴广辉

中国设备工程 2019年15期

关键词：包边轮盘操作者

贺全忠，吴广辉

（湖南联诚轨道装备有限公司，湖南株洲 412001）

风机是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械，它是一种从动的流体机械。风机主要有两种：离心风机和轴流风机。风机应用范围非常广，广泛应用于工业和民用领域。

风叶轮是风机中的关键部件，它的质量，将直接影响风机的性能。风叶轮有多种结构形式，它主要由前轮盘、后轮盘、叶片、轮毂等零件组成。

本文针对风叶轮，通过工艺研究与应用，实现叶片插销自动包边工艺，从而降低操作者的劳动强度，提高劳动生产率，提高产品质量。

1 风叶轮结构

风叶轮的基本结构如图1 所示（本图不包括轮毂），我司有多种不同尺寸规格的风叶轮，在此以其中一种尺寸规格的风叶轮为例，外形尺寸Φ256×100，叶片数量27 片，厚度2mm，叶片两端各自带2 个插销，组装时叶片插销插入前轮盘、后轮盘的插销孔内，起定位叶片的作用，易于保证叶片的弧度和叶片之间的间隙。如图2 所示，叶片插销插入前、后轮盘插销孔后，需要将插销露出部分折弯包边。

图1 风叶轮基本结构图

图2 风叶轮叶片插销包边图

2 叶片插销包边工艺的现状

目前，我公司风叶轮叶片插销包边全部采用手工操作完成，操作者利用手锤，将插销敲弯进行包边。这样的工艺操作方法主要有以下缺点：

（1）劳动强度大。每片叶片有4 个插销，27 片叶片共计108 个插销（如图1 所示）。据现场调查，叶片插销手工操作包边，平均每个插销操作者要用手锤锤击3 次，组装一个叶轮就要锤击324 次，一个工作日，操作者要锤击叶片插销数千次，劳动强度大。

（2）生产效率低。据现场测算，一个工作日，男性操作者仅能组装完成20 个左右的风叶轮，女性操作者仅能组装完成15 个左右风叶轮，生产效率低。

（3）质量不稳定。用手锤锤击叶片插销进行手工操作包边，因用力不均匀，插销包边松紧度不一致，产品一致性差，产品质量不稳定。同时，手工操作，手锤有时难免会打偏，直接打在前轮盘或后轮盘上，造成轮盘损伤，影响产品质量。

3 叶片插销包边新工艺的研究与应用

3.1 叶片插销包边新工艺的研究

鉴于上述叶片插销包边工艺的缺点，我公司急需开发一种自动包边新工艺，以降低操作者的劳动强度，提高劳动生产率，提高产品质量的稳定性和一致性。

前期，我们想从市场上采购一款风叶轮叶片插销自动包边机，实现叶片插销自动包边新工艺，但通过市场调研，市面上没有满足我公司需求的自动包边设备，需要自行设计与制造自动包边机，才可实现叶片插销自动包边新工艺。

3.1.1 叶片插销自动包边机设计

叶片插销自动包边机的设计由我公司与合作方共同完成，我公司提功能需求，合作方根据我公司的需求进行设计，设计方案通过我公司组织的方案评审后实施。

（1）设计目标：叶片插销自动包边机要能实现以下功能：包边机要有自动顶料装置，包边机的旋转机构要能够正转和反转，要能够同时对叶片两端的插销进行自动包边。

（2）针对上述设计目标，合作方通过分析和计算，并结合我公司现有风叶轮的尺寸规格，选定叶片插销自动包边机的主要技术参数如下：①额定功率：4.5kW；②电源电压：AC 380V；③加工直径：Φ150 ～Φ400mm；④最大加工高度：300mm；⑤加工材料厚度：1.0 ～3.0mm；⑥加工效率：10～15s/p；⑦推力系统：气液混合；⑧外形尺寸：1200mm×1200mm×1800mm

（3）根据上述的技术参数设计自动包边机，包边机的设计结构如图3 所示。设备由基座、控制箱、旋压机构、顶料装置四部分组成。基座用于安装控制箱、旋转机构和顶料装置。控制箱安装在基座正面，用于控制旋转机构和顶料装置。旋转机构和顶料装置设置在基座的工作台上，相互配合完成风叶轮叶片插销自动包边。

图3 叶片插销自动包边机结构图

3.1.2 叶片插销自动包边机制造

叶片插销自动包边机由合作方负责制造，制造周期40天，制造完成后我司组织验收，验收合格交付，设备实物如图4 所示。

图4 叶片插销自动包边机实物图

3.2 叶片插销包边新工艺的应用

叶片插销自动包边机安装与调试完成后，即可组织生产了，叶片插销自动包边工艺步骤如下：

（1）将组装好的风叶轮（见图1）人工放入叶片插销自动包边机的顶料气缸（见图4）上。（2）按下设备启动按钮，顶料装置的压料气缸下移动，压紧工件。（3）顶料装置的主轴电机开始动作，带动工件一起旋转。（4）旋转机构的上下包边油缸前进，开始对工件的上下的叶片插销进行包边。（5）旋转机构的包边油缸向后移动，叶片插销包边完成。（6）顶料装置的主轴电机停止动作。（7）压料气缸上升，松开工件。（8）顶料气缸上升，人工拿下工件，完成一次包边。