QGT15 型滚筒抛丸清理机简介

2021-12-02袁存波侯志坚邢向涛韩加利黄百朋

中国铸造装备与技术 2021年6期

袁存波，侯志坚，邢向涛，韩加利，黄百朋

（1.山东开泰抛丸机械股份有限公司，山东滨州 256217；2.济南大学机械工程学院，山东济南 250022）

0 前言

抛丸清理是指利用抛丸器将一定粒度的弹丸高速抛射到需要处理工件的表面上，抛出的弹丸形成一定的扇型流束,直接冲击需要清理的表面，使表面残留物脱落，从而达到表面清理的目的[1]。通过抛丸处理的工件，不但可以去除其表面的锈蚀、氧化皮、铸造后的型砂等，还可以降低工件的内应力，提高其耐腐蚀性、抗疲劳强度以及喷漆表面附着力等[2]。QGT15 型滚筒抛丸清理机是我公司生产的非标抛丸清理设备，它适合用于小型铸件、锻件表面清理以及弹簧、齿轮、曲轴、连杆等零件的表面除锈、抛丸强化等工序。

1 QGT15 型滚筒抛丸清理机

1.1 设备组成及工作原理

本清理机主要有工件上、下料系统、清理室（滚筒）、抛丸器、提升分离系统、除尘系统、电控系统等部分组成。如图1 所示，滚筒2 可绕其轴线360°转动。抛丸器5 安装在滚筒盖6 上，液压系统可以驱动滚筒盖6 绕铰支点转动，使滚筒开口打开或者闭合。整个滚筒组件还可以绕铰链轴7 摆动，改变滚筒开口位置及方向，便于工件装进滚筒或将工件倒出。工作时需先将工件放入上料斗1中，上料斗绕其固定轴7 摆动将工件倒入滚筒中。滚筒盖6 落下使滚筒完全密封，此时抛丸器投射弹丸打击在工件表面上，滚筒开始自转，滚筒也可绕铰链轴7 向上或向下摆动。工件在滚筒内充分翻滚，工件的各个表面都暴露在弹丸束中，消除“抛射死角”。溅落的弹丸通过滚筒底部上的小孔落入滚筒下部的集丸斗中，经螺旋输送器水平输送到提升机底部，再被垂直提升到顶部的丸砂分离器中。被净化的弹丸流入储丸仓，再经过供丸闸门重新进入抛丸器参与循环。含尘气体由风机吸送到除尘器中过滤后，排入大气中。抛丸时间用时间继电器控制，抛丸清理结束后，滚筒盖6 自动打开，滚筒开口向下倾斜，将工件倒入振动筛下料系统上移出工件。至此，一个工作循环即告完成。整个过程无需人工操作,全封闭作业。

图1 QGT15 型滚筒抛丸清理机组成

1.2 滚筒组件结构

滚筒组件是整机的主要部件，由滚筒及其支承支架组成，要求其具有高的刚度和相对位置精度，如图2 所示：滚筒形状为圆柱形，滚筒支架为闭式框架结构，滚筒底部支承轴承定位滚筒回转中心，并确定滚筒与滚筒支架的连接关系。滚筒腰部配置2 个托辊支撑，用以承受径向不平衡力。托辊由驱动电机驱动，可以带动滚筒自转。整个滚筒组件亦可以绕摆动轴一起摆动。

图2 滚筒组件结构示意图

1.3 主要技术参数

（1）滚筒几何尺寸：直径1.5m，长1.6m；回转速度4.2rpm。

（2）抛丸器：抛丸量：480kg/min；叶轮转速：3000rpm；抛丸速度：82m/s。

（3）螺旋输送量：40t/h。

（4）设备总功率：47.8kW。

2 使用中的工艺问题

2.1 部件运动方式及组合对清理效果的影响

运动部件的运动方式或运动组合对清理效率及清理效果影响很大，图3 为运动部件运动方式不同的两个实例：图3 右图运行组合是：滚筒自转的同时滚筒及滚筒支架一起摆动，试验发现这种情况下电流波动较大，抛丸量不稳定，清理工件表面也不够光亮。图3 左图运行组合是：首先滚筒本体自转，延迟1min 后滚筒组件再做摆动动作，向前摆动完成后停留1min 再向后摆动，一次清理时间也由25min 减少到8min，工件表面相对光亮。可见运动部件运动方式对清理效果影响很大，可根据工件重量、形状、体积等参数，作相应运动组合调试试验，直至达到理想的清理效果。

图3 清理效果对比图

2.2 降低运行中噪音

设备工作时工件之间、工件与滚筒之间相互碰撞产生噪音，风机电机、抛丸器电机在启动时也会产生噪音。生产现场通常采用隔音房来减少噪音的传播，而减少噪音的产生往往更为重要。改变运动部件的动作顺序，也能有效降低整机噪音。在滚筒静止时将上料斗中工件倒入滚筒，待滚筒门完全关闭后，再开启滚筒自转及滚筒组件摆动，最后启动抛丸器动作。采用此启动顺序，不仅减少了工件与工件及滚筒之间碰撞，降低噪音，由于滚筒盖板的隔离，隔振效果也较好。试验证明采用此法噪音能降低4～5 分贝。

2.3 螺旋输送机的改进

螺旋输送机的作用是将室体内部落下的磨料运送到提升机，目前的螺旋在落渣口一侧长度不够,存在漏磨料的情况，改进的方案是将落渣口一侧的螺旋加长（图4），加长之后有利于磨料在滚筒筛中充分的筛选，将磨料混合物中的杂物运送到端部落下，避免了磨料混合物筛分不均造成的漏砂。

图4 输送螺旋示意图

2.4 滚筒尾部漏丸的处理

料在滚筒本体内部对工件击打的同时也会对设备的密封件造成损伤，比如滚筒后端的自转中心，在长时间运行后设备的密封毛毡会损坏，在没有及时更换密封件或者不方便更换密封件的情况下要对溢出的磨料形成疏导让磨料参与到丸料循环系统避免散落在地面上造成不安全因素和浪费。本文提出的优化方案是在后端增加可以拆卸的导流罩（图5），让溢出的磨料回收到室体下部的磨料回收系统。