軋輥用臺(tái)車式拋丸清理機(jī)的開發(fā)與應(yīng)用

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 度也越來越高，對(duì)拋丸清理機(jī)的性能要求也越來越 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 子自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，使軋輥在前進(jìn)過程中同時(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：φ300~φ600 mm 軋輥胴體長度：1 200~1 700 mm 軋輥全長：3 000~4 500 mm 軋輥較大質(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：φ408 mm 電機(jī)功率：30 kW（變頻） 拋丸器數(shù)量：1臺(tái) 投射速度 27-93m/s 投射量：150 kg/mi n（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/mi 自轉(zhuǎn)功率：2.2kW（變頻） 自轉(zhuǎn)速度：12~20 r/mi （4）升降門功率：0.75 kW 卷揚(yáng)速度：10 m/mi （5）彈丸循環(huán)系統(tǒng)提升機(jī)：3.7 kW 下部輸送螺旋：1.5 kW2 （6）除塵器：JZC90AR 風(fēng)機(jī)功率：11kW 風(fēng)量：75 過濾風(fēng)速：1.2m/mi

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（Ra1.20.2，Ra2.40.2，Ra3.50.3） 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)通過振動(dòng)分離 篩分離，保證了拋丸過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?災(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)定較高報(bào)警溫度，當(dāng)粉塵未及時(shí)排 除積累后溫度升高達(dá)到較高報(bào)警溫度時(shí)，設(shè)備停止 運(yùn)轉(zhuǎn)同時(shí)報(bào)警，可以防止粉塵長期堆積后的起火。
4 主要部件及動(dòng)作流程

1 分配箱 2 分離器 3 提升機(jī) 4 拋丸器 5流量調(diào)整裝置 6 下部螺旋輸送機(jī) 7 清理室 8 升降門裝置 9 除塵系統(tǒng) 10 氣控系統(tǒng) 11 電控系統(tǒng) 12 行走臺(tái)車
圖1、主要部件示意圖
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 礎(chǔ)上安裝了S200F的葉片，使葉輪直徑由φ364 mm 加大到φ408 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，通過三角帶傳動(dòng)，保證93 的投射速度
（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,通過在門兩側(cè)設(shè)置驅(qū)動(dòng)鏈斷裂防護(hù),可防止長時(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。 （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 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，通過螺旋輸送到提升機(jī)的底部。

提升機(jī)通過安裝在提升帶上的料斗將鋼丸提升 到頂部，通過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除塵管路抽 走，好的鋼丸進(jìn)入下部的分配箱，通過分配進(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， 再通過儲(chǔ)丸罐下部的流量調(diào)整進(jìn)入彈丸循環(huán)。
（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除塵管路進(jìn)入除塵器，經(jīng)布袋 過濾后排放到大氣中，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、英三種語言，可以根據(jù)需要進(jìn)行切換操作。

5 結(jié)語
該項(xiàng)目開發(fā)成功后，已經(jīng)在用戶處安裝使用，通 過現(xiàn)場調(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 購的計(jì)劃。通過該用戶的使用和該用戶在國內(nèi)的領(lǐng) 頭羊作用，許多國內(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。