q378吊钩式抛丸机设计_大学论文

1前言1.1国内外现状研究世界上第一台吊钩式抛丸机设备诞生于100年前，开始是在各种金属或非金属表面去除杂质、氧化皮，增加粗糙度等方面得到应用。

吊钩式抛丸机处理是一种在欧美发达国家已经开始应用的吊钩式抛丸机表面处理方法。

经过百年的发展，吊钩式抛丸机处理工艺以及设备已经相当的成熟，其应用领域迅速扩展到混凝土表面涂装处理和船舶甲板金属表面处理上，并且直接引导了该行业的标准制订和行业施工方法的规范。

中国在此方面的应用却依旧是很少，只有在少数项目中使用了吊钩式抛丸机处理工艺。

欧美国家自20世纪70年代以来在混凝土桥面铺装中广泛使用防水层，大大减少了混凝土桥梁因为渗水的原因而造成的损坏，延长桥梁的使用寿命。

但随着交通量的增加，同时出现了防水层和面层以及桥面黏结强度不足而产生推移的病害。

在我国，混凝土桥梁也经常发生类似病害，以及由于渗水甚至造成的混凝土疏松、脱落，钢筋锈蚀。

造成以上病害的原因之一是因为混凝土面层的吊钩式抛丸机处理没有能够完全去除表面残留物质，没有保留一定的粗糙表面来保证防水层和桥面底层的黏结强度。

中国在此方面的应用却依旧是很少，只有在少数项目中使用了吊钩式抛丸机处理工艺，而在高速公路、市政道路及混凝土桥梁防水涂装方面，还几乎是一个空白。

现阶段，抛丸清理技术向着节能.环保.高效.安全.经济的方向发展，相继出现了形式多样的清理机，在技术发展趋势上主要结合新技术并与计算机技术结合，从而实现抛丸机的智能化.电子化。

1.2吊钩式抛丸机原理吊钩式抛丸机是指通过机械的方法把丸料以很高的速度和一定的角度抛射到工作表面上，让丸料冲击工作表面，然后在机器内部通过配套的吸尘器的气流清洗，将丸料和清理下来的杂质分别回收,并且使丸料可以再次利用的技术。

吊钩式抛丸机机配有除尘器，可做到无尘、无污染施工，既提高效率，又保护环境。

吊钩式抛丸机机按其行走形式可分为三种：手推式、车载式和自行式。

吊钩式抛丸机机操作时通过控制和选择丸料的颗粒大小、形状，以及调整和设定机器的行走速度，控制丸料的抛射流量，得到不同的抛射强度，获得不同的表面处理效果。

吊钩式抛丸机处理工艺和吊钩式抛丸机处理设备根据需要处理的表面的不同，通过三个参数来控制处理后的表面状况的。

选择丸料的大小和形状；设备的行走速度；丸料的流量大小。

以上三个参数互相配合，可以得到不同的处理效果，确保吊钩式抛丸机处理后表面的理想粗糙度1.3吊钩式抛丸机主要组成及功能设备的结构由清理室、大门、轨道、吊钩、提升系统、供丸系统、螺旋输送系统、风选分离和旋风分离系统、抛丸系统、除尘系统和电气系统等组成。

其主要组成部份分别叙述如下：（1）清理室清理室是整套设备的主要工作区域，采用电焊焊接结构。

为了使抛丸器抛射出的钢丸能有效的抛射到被清理工件的表面上，设计时对安装抛丸器的一侧，壁板专门作了倾斜角度的处理；在室内凡是抛丸器所抛射出的钢丸对其接触的部位，专门设置有特种材料制成的护板保护，其它部位有橡胶保护，以保护室壁不被钢丸破坏。

（2）大门大门两扇外开，增加室内清理容积，为安全起见，大门上方安装一限位开关，必须待大门关闭后，方能启动抛丸器。

（3）轨道与吊钩本机选用结构紧凑的吊钩，既能实现工件进出清理室，又能保证工件在室内360度旋转既正转也可反转，使工件各个角度均能清理干净。

（4）提升机本机采用平皮带传动的斗式提升机，其落料形式采用离心重力式落丸，当钢丸束扬起时，钢丸与灰尘在风机的作用下迅速分离，灰尘被风机吸走，钢丸则在离心力的作用下，利用自身的重量进入溜管。

（5）分离器本机采用了流幕式风选分离和旋风分离两种结构，当钢丸从提升机的溜管进入流幕式风选分离后，经螺旋将钢丸输送成一条带状，散落在下面的两级流幕板上，在通过了两次流幕板的碰撞后．自由掉落在下面的储料罐里，与此同时，在经过了以上的流动，使提升机输送来的丸砂混合物形成了一个厚度约20mm的丸砂幕，在风选分离区域内，在风机作用下所产生的水平气流，不断的穿过丸砂幕，迫使钢丸与灰尘以及产品上被击落下来的氧化物迅速分离，由于钢丸与灰尘以及产品上被击落下来的氧化物的比重之差别，气流穿过丸砂幕后，比重大的钢丸偏离很小的距离.就掉落在下面的储料罐里。

当钢丸自由掉落在下面的储料罐里的同时，比重小的灰尘以及产品上被击落下来的氧化物和击碎后的微小金属颗粒，则迅速被气流带走进入旋风分离器中再次分离，迫使产品上被击落下来的粗大氧化物颗粒、粉尘中的粗大颗粒、击碎后的微小金属颗粒，沉降在旋风分离器底部，由底部的排放孔作为废料从废料管排出机外，其它细微颗粒则继续沿着通风管道进入除尘器。

（6）螺旋输送机它是由电动机带动齿轮减速机驱动螺旋节，将清理室落下的钢丸及其它混合物输送到提升机底部，为了防止较大杂物进入螺旋输送机和提升机，在清理室底部设置有筛网孔板。

（7）抛丸器抛丸器主要由进丸管、叶轮、叶片、分丸轮、定向套、连动盘、轴承座、主轴、电动机、护罩、防护板等主要零部件组成。

分丸轮固定在主轴上与叶片一起旋转，定向套则固定在抛丸器的机体上。

转动定向套，可改变钢丸的抛出方向，定向套窗口的角度大小，决定弹丸的径向散射角度，一般为60℃左右。

钢丸抛射带呈橄榄状。

叶轮轴上设置安装有单列向心滚动轴承，轴承座由防振橡胶支承，这样可减轻叶轮的不平衡而引起的振动，从而提高了轴承的使用寿命。

（8）除尘系统除尘系统由布袋、振动布袋机构、机体、集尘斗车、回风管、除尘风机等组成。

1)、机体冷轧钢板制作而成，内外表面喷塑。

2)、除尘布袋3)、布袋振动机构。

4)、风机一.抛丸机工作原理及流程吊钩式抛丸清理机对工件表面进行清除锈层、氧化皮，强化和光整处理等。

本机采用吊钩吊挂运载方式，在抛丸清理室中，工件通过吊具的带动，边旋转边接受布置在侧面上、下部的抛丸器的抛射清理，可根据工件的大小来设定一钩吊挂工件的数量，生产效率较高。

抛丸机加工处理流程：首先将工件通过吊具吊挂在吊钩上，吊钩沿轨道运行带工2件进入抛丸清理室内，吊具带动工件旋转，同时接受侧面抛丸器对工件进行的抛丸清理。

抛丸器里高速旋转的叶轮将钢丸均匀地抛到工件表面，除去锈层、氧化皮。

抛射后的弹丸，经过螺旋输送机送到提升机中，通过风选分离器后，分离器将弹丸中的粉尘及微小粒杂物分离出去。

干净的弹丸分别送至抛丸器中，经过抛丸器加速后抛射到工件表面上。

吊钩式抛丸机操作流程1、吊钩在室外装好工件；2、吊钩开入室内后，运行停止；3、大门关闭，吊钩自转开始；4、除尘系统开启；5、抛丸器开启；6、供料系统开启；7、提升机和风选螺旋开启；8、螺旋输送机开启；9、清理完毕；10、供料系统停止；11、抛丸器停止；12、吊钩自转停止；13、螺旋输送机停止；14、提升机停止；15、大门打开，吊钩开出室外卸件；16、除尘系统停止二．抛丸机基本参数主要部件的数据参数如下：本型清理机适合于铸造、建筑、化工、电机、机床等行业的中、小型铸、锻件的表面清理或强化处理。

特别适合于多品种、小批量的铸件、锻件、铝合金铸件及钢结构件进行表面清理及抛丸强化，以去掉工件表面的少量粘砂、砂芯及氧化皮；亦适合于对热处理件的表面清理及强化；尤其适合于不宜碰撞的细长、薄壁件的清理。

表2.1抛丸器主要部分参数三.抛丸器选择计算图3.1 抛丸器简图抛丸器的零件处于强烈的磨料磨损状态，且承受弹丸的反复冲击。

影响抛丸器零件使用寿命的因素有零件的材质，弹丸的材质，抛丸量，丸速和丸径。

零件的材质特别是叶片的材质不仅要求耐磨性好，还要求韧性好。

叶轮应选用优质低碳合金材料径特殊热处理工艺加工后进行动平衡检测；轴承座主轴选用优质中碳合金钢。

1.抛丸器的性能参数(1)抛丸量.抛丸率.抛丸速度。

抛丸机每分钟抛出的弹丸的质量即为抛丸量。

当抛丸器叶轮转速降低时，抛丸量将变大。

当抛丸量不变时，工件表面所接收到的弹丸的数量与工件到抛丸器距离的平方成反比。

清理工件中，小型工件多采用100~400kg/min抛丸量的抛丸器。

根据此结论，本设计选择250kg/min的抛丸量的抛丸器。

抛丸器速度一般在60~80m/s。

径向散射角一般在55~70度之间，选定为60度。

抛丸器速度的选定：弹丸抛射速度不宜过高，否则会加深铸件表面的弹痕，使薄壁铸件变形，降低铸件表面的光洁度和尺寸精度；另一方面，由于速度与动能的平方成正比，过高的抛射速度会大大增加抛丸器的功率消耗。

同一的功率，若提高抛射速度，则允许的抛丸量则会显著降低，这是因为功率只与抛丸量的一次方成正比的缘故。

根据清理工件的特点和要求我们选择抛丸速度为60m/s。

综上所述，本设计中暂定采用山东开泰集团生产的Q034抛丸器。

基本参数如下表：表3.1 Q034抛丸器基本参数2.抛丸器数量的计算：抛丸器的数量可以按照下式计算:N= n1*n2=1*2=2 (3.1)式中N-----抛丸器的总数n1------室体上抛丸器的排数，当室体确定后，n1就可以确定了。

n2-------每一排上抛丸器的数量。

根据上述所述所需抛丸器数量为2台。

3.抛丸器抛丸量的计算按照所需清理件带沙量计算的总丸量计算，G w=W*C*g w/η= (3.2)----按清理件带沙量计算的每小时清理工件的总丸量（kg/g）式中GwW-----按重量计算的最大生产率（kg/g）-----清理每千克型砂所需弹丸量（kg/h）gwC-------铸件带沙量系数，当铸件带沙量为30%时，C=0.3η------考虑工件装卸和运输时间的工作时间利用系数，η=0.5~0.85，单件小批量生产取最小值。

大批量生产取最大值。

取η=0.75 则：G w=W*C*g w/η=6000*0.3*12.5/0.75=30000(kg/h)表3.3 型砂溃散性每个抛丸器应有的平均抛丸量（kg/h）计算：式中G n----每个抛丸器应有的平均抛丸量（kg/h）G w----清理工件的总丸量（kg/h）N------抛丸器的数量，N=24．抛丸器功率的近似计算抛丸器所需电动机功率可按照下式进行近似计算：N=4.428Q*n2*D2*C*10-8 (2.3)式中 N----抛丸器所需的电动机功率（kw）Q----抛丸量（kg/min）n----抛丸机叶片旋转圆外径（m）D----抛丸器叶片旋转圆外径（m）C----修正系数，取为1.3-1.4。

取Q=250kg/min n=2600r/min D=0.408m C=1.35N=4.428*250*250*2600*2600*0.408*0.408*1.35*10-8 =4.2（kw）所以选择电动机型号为Y132S-4，转速为1440r/min5.带传动的设计计算目前有电机与抛丸器同轴的直连方式，优点是结构紧凑，传动效率高，但电机的质量防震和保护是一个较难解决的问题。

本设计仍采用V带传动的方式。