履带式自动上料抛丸机设计

1前言

1.1选题背景

随着机械制造业的飞速发展，而作为获得毛坯、半成品乃至成品的铸造也也正快速进入发展时期，而如何将铸件的表面清理变得快速、高效已成为中小型企业特别是小型企业的问题。正因为如此，许多企业包括科研机构，都不断的在研究新方法、新工艺以满足铸造业对铸件、锻件及焊接件表面清理的要求。

但是现代工业上用的抛丸机存在2种缺陷:

1.工件需要人工加入，生产效率低。

2.工件在抛丸室的位置相对于抛出弹丸的方向不能全方位调整，因此抛出的弹丸只撞击到工件的部分表面，撞击不到的部分就得不到处理，清理不完全。

而本文就是基于这种缺陷，为实现对铸件、锻件及焊接件的机械化、自动化清理而设计。

1.2研究现状

抛丸清理技术的发展和其他行业一样，经历了从仿制到自行研发直至快速法展的漫长阶段。

中国的抛丸强化设备生产始于上世纪50年代，主要是仿前苏联技术。如：3.4mX3.4m(Q365)台车式抛丸清理机等产品。那个时期，对抛丸技术的认知是很肤浅的，不具备自行研发的能力。

进入七十年代，抛喷丸技术领域逐渐形成自行研发的能力。如，1964年，青岛设计生产了一台Q31lO滚筒式抛丸清理机，标志着中国抛喷丸技术与装备从纯仿制到可自行开发和制造的转变，中国也开始有抛丸设备专业生产厂家。

八十年代之前，抛喷丸技术多应用与中、小型铸件清理。八十年代后，随着改革开发和计划经济向市场经济转变，社会各个行业对抛丸清理工业的需求变得广泛与迫切。多年来抛丸技术与装备日臻完善，各种形式的抛丸机不断涌现，性能不断提高，应用范围从单纯的铸造业的表面清理扩大到冶金矿山、机械制造、汽车拖拉机、兵器制造、轻纺机械、船舶车辆、航空宇航等不同行业，其工艺范围亦从铸锻件及焊接件的表面清理扩展到金属结构件的强化、表面加工、抛喷丸成形等不同的领域。

现阶段，抛丸清理技术主要向着节能、环保、高效、安全、经济方向发展，相继出现了形式多样的清理机（如通过式抛丸清理机、转台式清理机、吊钩式清理机、履带式清理机、滚筒式清理机、链式清理机、喷丸式抛丸清理机等），在技术发展趋势上主要是结合新技术（如先进的虚拟制造技术、机器人技术）、使用新材料（如使用新材料解决耐磨问题）并且与计算机技术（如软件开发）结合，从而实现抛丸机的智

能化，电子化及红外远距离控制，实现全自动化。根据市场调查及各种媒介得到的信息，可分析得出抛丸清理技术的发展趋势：

1)薄板清理技术与设备---防变形。解决集装箱行业薄钢板，抛丸变形平面度在

2mm/m3以内。

2)移动式清理机---弹丸密封与回收。解决户外移动式抛丸设备弹丸循环问题。

3)机械手操纵清理机---机械手操纵技术。如采用计算机监控解决发动机缸体、

缸盖跑完清理机效果及抛丸机的电器控制水平；解决机械手的防护等。

4)爬壁式清理机---机器人爬壁技术。国内对于机器人爬壁的报道，负载大都在

50Kg以内，应进行大负载及爬壁抛丸机器人的研究。

5)结构形式、新工作开发。采用最先进的虚拟现实技术，对抛丸技术进行开发

和研究。

本设计是应东开泰抛丸集团要求设计。同时又考虑到产品的后续发展，在对现有的抛丸机大量调查、研究的基础上，针对现有抛丸机存在的问题作了改进。

本文进行了对抛丸器叶片的创新，采用了“直管式，管式曲线形叶片”，减少了叶片的磨损量，提高效率基础上，延长了寿命，降低了成本。

1.3本论文需要完成的工作

①根据厂家对产品性能要求，本文需要完成：

抛丸机主要组成部分的设计与计算，即抛丸机、丸砂分离装置、工作运载装置、丸砂循环系统、除尘系统及室体等的设计计算。其中：

抛丸器设计包括：弹丸选用、抛丸器的磨损、抛丸器参数选择与设计计算、抛投的结构形式及传动方式的选择、幕帘式分离器的设计计算、螺旋输送器的设计。

工件载运装置设计包括:电动机预选、抛丸机室体的设计。

②主要图纸：

抛丸机总装图A0.1张。

零件图A1.1张

零件图A2.1张

零件图A3。2张

2 设计原始资料、任务与要求

2.1原始资料

①中小型不锈钢铸件、锻件及焊接件：单件≤227Kg,总重量≤1362Kg。

②最大生产率按质量计算：480 kg/min

③工件概况：铸件及锻件、小型圆簧、轴承。型砂：粉粒状，粒度为0-0.5mm，

堆积密度ρ≤1.5t/m3，温度小于250℃的中温材料：不锈钢件带有30%重量的型砂。

④清理时间：10—30min。

⑤类型：履带式自动上料抛丸机。

⑥抛丸机适用范围：铝件及某电机、有色金属、不锈钢精密铸件、锌合金压铸件、铸铁件、铝合金压铸件、铜铸件、摩托车车架及铸钢制品件的表面清理、光饰、强化。

2.2设计任务

本设计是应东开泰抛丸集团要求设计。同时又考虑到产品的后续发展，在对现有的抛丸机大量调查、研究的基础上，针对现有抛丸机存在的问题作了改进。解决2个问题：

1.工件需要人工加入，生产效率低。

2.工件在抛丸室的位置相对于抛出弹丸的方向不能全方位调整，因此抛出的弹丸只撞击到工件的部分表面，撞击不到的部分就得不到处理，清理不完全。

2.3总体要求

①实现机械化，消除清砂工人的繁中体力劳动。

②能够实现多方位清理，尽量清理死角。

③采用先进的抛丸清理技术。

④设备工作可靠，整机造价较低，操作方便、维护简单，具有较高的生产效率和劳动生产率。

⑤改善作业环境，按国家法定标准规范工作场地的受污染程度。

3 履带式自动上料抛丸清理机抛丸器的设计

3.1履带式自动上料抛丸清理机的工作原理及特点

3.3.1 组成

本系列抛丸机有清理室、履带转动、弹丸循环系统、抛丸器、加料机及其电气结构。

区分抛丸设备型式的标志主要是载运工件的装置，不同载运铸件的形式形成了不同的类型，而抛丸机中抛丸器、丸砂分离器是抛丸机的核心部分。

3.3.2 履带式自动上料抛丸清理机的清理机理

在清理室中加入规定数量的工件，机器启动后，抛丸器高速抛出的弹丸形成流丸束，均匀地打击在工件表面上，从而达到清理、强化的目的。抛出的弹丸及砂粒，流入提升机内，由提升机提升到分离器中进行分离。粉尘由风机吸送到除尘器中过滤，