抛丸清理机结构优化

硕士研究生文献阅读与综述

论文题目：吊钩式抛丸清理机导轨支架的受力分析

及结构优化

学号： 2

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2013年 05 月 22 日

吊钩式抛丸清理机导轨支架的受力分析及结构优化

摘要：抛丸清理技术是用于铸件除砂、金属表面除锈、表面强化、改善表面质量等的关键技术。随着其应用领域的不断扩展，对抛丸清理的要求也越来越高，因此抛丸设备的结构不断被改进，新型设备不断被研究。本文主要对抛丸清理设备及其关键的零部件研究现状进行简要的论述，并提出本课题的研究内容。本课题主要研究吊钩式抛丸清理机的导轨支架，由于其在工作过程中受到工件对其的作用力，正在被清理的工件受到抛丸器抛打在其上的冲击力的影响，该冲击力也必将对导轨支架产生一定的作用力。除此之外，分离器也会对其产生一定的影响。本课题将采用一定的技术方案对其进行综合考虑，分析确定所有这些因素将对导轨支架产生怎样的影响，目前的结构是否需要进一步的改进及如何改进等。

关键词：吊钩；抛丸清理；导轨支架；受力分析；结构优化

The Stress Analysis and Structural Optimization of the Guide Bracket of the Hook type Shot Blasting Machine

Shang-guan Li-ping

（School of Mechanical Engineering, University of Jinan, Jinan 250022,China）

Abstract: The blast cleaning technique is a key technology which is used for casting sand, metal surface rust, surface strengthening and improve the quality of the surface, etc. With its field of application

is continuous expanding, the requirements for shot blasting is getting higher and higher, so the structure of the shot blasting equipment is constantly being improved and new equipments are continue to be studied. This paper focuses on a brief exposition of the research status about the shot blasting equipment and its key components, and put forward research content of this topic. This topic mainly research the guide bracket of the hook type shot blasting machine, because it gets force from the workpiece during the operation, and impact force which comes from the force of the blast wheel on the workpiece during the operation. Besides, Separator will also have influence on it. This project will adopt certain technical solutions to make a comprehensive consideration about its force, it will also analysis and determine what effect all of these factors make on the guide bracket, and determine whether the current structure need to be further improved and how to improve, etc.

Key words: hook; shot blasting; the guide bracket; stress analysis; structural optimization

引言

目前已有的表面清理方法有许多，如：手工处理、化学处理、抛丸清理等。手工处理包括刮刀、钢丝刷或砂轮等，用手工除去工件表面的锈迹和氧化皮，但其劳动强度大，生产效率低，质量差，清理不彻底。化学处理主要是利用酸性或碱性溶液与工件表面的氧化物及油污发生化学反应，使其溶解在酸性或碱性的溶液中，以达到去除工件表面锈迹氧化皮及油污的目的，但是若处理不当，它将成为工件以后腐蚀的隐患，且化学物易挥发，成本高，处理后的化学排放工作难度大，若处理不当，将对环境造成严重的污染[1]。抛丸清理是依靠电机带动抛丸器叶轮旋转，离心力作用把丸料（钢丸或砂粒）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，对工件进行除锈、除砂、或者表面强化等，以达到清理、强化、光饰的目的[2-3]。并且抛丸设备在工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速度，控制丸料的抛射流量，即可得到不同的抛射强度，获得不同的表面处理效果[4]。比较这三种清理方法，显而易见，抛丸清理设备是较好的选择。

抛丸技术主要可用于铸件除砂、金属表面除锈、表面强化、改善表面质量等。对材料表面进行抛丸强化清理，能使材料表面产生冷硬层和表面残余压应力，从而提高承载能力和延长使用寿命[5-10]。

据统计，在机械零件失效中有80%以上属于疲劳破坏[11]。同时有文献指出：“在大多数情况下，多次载荷的破坏（疲劳破坏）都位于表面层，因此机器零件的表面层特别重要。因而对表面层进行强化就能使整个零件强化[12]。”由此可见表面强化的重要性。

抛丸清理技术跟其它清理技术相比具有设备简单、操作方便、生产率高、适应性广、强化效果显著、适用材料范围广、提高零件的耐磨性、抵消应力集中对疲劳强度的不利影响、减缓或停止裂纹生长速度延长其使用寿命、减轻清理工作的劳动强度、减轻环境污染等[13]。除此以外，对提高钢的电镀零件的疲劳性能有特别重要的意义，钢件经过镀铬(或镀镍) 或镀镍铬之后，疲劳强度极限通常要降低

1/3至1/4，而抛(喷)丸后再进行电镀则可避免由于电镀而给材料疲劳强度带来的