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吊钩式抛丸清理机及清理机关键部件的研究现状

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1.1 吊钩式抛丸清理机的研究现状

吊钩式抛丸清理机分单钩式和双钩式两种类型。吊钩式抛丸清理机主要适用于各行业中的15公斤以下的铸锻件的清砂、除锈、去氧化皮和表面强化,塑料件的去毛刺。为满足使用要求等,针对吊钩式抛丸清理机做了较多改进。

(1)旋臂吊钩抛丸机

为了满足对铸件抛丸清理及落砂的需要,适应用户对新型清理设备的要求,济南铸锻机械研究所的罗柏福设计发明了旋臂吊钩抛丸机。这一系列的产品根据抛丸工位的数量不同设计了单室单工位和双十双工位两种结构类型。

单室单工位有单悬臂、双旋臂、三旋臂三种形式。如图4所示单旋臂型是将装工件、抛丸及卸工件三个工序,在一个旋臂吊钩上依次完成;双旋臂型是将抛丸、装卸工件同时在两个旋臂吊钩上平行作业完成;三旋臂型是将抛丸、装卸工件同时在三个旋臂吊钩上平行作业完成。后两者的生产率比前者高2~3倍。

双室双工位清理机有四旋臂和六旋臂两种机型。四旋臂型是将两个抛丸工序和两个装卸件工序在四个旋臂吊钩上同时完成;六旋臂型是将两个抛丸工序、两个装件工序和两个卸件工序,在六个旋臂吊钩上同时完成。这两种机型可以实现流水作业,与单室单工位单旋臂型相此,可提高生产率4~6倍,所以能满足高生产率的要求,并可实现双室轮流检修不停产。该系列的抛丸清理机其吊钩装置可在垂直方向升降、水平方向移动及360°范围内旋转,很好解决了工件的装卸和吊运问题;能满足高、中、低生产率及大、中、小件抛丸清理、落砂及强化要求,实用性强等。

(2)单吊钩式圆柱形抛丸清理机

目前,常见的单吊钩式抛丸清理机的抛丸清理室的室体结构均为长方体结构,但是基于其工作原理该类型抛丸机在工作过程中工件边旋转边被抛丸清理,故其运动轨迹为圆形,显然室体采用长方体结构使得结构尺寸和占地空间大,抛丸空间的用小利用率低。同时,这种长方体的室体结构在设计时需在抛丸清理室底部一个(抛丸量小时)或者横向和纵向两个(抛丸量大时)螺旋输送机将落在室体底部的丸砂混合物输送至提升机,使得该抛丸清理机的动

力消耗和生产成本增加。此外,抛丸清理室室体多采用密封的结构,工件在被抛打的过程中看不到使体内的抛打状况,抛打时间难以确定,使得生产效率不高。

针对上述问题,青岛禾松机器的技术人员设计发明了一种新结构的单吊钩式抛丸清理机。该发明将抛丸清理室的室体内腔设计为圆柱形,相应的清理室大门也由原来的长方形改为圆弧形,并在其清理室大门上设计安装高清玻璃制作的可视窗口,可观察室体内部的工作状况,便于调节和控制抛打工件的时间。同时,在室体的底部采用倾斜布置的流丸工作面,可使弹丸及其它物质经流丸工作面直接流到斗式提升机下部的机械手抛丸清理机

(2)单吊钩式圆柱形抛丸清理机

目前,常见的单吊钩式抛丸清理机的抛丸清理室的室体结构均为长方体结构,但是基于其工作原理该类型抛丸机在工作过程中工件边旋转边被抛丸清理,故其运动轨迹为圆形,显然室体采用长方体结构使得结构尺寸和占地空间大,抛丸空间的用小利用率低。同时,这种长方体的室体结构在设计时需在抛丸清理室底部一个(抛丸量小时)或者横向和纵向两个(抛丸量大时)螺旋输送机将落在室体底部的丸砂混合物输送至提升机,使得该抛丸清理机的动力消耗和生产成本增加。此外,抛丸清理室室体多采用密封的结构,工件在被抛打的过程中看不到使体内的抛打状况,抛打时间难以确定,使得生产效率不高。

针对上述问题,设计发明了一种新结构的单吊钩式抛丸清理机。该发明将抛丸清理室的室体内腔设计为圆柱形,相应的清理室大门也由原来的长方形改为圆弧形,并在其清理室大门上设计安装高清玻璃制作的可视窗口,可观察室体内部的工作状况,便于调节和控制抛打工件的时间。同时,在室体的底部采用倾斜布置的流丸工作面,可使弹丸及其它物质经流丸工作面直接流到斗式提升机下部的进丸口侧,而省去了螺旋输送机.该发明设计的抛丸清理机结构简单,占地面积小,室体内的空间利用率高,并且设计较合理,弹丸的输送效果好。 根据被清理工件的大小,如长、宽、高、最大重量等设计合理的抛丸清理室不仅可以节约成本,减少材料的浪费,还可以满足企业清洁生产的要求

(3)双吊钩式抛丸清理机的改进

通过改变电气系统中PLC的控制方式将QZJ3760系列双吊钩抛丸清理机工件清理时的行进方式由连续式改为步进式,之前需多次才能清理干净的工件现在只需一次便可完成清理,提高了工件清理效率,并在柳州某公司应用时取得了良好的验证效果

1.2.2 清理设备关键部件的研究现状

吊钩式抛丸清理机一般由吊钩系统、导轨支架、抛丸清理室、斗式提升机、分离器、螺旋输送器、抛丸器、弹丸控制系统、除尘系统及电气控制部分等组成。这里仅对与本课题研究有影响的相关部件吊钩系统、导轨支架、分离器、抛丸器进行论述。

(1)吊钩系统

吊钩系统由吊钩减速装置、摩擦轮或者链轮、电动葫芦零部件等组成。它完成吊挂工件、提升工件、将工件运进室体、在自转装置的驱动下使工件在清理室内自转等功能。其旋转运动的实现一种是依靠吊钩系统的摩擦轮与自转装置的摩擦轮的摩擦作用实现,另一种是靠吊钩系统的链轮与自转装置的链条的啮合实现。

(2)导轨支架

导轨支架主要用于对工件输送提供导向作用,它是由工字钢型材焊接而成的钢架结构。对于单钩式,导向部分主要采用工字钢。对于双钩式,导轨支架采用“人”字形结构,可以实现装卸工件与抛丸清理同时进行,一侧吊钩工作的过程中,可对另一侧吊钩进行装卸工件,有单边式和双边式两种,分别如下图所示:

导轨支架主要起承重、导向作用,对于其结构性能的研究,在文献查阅过程中尚未发现。设计人员针对单钩式的抛丸清理机利用有限元软件ANSYS对其导轨支架部分进行分析,得出现有结构满足使用要求,并提出相应的改进,将所用型材改变型号,使其在满足使用要求的条件下减少材料浪费,并将支撑框架由原先的矩形结构改为三角形结构,使其结构更稳定。