抛丸机的应用实践分析


摘要:介绍了某钢厂热处理线抛丸机的设备结构、参数、技术特点,其装备水平确保了钢板获得较佳的表面质量。同时对现阶段抛丸机在应用实践中出现的吊挂轴承频繁损坏、清扫尾吹装置等故障进行分析并逐一改进和优化。改进后增加了设备的作业率,减少后续工序对设备与生产的影响,降低了备品备件的消耗和人工处理钢板的成本,提高了经济效益,希望为中厚板厂热处理线抛丸机的应用实践提供一些借鉴经验。




抛丸机作为热处理线重要设备,主要任务是对钢板清除表面氧化铁皮,它决定着入炉前产品的表面质量,特别是对具有高附加值的中厚板具有十分重要的作用。抛丸机自投入使用以来,由于其使用环境的特点以及设计制造不周全等原因,时常出现丸料循环系统、清扫尾吹装置引起的一系列设备生产故障,造成了设备损坏,影响了正常生产和产品质量。通过现阶段应用实践对上述故障进行分析并逐一进行了改进优化,取得预期效果。


1设备结构、参数、技术特点


抛丸机主要由设备本体、除尘系统和电控系统组成。其中设备本体为核心部位,包括抛丸装置、丸料循环系统、清扫尾吹装置等。抛丸装置为抛丸机的核心部件,该装置采用10抛头电机直联安装交错布置,能有效避免抛丸过程中丸料的相互干涉,具有有效抛丸面积大,耐磨件工作寿命高等特点。钢板抛丸速度在2~7m/min区间可调,这些都保证了较佳的抛丸表面质量。丸料循环系统主要由丸料斗提机、四个横向螺旋装置、若干个纵向螺旋装置组成,主要功能是实现整个抛丸机工作过程中较大18吨丸料流的循环。


清扫尾吹装置主要由辊刷装置和高压风机尾吹装置组成,主要功能是实现在抛丸后清除钢板上表面的丸料,实现钢板上表面无残余丸料,较少对后续工序的影响。


综上,该抛丸机采用高寿命抛头和先进技术设计,各技术特点、参数达到国际先进,有效保证了设备的高效平稳运行,使钢板获得了较佳的表面质量。


2吊挂轴承相关问题及改进


(一)当前吊挂轴承存在的问题
丸料循环系统负责整个抛丸机丸料流的循环,在抛丸机工作时为各抛头提高充足丸料,各环节中一旦有故障,必将影响设备的正常运行。吊挂轴承为丸料循环系统核心装置螺旋装置的核心部件,它的工作状态直接影响着抛丸机的工作状态。某钢厂随着热处理线正常运行,逐渐暴露一些问题。由于吊挂轴承结构上存在设计上的缺陷,常常导致吊挂轴承在使用两周至一个月之间频繁出现损坏(滚动体和保持架均出现破损),给设备维护带来较大影响,严重制约了抛丸机甚至整条热处理线的正常生产。


吊挂轴承出现故障后处理的的难度较大,主要体现在以下几点:


整个抛丸机吊挂轴承共有5个,数量较多,加上使用周期较短,使设备维护人员疲于应付抢修,劳动强度高。由于吊挂轴承安装部位不同,导致其引起的故障各不相同,增加维护人员分析判断故障的时间。有些部位安装比较隐蔽,检修空间狭小,更换轴承时受空间限制,需要许多部件拆装或需人员长期保持某种姿势(非站立)进行检修,费时费力。


(二)吊挂轴承的改进措施

经过吊挂轴承更换及拆解,发现轴承损坏主要有以下原因:
整根螺旋轴分为三段或四段,各段间同轴度误差较大,转动起来各段间圆周方向即径向跳动偏大,而吊挂轴承又是通过单个吊杆刚性的固定在螺旋装置的外壳上,导致轴承的实际载荷超过原来设计值,轴承在不堪重负下运行,导致轴承滚动体和保持架损坏。
为此经过现场空间的确认、轴承受力分析以及密封型式的查阅,对吊挂轴承进行如下改进:
改变原有吊挂轴承的结构和安装方式,轴承在单个吊杆固定下受到载荷较大,现改为双吊杆结构与安装方式,大大降低了吊挂轴承有害载荷(径向摆动),轴承主要承受螺旋轴垂直方向重力,运行非常平稳。改进后的吊挂轴承有效的解决了原来存在的缺陷,运行寿命有较大提高,平均寿命达到半年以上,大幅降低设备维护人员的劳动强度,大大提高了抛丸机设备作业率,保证了钢板热处理线的平稳运行。


3清扫尾吹装置存在的问题及改进措施


(一)当前清扫尾吹装置存在的问题


清扫吹扫装置主要由刷辊装置和高压风机尾吹装置组成,前者主要负责钢板上表面大部分丸料的清扫,后者负责配合把清扫后的钢板上表面残余丸料粉尘吹扫干净,达到生产的要求所必需的表面清洁度。由于刷辊刷毛安装结构设计上的缺陷以及生产不同宽度规格钢板,常常导致刷毛掉落或刷辊刷毛磨损不均,经常出现钢板上表面丸料及粉尘残余,给生产质量带来较大影响,严重制约了抛丸机甚至整条热处理线的正常生产。


(二)清扫尾吹装置及清扫室的相关改进措施


通过问题原因分析,对清扫尾吹装置和清扫室进行以下改进:

(1)刷辊刷毛的改进:原设计的刷毛装配是金属刷毛座与刷毛组为嵌入式安装,使用时间稍长就会使刷毛组与刷毛座之间间隙变大,由于刷毛组在滚刷钢板期间受到较大周向力,导致间隙产生恶性循环越来越大,较后导致刷毛组的脱落。经分析,现对刷毛组件结构进行改进,采用整体式刷毛组件能避免了上述情况的发生,其采用尼龙刷毛座,刷毛通过特制胶水粘贴在刷毛座孔内,使刷毛与刷毛座融为一体,刷毛底座采用剖分式安装在刷辊轴上,拆装较为方便。实践证明该刷毛使用寿命在一年以上,大大提高了抛丸机的设备作业率,降低了故障时间。


(2)尾吹装置的改进:针对上述出现的问题及造成的后果,在不对尾吹装置进行大改动前提下,在抛丸机箱体尾部增设一套独立的压缩空气尾吹装置。该装置吹扫介质为压缩空气(压力为5-8bar)直接从车间压空支管分出该尾吹装置的主管,在该管路上增设电磁阀控制气动切断阀,根据PLC中钢板位置跟踪信号、抛丸速度及到尾吹管安装位置等自动启闭切断阀,实现吹扫自动。为保证尾吹效果和节约能源消耗,其在终端尾吹管为变径管路,管子长度与抛丸机箱体宽度相同,在长度方向上每间隔8cm钻有一排孔径为8mm的小孔作为其喷气口,安装时使喷气口与水平面夹角约为45°。同时考虑到丸料的回收和使用不同厚度钢板的生产。经过运行实践,该尾吹装置在原有尾吹装置不运行的情况下能很好满足生产需求,较佳时甚至钢板上表面无丸料残余,超过原有设计指标,且对板形要求降低,原有装置来料钢板平直度>5mm/m就会出现丸料残余超标,现来料钢板平直度不大于10mm/m也能达到生产要求。清扫尾吹装置和清扫室改进后,钢板表面质量大为改善,增加设备作业率,降低了设备维护保养成本和后续工序处理钢板的时间及成本,大大提高企业热处理的竞争力。


4结语


抛丸机作为钢板热处理线的关键设备,其特点使其具备了抛头振动小、部件寿命长、生产效率高、粉尘排放低等优点,保证了热处理钢板表面清洁度要求。在现阶段对抛丸机机在应用实践中的出现的吊挂轴承、清扫尾吹装置问题等引起一些设备生产故障进行了一系列改进,提高了设备作业率,降低了故障时间,节省了备件消耗费用,实现了抛丸机的高效运行,取得了良好的经济效益。同时希望这些改进能为中厚板厂抛丸机的应用提供了一些借鉴经验。