重载四工位抛丸机系统的设计与应用


悬挂通过式抛丸清理机是铸造企业应用较为广泛的抛丸清理设备,用于铸件的表面清砂,锻件、焊接件的表面除锈,以及弹簧、齿轮等表面强化与消除应力处理,通常由以下几部分组成:工件输送系统、抛丸器单元、带门机构的抛丸室体、工件自旋机构、丸砂分离及循环系统、电气控制系统、除尘及隔声系统等。工件输送系统可以采用电动行走葫芦、半自动输送链、普通悬挂链、极放式悬挂链等多种配置。轨道布置有开式、半封闭式、封闭循环等多种形式。丸砂分离及循环系统由磁选、风选及输送设备组成。该设备具有良好的适应性,满足单机多品种铸件的清理要求,具备高度的自动化程度,减轻人工操作强度,设备稳定可靠,经久耐用,投资少,见效快。
一、系统结构及工作原理:
1. 主要组成部件:
该抛丸机主要由工件1(铸件等)、抛丸室2、重载抛丸器3、丸料阀4、振动床5、斗提机6、上部螺旋输送机7、分配螺旋输送机8、双磁选9、储料斗10、副磁选11、膨胀箱12等组成(见图1、图2)。
图1 重载四工位抛丸机系统 图2重载四工位抛丸机系统结构及原理 1.工件 2.抛丸室 3.重载抛丸器 4.丸料阀 5.振动床 6.斗提机7.上部螺旋输送机 8.分配螺旋输送机 9.双磁选 10.储料斗 11.副磁选 12.膨胀箱
2.工作原理:
丸料、砂、飞翅及毛刺等粗废料从抛丸室底部进入到振动床,通过振动电动机的振动使物料等进入斗提机,再由斗提机料斗将物料倒入旋转的螺旋输送机,将物料输送到双磁选进行处理,由双磁选滚筒初步清理后的丸料进入风选作进一步丸砂分离,通过连接在双磁选后面的风管,利用除尘器将粉尘清除,干净的丸料进入储料斗。但由双磁选过滤后的砂中仍存在有用丸料,这些丸砂混合物由双磁选的螺旋输送到副磁选进行二次分离,较终干净丸料通过丸料阀控制流量进入抛丸器,由电动机带动抛丸器转动,利用离心力的作用让丸料对工件进行清理(原理见图2)。

3.主要部件介绍:
(1)四工位抛丸机 OH4-850-10/14抛丸机共四个工位(见图3),在抛丸室侧部每个工位布置2台高效重载抛丸器,整套设备共8个抛丸器,一次进出四挂铸件,每小时达70挂。并且在每个抛丸器出口设置了新型安全保护门,抛丸室门打开工件进出时,抛丸器电动机可不关闭,避免电动机频繁起动,以节约能源与成本。正对抛丸器出口均安装了保护室体的高锰钢衬板,避免丸料直接抛射在室体上,延长抛丸机使用寿命。抛丸室两头安装了由气缸带动开与关的锰钢板门。顶部吊钩自旋装置使进行抛丸的同时工件自旋,确保丸料完全抛射在工件上,工件抛射无死角。顶部密封采用钢丝刷与橡胶板多层密封,可有效防止粉尘与丸料的泄漏,丸料利用率高,损耗少。
图3 重载四工位抛丸机 (2)抛丸器 丸料通过给料管进入到抛丸器的中心,丸料在此经预加速器加速后从定向套的槽口射出,并由抛丸器的叶片接受丸料,再经加速从而获得很大的动能,较终丸料在离心力的作用下脱离叶片抛向工件。
(3)丸料阀 丸料阀主要由调节丸料量的调节螺栓,以及与气缸连接的推杆、进料口、气缸、磁性开关等组成。气缸在压缩空气的作用下带动推杆的转动,从而调节丸料阀内出口的大小,实现丸料量调节。
(4)振动床 振动床由输送槽、筛网、粗废料出口、丸砂出口、振动电动机、带空心橡胶弹簧支撑架等组成。在抛丸过程中,丸料和砂的混合物落入抛丸室底部,通过底部孔板流入振动床。丸砂通过振动床的筛网进入斗提机;粗废料则在筛网上输送到废料箱。振动床配有两台振动电动机,通过电动机的振动输送物料。振动床固定在支撑上,在振动床与支撑之间装有空心橡胶弹簧使床体振动。
(5)斗提机 斗提机由斗提壳体、料斗、橡胶帘、导流板、检修门、涨紧架、涨紧螺栓、带轮、减速电动机、速度检测装置等组成。斗提机通过斗提头轮上的电动机驱动带上的斗子将底部丸料倒入顶部螺旋输送机。驱动电动机带有制动器,防止意外断电后或传动带打滑导致装有丸料的斗子反转造成事故。斗提机尾轮装有速度检测装置,以检测皮带是否打滑或断裂。
(6)双磁选分离器 双磁选(原理见图4)分离器是结合两组磁选滚筒来分离丸料的。丸砂混合物进入两个主磁选滚筒进行初步分离,磁选滚筒由一个固定的磁心和一个旋转的无磁性外壳组成。当磁选滚筒外壳转到磁场区,丸料因磁性被外壳吸附,与砂分离,当磁选滚筒外壳转到无磁区,丸料会因无磁性吸附从外壳剥落而掉入风选分离器做进一步丸砂分离。通过双磁选后,被过滤掉的砂中仍然含有可用丸料,这些丸砂混合物将通过副磁选二次分离出砂中的有用丸料。
双磁选中的风选分离器把丸料、砂、粉尘混合物等带到均衡板上,当混合物通过导流板时,逆向的空气流将有用丸料从砂和粉尘中分离。
图4双磁选原理 1、7. 螺旋给料器 2、6. 主磁选滚筒 3. 分流轨道 4. 吸风管 5. 检修门 8. 分离条 9. 丸料均衡器 10. 吸风口 11. 减速角钢 12. 导流板 13. 废料筛 14. 膨胀箱 风选中的丸料均衡器防止了混合物以不均匀的流量通过导流板,它保证了丸砂混合物以均匀的厚度流向导流板。减速角钢设置在每个导流板后面,用于减缓混合物流速,以及将它们垂直导入下一*导流板。安装在较后一*导流板下部的废料筛,能截住丸料中的杂质,避免损坏抛丸器。通过废料筛后,清理干净的丸料进入储料斗。
(7)储料斗 由磁选和风选分离出的干净丸料储存在储料斗中,经过料管向抛丸器供丸料,以确保丸料循环的连贯性。
4. 系统基本性能参数:
型号:OH4-850-10/14。
较大工件装载量:800kg。
较大回转直径:φ1000mm。
较大工件长度:1400mm。
抛丸器数量:8个。
单个抛丸器驱动功率:37kW。
*次加入丸料量:10 000kg。
吊钩距离抛丸室地面高度:1600mm。
压缩空气耗量:1m /h。

二、系统的技术特点与适用环境:
由于该抛丸机采用了较先进的抛丸器技术,并在抛丸室上布置了8个抛丸器,同时配备双磁选丸砂分离器,风选与磁选结合一体,因此抛丸量大,铸件处理能力强,适合多种铸件清理,一机多用,节约设备成本。采用智能化控制系统,整个系统操作简单,减轻了工人操作强度,提高效率。
该抛丸机适用于清理铸件、锻件、表面硬化、清除表面锈蚀和其他杂质,但不适合清理铝合金工件,主要是因其粉尘有发生火灾和爆炸的危险。

三、结语:
针对我国目前铸造行业后处理状况,重载抛丸机简化了后续处理环节,克服了传统处理方式占用人员多、设备多、效率低、处理效果不佳等不足,优化了工作环境,实现全程自动化控制,操作简单,维护方便,节约生产成本,因此该类型大功率抛丸机具有研究及推广意义。该型抛丸机已在一家柴油机铸造厂和一家汽车发动机铸造厂使用,得到了客户的好评。

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