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叁益机械高效智能抛光机的特点

添加时间:2015-10-18 18:25:20    查看:

抛光器运用离心力将钢丸加速到一定速度,离心轮叶片直径一般为340~420mm,转数为1500~3000r/min,将高速钢丸流(50~70m/s抛射至工件进行表面清理,以除去工件表面的粘砂、氧化皮和小的飞边毛刺,得到一定的粗糙度,通过变频器改变电源频率提高抛光速度(90~100m/s)进行抛打,使汽轮机叶片形成压应力及产生形变强化和细晶强化进而改变表面机械性能提高工件使用寿命。抛光灵活性差,在复杂的工件表面易产生清理不到的死角。目前,由于抛光器的改进,抛光量不断增加(大于200kg/min,甚至达到500~1200kg/min),抛射速度也提高到m/s左右。抛光进行表面处理对汽轮机叶片打击力大,表面清理和强化效果明显,抛光量大,效率高,针对大型铸件和汽轮机叶片的工件均适用。有调查显示,通过抛光强化,能使传动齿轮的寿命延长1000%,弹簧的抗疲劳强度寿命延长600%,曲轴的抗疲劳强度延长900%。当然相较于抛光清理,喷丸强化的工艺参数监控更为严格,就工件强化应用而言,需要监控的参数包括:喷丸强度、喷丸速度、丸粒直径、喷丸的距离、覆盖率和强化的时间。这些参数中任意一个变化,都会不同程度地影响工件表面强化的效果。所以此设计的机器人抛光机也是为了更好地控制参数。

1、高效智能抛光机工作原理

高效智能抛光机(图)1主要由抛光器、机器人、抛光清理室、斗式提升机、螺旋输送器、滚筒筛、分离器、除尘设备等部件组成。东莞抛光机是一种间歇式作业的抛光清理设备,机器人将工件夹持后,伸入抛光室旋转并进行定时抛光清理和强化。交错安装的四台抛光器,将钢丸高速抛射到汽轮机工件的表面,实现100%以上的覆盖率抛光清理。丸料在低速抛出的情况下对工件进行清理工艺,通过变频系统提高电机转速的情况下进行工件的强化工艺。抛射到清理室的钢丸,通过V型槽滑落到螺旋输送器上,丸料被批次输送到斗式提升机的喂料口,提升后丸料混合物进人螺旋输送器和滚筒筛,丸料进人重力风选区进行分离,同时粉尘被风机带人布袋或滤筒式除尘器进行收集,少量被风机排出大气。而大部分清洁丸料进人储丸室。最后钢丸通过流量控制阀进人抛光器进丸口,进行重复循环。丸料流程见图2所示,粉尘除尘循环系统如图3所示。

 东莞抛丸机

丸料流程

3、离效智能抛光机结构设计

3.1抛光机室体设计

抛光清理室(图4)由槽钢、角钢、钢板焊接而成,壳体用薄型的高猛钢板,护板用厚的高猛钢板做成。为了防止高速运动的钢丸磨损钢板,同时为了达到减少震动和消减噪声的效果,清理室顶面装了5mm橡胶板。根据工件的长度确定清理室长度。抛光器安装在清理室顶部和两侧,由于抛射距离一般取800~1500mm,同时由机器人的工作范围共同决定了清理室的高度,确定清理室中心到地面高度为1300mm。最终清理室设计为以横截面为内切圆800mm的正六边形。清理室左侧上壁有除尘管道,良好的保持了清理室的能见度。在螺旋输送机的上方设有格栅,在格栅上铺有耐磨特铁漏板ZCr5,t=12mm)。清理室的门在后侧,采用双层橡胶密封,为了方便更换内壁的橡胶和机器的维修。

抛光清理室

3.2抛光机设计参数

清理室有效容积(长/宽x高):1400x1600x1385mm;机器人最大持重:20kg;被处理汽轮机叶片的长度范围:小于1200mm;机器人腕部夹持叶片回转速度:3.67rad/s或210°/s。抛光器的参数见表1。

 抛光机设计参数

不同工作状态电机工作情况如图4所示,参数见表2,可选择:弹丸直径:Φ0.08~Φ1.2m期提升量:40t/h;螺旋输送量:20t/h;分离器分丸量:40t/h;提升机功率4kw;螺旋输送机功率2.2kw除尘风量:12000一13000m3/h;总功率:80kWw;总机重量:13500kg。

A、B电机可以通过变频器来控制电机转数。由电机转速n=60f/p(1-s),从上式可见,改变供电频率f、电动机的极对数p及转差率s均可太到改变转速的目的。本课题采用变频器来改变电动机电源的频率,从而改变其同步转速的调速方法。特点:效率高,调速过程中没有附加损耗,调速范围大,特性硬,精度高。其中抛光量主要由弹丸阀门来控制。

生产中每天需要加料补充,每次补充加料不超过总量的10%,并始终保持料斗内的钢丸是满的。这样保证钢丸的级配基本不变,也就保证了一定的清理效率,并保证了汽轮机叶片清理和强化的质量稳定。若级配钢丸的粒度向小的方向发展,则缩短补充加料的周期,反之,延长加料周期。总之,保持钢丸的级数对于抛光清理很重要。

电机的选择见表3所示。

电机的选择

4高效智能抛光机参数校核

4.1抛光速度和抛光量的校核

对于汽轮机叶片抛光清理而言,其弹丸的抛射速度一般在70m/s左右。对抛光强化来讲,其弹丸的抛射速度一般在9m0/s左右。弹丸的抛射速度由下式计算:

 抛光速度和抛光量的校核

单位时间的抛光量也很重要。抛光器电机每1安培有效电流,大约每分钟可以抛出11~13kg的弹丸。表4列出了直联抛光机所抛出的弹丸量。一般如果单位时间内的抛光量越大,那么清理铸件所需要耗费的时间就少,但是并不是说单位时间内的抛光量越大越好。因为当单位时间内的抛光量过大,易出现丸打丸的现象。同时抛光量可以由气动阀门控制抛光量,达到高效的利用钢丸。

 抛丸量规格

曲线叶片抛出的弹丸速度校核见图5所示。比较离心力Va、Vb与切向力Vc的合力,显然Ve>Vf,所以,曲线形叶片比直线形叶片抛射速度快。也就是说,同样的抛光量需要的时间短。由于清理时间短,叶片的寿命就会延长。

 曲线叶片抛出的弹丸速度

 

5结论

(1)论述了抛光机在国内外发展的状况、工作原理和结构。从节省成本和空间占有率高等因素的为出发点,自主设计了抛光清理室的尺寸和形状,确定了抛光器数目和其它AMG88参数。

(2)为更大程度的实现高效利率和机械自动化,设计了机器手对工件的夹持装置。用Solidwokrs设计了抛光清理室大小尺寸。实现了机器手和抛光机的结合。

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