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單體活塞環拋丸機工作原理及應用

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摘要:介紹了ST6一M單體鑄造活塞環拋丸機的基本原理、主要技術參數和清理活塞環毛坯的應用情況。使用表明,ST6-M 活塞環拋丸機具有可靠性高、清潔和高效的特點,可以作為取代Qll8清理滾筒的*選設備。
關鍵詞:活塞環;毛坯清理;拋丸機
過去幾十年來,國內活塞環行業一直使用Qll8清理滾筒清理單體鑄造活塞環毛坯和回爐料。該設備運轉時,活塞環毛坯之間互相的撞擊較大,造成部分很薄的毛坯斷裂,毛坯和回爐料的表面清理質量很差,尤其是毛坯內圓根本無法清理干凈,始終殘留很多粘砂。設備運轉時噪音很大、生產效率低、員工勞動強度大、工作環境灰塵多,不符合安全、高效和清潔衛生的基本要求。無法清理干凈的毛坯會引起加工刀具的磨損,降低加工效率和產品加工精度。回爐料重新回爐熔煉時,會造成爐內的爐渣量多,增加熔煉時間,造成能耗增加和鐵液化學成份的燒損,增加了爐前控制難度,也影響爐襯的使用壽命。隨著生產的不斷發展,毛坯和回爐料的清理矛盾日益突出,1999年我們對鑄一車間的清理工部進行了技術改造。
在技改前,我們對一般機械工廠應用的通用型橡膠履帶式拋丸機進行了詳細的調研。這類拋丸機適用于比表面積小、表面粘砂相對較少的小型鑄件的拋丸清理。而對于單體環這類比表面積很大、表面粘砂很多的小而薄的鑄件,開始時清理效果較好,但由于吸塵器往往不能有效清除大量的灰塵和細砂粒,所以在使用一段時間后,丸料內混有大量的砂粒和灰塵,致使被拋丸葉片拋出的鋼丸量減少,降低了拋丸清理效果,需要經常對丸料進行篩分,去除灰塵和細砂,才能保證清理效果,拋丸機的使用很不方便。
根據上述情況,我們與迪砂(常州)機械有限公司合作,請該公司設計單體活塞環專用拋丸機。經過反復研究,并考慮到現有的廠房高度和操作者的習慣,較終設計并制造了兩臺單體活塞環毛坯和回爐料清理的sT6一M橡膠履帶式專用拋丸機,如圖1所示 單體活塞環拋丸機
圖1 ST6-m 單體活塞環拋丸機
1 復式斗提機 2 上螺旋輸送機 3 簾幕式風選箱 4 拋丸器 5 拋丸室 6 下螺旋輸送機 7 主磁選裝置 8 風選膨脹箱 9 副磁選裝置
2 ST6-M 拋丸機的主要技術參數
較大裝料體積:0.17m ;
較大批料重量:360kg;
較大單件重量:15kg;
較大工件對角線長度(取決于外形):300mm;
拋丸器數量:1個;
拋丸器功率:llkW;
丸料流量:144kg/min;
丸料速度:70m/s;
初裝丸料量:460kg;
滾筒尺寸:o700mmx988mm;
膠帶速度:6.1m/min;
除塵器風量:530m3/h;
氣壓:6x10 Pa;
較高批料溫度:50o℃ ;
工作場地拋丸噪音:75-81dB(A);
安裝功率:15.15/15.4kW;
外形尺寸(高×深×寬)(mm):4345x2113x2999;
重量:4100/41 lOkg

ST6一M橡膠履帶式拋丸機主要由:拋丸室、拋丸器、復式斗提機、主磁選裝置、副磁選裝置、上螺旋輸送機、下螺旋輸送機、幕簾式風選分離箱、風選膨脹箱、除塵器及電器控制系統組成,其結構特點分別為:
(1)拋丸室
拋丸室是拋丸清理機的主體,由拋丸室殼體、環型橡膠履帶和氣動門組成。室體尺寸為:o700mmx988mm。環型橡膠帶分4層結構,一次成型,履帶上沖有06mm丸料溜孔。橡膠履帶由驅動輥子、改向輥子以及張緊輥子組成的驅動系統驅動。所有輥子通過法蘭軸承安裝在由6mm厚高性能耐磨板制成的兩邊室墻上。拋丸室內設有形狀合理、易于更換和維修的特殊耐磨板。拋丸室下部設有篩網,篩網下部為一帶螺旋輸送機的收集斗。氣動室門由防止丸粒外泄的橡膠密封,內部緩沖板保證工件始終在傳送帶上翻轉,防止在皮帶和室門之間產生卡料現象。
(2)拋丸器
ST6一M拋丸機采用DISA公司特有的由llkW電機直聯驅動的D300型高效拋丸器,避免了因皮
帶傳動而帶來的能量損失。拋丸器轉速2960r/min,o305mm的拋丸輪上裝有7個標準寬度為76mm的曲面葉片。所有零件均經過動平衡試驗,以確保運轉平穩。拋丸器位于拋丸室上部,便于安裝、調整和維修,獨特的葉片鎖緊設計使葉片很容易被更換。
(3)復式斗提機
復式斗提機位于整套設備的左邊,拋丸室一側的是一*斗提,另一個是二*斗提。兩個斗提并到一起,由各自的減速電機分別進行驅動,其中一個斗提機的下段連接著下螺旋輸送機,二*斗提機的上段連接著上螺旋輸送機。復式斗提機藉此與拋丸室構成了丸料的循環體,同時也增加了自身的安裝穩定性。復式斗提機設計成上、下兩段,中間用螺栓連接,以便于運輸和安裝同時,還設計了便于安裝、調整和維修的檢修門。
(4)主磁選裝置
主磁選裝置位于整套設備的左邊中段、復式斗提機的前面,其本身就安裝在復式斗提機的箱體上。
主磁選裝置的上蓋板通過一個過渡接管接到一*斗提機的上出料口進料,大量的丸料夾雜和少量的砂在這里被分離。其下出料口則分成兩路:丸料一路流向二*斗提機的進料口;大量的砂、夾雜和少量丸料則通過自帶的螺旋輸送機輸送到副磁選裝置。主磁選裝置自帶一減速機與主機聯控,工作時內有永磁材料的滾筒一直旋轉,利用磁性原理將有磁性的丸料吸到一邊,非磁性的砂等留在另一邊。可以通過改變滾筒軸端調節桿的位置來調節滾筒內磁力線的分布位置,以達到較佳的分離效果。
(5)副磁選裝置
副磁選裝置位于主磁選裝置的左下面。其進料口與主磁選裝置螺旋輸送機出口相接,出料口分成兩路:少量的丸料回到一*斗提機,大量的砂流進廢物箱。副磁選裝置本身自帶一減速機與主機聯控。主磁選裝置與副磁選裝置配合使用,每分鐘可以從鋼丸系統中分離出100kg砂灰。
(6)上螺旋輸送機
上螺旋輸送機位于整套設備的中上部,其左端與復式斗提機相接,右端與安裝在拋丸室上的幕簾.式風選分離箱相接,它本身帶有與主機聯控的減速機。由復式斗提機中的二*斗提機輸出的丸料,經此螺旋輸送機送給其前部的滾筒篩進行篩分,丸料落入幕簾式風選分離箱做進一步分選;較大的渣及澆道片被送入前部集渣室,通過下面的管道流進廢物箱。
(7)下螺旋輸送機
下螺旋輸送機位于整套設備的中下部,其左端與復式斗提機相接,右端與拋丸室下的收集斗相接。它本身不帶動力,是隨復式斗提機中的一*斗提機聯動,主要作用是將收集斗中的丸料送入一*斗提機。
(8)幕簾式風選分離箱
幕簾式風選分離箱位于拋丸室上后部,由專用支架與拋丸室連接固定。其上部左側與上螺旋輸送機相接,來自復式斗提機的丸料由此經過滾筒篩落入分選區。丸料自分選區成幕簾狀落入分離箱下面的貯料斗,在此過程中借助除塵器的風力將丸料中的碎丸渣和粉塵分離,以提高拋丸效率。大一些的渣及澆道片等被滾筒篩送人分離箱右側的集渣室,通過下面的管道流進廢物箱。分離箱下面有兩個出口:一個是通過其下面的丸料閥將丸料送人拋丸器的喂料管;另一個是將碎丸渣和粉塵通過管道送人廢物箱。分選區有一掛著兩個料斗的調節板,可視
丸料落下的情況向斗中添加丸料進行調節,以使丸料成幕簾狀落下。在風選分離箱的出口有一調節活門,使用時可視風量大小調節活門的開啟角度。
(9)風選膨脹箱
風選膨脹箱位于拋丸室后部和復式斗提機之間,與拋丸室用螺栓連接。它是利用容差壓降原理進行工作,輕質粉塵及雜物被吸人除塵器,重質碎丸渣和砂粒留在箱中并沉降到箱底通過管道排出,以減緩顆粒狀碎丸渣或砂粒直接沖擊除塵器的過濾材料,延長其使用壽命。
(10)除塵器
ST6一M拋丸機所配除塵器為PL一2200A箱式濾袋除塵器,其除塵效率/>99%。除塵器風機電機功率3kW,振打電機功率0.18kW,風量2200m3/h,過濾面積12m ,過濾風速約3.05m/s,外形尺寸(長×寬×高)720mmx660mmx1690mm,重量230kg。

4 ST6一M 拋丸機的工作原理
將單體活塞環毛坯或回爐料裝料完成后,關閉拋丸室門,啟動拋丸機。當ST6一M拋丸機開機進人工作循環后,11kW 電機驅動拋丸器將丸料由拋丸葉片以70m/s的高速成一定角度拋出,大量的丸料通過撞擊毛坯表面將粘砂清除。清掉的砂粒及丸料從環形橡膠履帶的 6mm丸料溜孔及履帶與機體之間的間隙下降,經篩網篩出較大的飛邊與鐵豆。丸料和砂子則進人下螺旋輸送機的收集斗,下螺旋輸送機在一*斗提機的帶動下將拋丸室下丸料收集斗中的丸砂混合物推送到一*斗提機,一*斗提機將丸砂混合物提起,由出料口過渡接管送給主磁選
裝置。丸砂混合物落到主磁選裝置的旋轉滾筒上分成兩路:一路無磁性的砂塵及少量丸料順著滾筒滑下,落到擋板這邊并被主磁選裝置自帶的螺旋輸送機送到副磁選裝置,副磁選裝置利用同樣的方法將少量丸料送回到一*斗提機,而將大量的砂塵排到機器外的廢物箱。另一路有磁選的丸料及渣等則被磁性滾筒帶進擋板的另一邊— — 二*斗提機,二*斗提機將丸料及渣等提起,由出料口送人上螺旋輸送機。上螺旋輸送機將丸料及渣等推送到前端的滾
筒篩,丸料及略小的渣漏到風選分離箱。較大的渣則由滾筒內的螺旋葉片導人集渣室并順著管道排到廢物箱;落到風選分離箱中分選區的丸料在調節擋板的作用下成幕簾狀流到下部的貯料斗。在此過程中,流下的丸料又一次被風選,分離出其中的粉塵、輕質雜質和碎丸料,粉塵和輕質雜質由吸塵器吸出,碎丸料則下落到箱底并從管道排出。貯料斗中的丸料通過出口處的插板閥繼續下行,并經過丸料閥進人拋丸器,丸料在拋丸器中被高速旋轉的葉輪加速后,成一定角度射向拋丸室中待清理的工件,再進行下一個循環,丸料循環系統示意圖如圖2所示。 ST6-m 拋丸機丸料循環系統示意圖
圖2 ST6-m 拋丸機丸料循環系統示意圖
(1)生產效率提高。原Q118清理滾筒平均每小時可清理毛坯(以611O第二道氣環為例)5850片,
改用ST6一M拋丸機平均每小時可清理毛坯9500片,生產率提高62%。
(2)毛坯表面十分干凈。原清理滾筒清理毛坯時,毛坯表面及內圓有很多粘砂,特別是內圓粘砂嚴重。改用sT6一M拋丸機清理后,毛坯內外圓表面均十分干凈,外觀檢驗更容易識別。
(3)因用ST6一M拋丸機清理的澆注系統回爐料無粘砂,鐵液中的爐渣數量也大幅度減少,熔煉電耗降低,鐵液化學成份燒損減少,感應電爐的爐襯使用壽命也從原不足200爐增加到250爐以上。
(4)拋丸機設備的可靠性好,噪音低、粉塵少、操作員工的工作環境良好。
(5)與Q1l8清理滾筒相比,ST6一M拋丸機操作簡單,員工勞動強度降低,兩種清理設備的對比情況詳見表 兩種設備對比表
表1 兩種設備對比表
6 結論
(1)ST6一M拋丸機適用于比表面積大、粘砂很多的小而薄的單體鑄造活塞環鑄件。
(2)ST6一M拋丸機清理毛坯的生產效率高,比Q1l8清理滾筒高62%,適應單體活塞環鑄造生產節奏快的需要。
(3)ST6一M拋丸機清理質量好,清潔的毛坯有利于外觀檢驗和機械加工。干凈的的回爐料重新回爐熔煉時,能減少爐渣數量,降低電耗和提高爐襯使用壽命。
(4)ST6一M拋丸機設備可靠性高、噪音小,員工勞動強度降低,工作環境有較大改善,是在活塞環毛坯和回爐料的清理中替代Q1l8清理滾筒的*選設備。

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