新型雙工位台車式齒輪強化拋丸清理機的研（yán）發與（yǔ）

摘要：齒輪，一直以來對其（qí）內在質量和表（biǎo）麵質量的（de）要求都（dōu）在不（bú）斷地提高。提高齒輪的表（biǎo）麵質量一般都是通過拋丸清理實現的，本文講述了（le）一種新型雙工位台車式齒（chǐ）輪強化拋丸（wán）清理機，不僅可一次性有效地（dì）對齒輪表麵進（jìn）行清理強化，更是（shì）將生產效率提高（gāo）了一倍。
關鍵詞：齒輪強化；拋丸清理（lǐ）；雙工位

1、前（qián）言
隨著我國裝（zhuāng）備製造業的不斷發展，對各種裝備的組成零部件的質量要求越來越高，而齒輪是各（gè）種（zhǒng）機械裝備（bèi）中不可缺少的組成部分，所以，齒（chǐ）輪的內在質量及（jí）表（biǎo）麵質量也越來越被各生產廠家所重視，尤其是齒輪的表麵質量，因為表麵質量不僅決定著齒輪（lún）的機械性（xìng）能及使用壽命，更決定著齒輪傳動的準確性和平穩性，以及傳動過程中功率的損（sǔn）失大小。提高齒輪的表（biǎo）麵質量一般都是通過拋丸清理實現的，但是，一（yī）般類型的清理設備對齒輪進行清理（lǐ）已無法（fǎ）滿足生產率和（hé）表麵質量的要（yào）求，為了進一（yī）步提高（gāo）齒輪的表麵質量，研製一種多工位高效率的拋丸清理設備已成為必然。
公司通過多次試驗和（hé）改進，已成功地研製出（chū）QN3615型雙工位台車式齒輪強化拋丸清理機，該設備較突（tū）出的創新（xīn）之處就是分（fèn）別將兩（liǎng）個自轉台（tái）車固定在拋丸（wán）室的兩個大門上，通過門軸旋轉來實現台（tái）車進出拋丸室，實現雙工位清理，將生產效率提高一倍。台車自轉采用變頻調（diào）速以實現不（bú）同工件(齒輪)以不同的速（sù）度進行清理，從而（ér）有效地清除齒輪表麵的粘砂、氧化皮、油汙（wū）等附著物，同時對齒輪表麵（miàn）進行強化，提高表麵的（de）硬度及韌性，消除內（nèi）應力，從（cóng）根本上提高齒輪的質量。
2設備簡介及功能概述
該項目是公司根據市場需求而確立的，項目確立之後，公司組織專業（yè）技術人員在三十多年設計生產經驗的基礎上，吸收借鑒（jiàn）國際先進技術，獨立研製（zhì）開發出了技（jì）術先進、性能可靠、高效環保的（de）QN3615型雙工位台車式齒輪強化拋丸（wán）清理機，滿足市場的需求（qiú）。這種齒輪強化拋丸清理（lǐ）機屬台車式（shì）拋丸清理機範疇，但又（yòu）比傳統簡單的台車式拋丸清理機有（yǒu）著很大的技術突破（pò）及結構創新，一改傳統的減（jiǎn）速機驅動台車行走進出拋丸清理室的方式，分別將兩個台車（chē）固定在（zài）拋丸（wán）清理室的大門上，通過大門（mén）的開關實現（xiàn）台車進出（chū）拋丸室。當一扇（shàn）大門帶著（zhe）裝載著工件的台車在拋丸室內進行清（qīng）理時（shí），另外一（yī）扇大（dà）門在拋（pāo）丸室外裝卸工件，使（shǐ）生產（chǎn）效率提高了一（yī）倍。而且每個（gè）台車都（dōu）可實現變頻自轉，滿足（zú）不同工件的清理（lǐ）需要。
該設備通過高（gāo）效率的懸臂離心式拋丸器拋出高速彈丸，打擊在齒輪的表麵（miàn），除去表麵氧化皮（pí）及其它附著物。齒輪（lún）放在可自轉的台車轉台上（shàng），各個齒輪經過多次拋噴丸清理後，表麵的氧化皮、雜質、油汙及灰塵等均被除（chú）掉，使齒輪表麵露（lù）出金（jīn）屬本色，同時通過（guò）拋丸（wán）處理能消除集中應力，使齒輪（lún）表麵（miàn）得到強化，提（tí）高齒輪的（de）抗疲勞、抗腐蝕性能。另（lìng）外通過拋丸清理後，能使齒（chǐ）輪表麵具有（yǒu）均勻的粗糙度，大大提（tí）高齒輪傳動的準確率，減少功率損失。
3主要內（nèi）容（róng）
3．1研製內容
本項目的主要研製內（nèi）容是研製出兩套先進（jìn）可靠（kào）的工件傳（chuán）動係統，可（kě）以順暢地使大門帶（dài）著裝（zhuāng）載工件的台車進出（chū）拋丸室，而台車的較大載重為5t，再加上台車及（jí）大門的自重，要靠怎樣的驅動力（lì）及傳動係統才（cái）能實現這一功能成了該項目所要攻（gōng）克的主要難關。為（wéi）此，研發小組人員采用減速機一齒輪傳（chuán）動，將減速機固定在拋丸室頂（dǐng）部，輸出軸裝有小齒輪，與裝有大齒輪的（de）門軸齧合，門軸與大門連接，台車固定在大（dà）門上，這樣（yàng）台車、大門、門軸、大門支撐等就組成了（le）工件傳動係統。
3．2關鍵技術工藝
該項目的關鍵技術工藝就是工件傳（chuán）動係統的結構（gòu）工藝和傳（chuán）動工（gōng）藝。將台車固定在大門上，這一突破性的結構創新解決了台車清（qīng）理機占地麵積過大、能耗高的問題。但是，要采（cǎi）用怎樣的傳動（dòng）方式才能使大門（mén）及台車在（zài）負載的情況（kuàng）下順利自（zì）如的開關，是所要解決的關鍵工藝之一。為此，特別設計了兩根高強度門（mén）軸。門軸上部裝有大齒輪，與固定（dìng）在拋丸室頂部的減速齒輪齧合，由減速機帶動旋轉。門軸與大門相聯（lián），門軸下端裝有兩個軸（zhóu）承，一（yī）個推力球軸承，一個圓柱（zhù）滾子軸承，既保證了其承載力（lì），又轉動自如。通（tōng）過（guò）控製固定在（zài）拋丸（wán）室體頂部的減速機來實現門軸的正反轉，實現大門的（de）開關。
4主要技術指標（biāo）(QN3615型)
(1)一次清理工件的（de）較大尺（chǐ）寸
較大尺寸：φ1700x1500(mm)
(2)拋丸器
型號：Q0338
葉輪直徑：φ420mm
電機功率：22kW
拋丸器（qì）數量：3台
拋丸量：3x280kg／min
(3)提升機
提升（shēng）量（liàng）：70t／h
皮帶速度：>1．2m／s
功（gōng）率：5．5kW
(4)分離（lí）器
分離量：70t／}1
分離區風速：45m／s
功率（lǜ）：4kW
(5)縱向螺旋輸送器
輸送量：70t／h
功率：4kW
(6)收丸螺旋輸送器
輸送量：2O
功率（lǜ）：2．2kW
(7)台車機（jī）構
台車載重：5000kg
台車轉（zhuǎn）台尺寸（cùn）：2000mm
台車自轉電機（jī）功（gōng）率：3kW
大門開關電機功（gōng）率：2．2kW
(8)風量
總風量：20000m3／h
清理室：約16000m3／h
分離器：約4000m3／h
風機（jī）功率：22kW
(9)總功率：114kW
QN3615型雙工位（wèi）台車式齒輪強化拋丸清（qīng）理機的粉塵排放、噪聲等指標均達到國家有關標準的（de）要求（qiú）。
5主要功能部件
QN3615型雙工位台車齒輪強化拋丸清理機主要由拋丸清理室、大門及台車機構、螺旋輸送器、提升（shēng）機、分離器、拋丸器總成、維修平台、供丸係統、地基、除塵係統、電氣（qì）控製部分等部件組（zǔ）成(圖1)。
圖1、QN3615型雙T位台車齒輪強（qiáng）化拋丸清理機（jī）外型圖
1．大門及台（tái）車機構2．維修平台3．螺旋輸（shū）送（sòng）器4．提（tí）升機5．拋（pāo）丸（wán）清理室6．拋丸器總（zǒng）成7．供丸係統8．分離器9．基（jī）礎10．除塵係統11．電氣控製係統
(1)大門台車機構
大門及（jí）台（tái）車機構即工（gōng）件傳動係統，由（yóu）台車、大門、門軸、大門支撐（chēng）等組成。將（jiāng）台車固定到大門上（shàng），通過門軸旋轉來實現台車進出拋丸室，實現雙工位清理，將生產效（xiào）率提高（gāo）一倍，並且台車采用耐磨護板（bǎn）防護，以延長其壽命，台車自轉采用變頻調速以實現不同工件以不同的速度清（qīng）理。
(2)拋丸器總成
拋丸室上（shàng）裝有3台Q0338型拋丸（wán）器總成，可以對（duì）通過的工件進行一（yī）次性拋丸清理（lǐ）。拋丸（wán）器總成由拋丸器、電機（jī）等組成（chéng）(圖2)。
圖2拋丸器總成（chéng）
本機所用Q0338型離心式拋丸器具有高效、安裝維修方便、占用（yòng）空間小、能進行左右旋轉等（děng）優點。葉片在迅速旋轉的過程中靠離心力的作用固定，不需任（rèn）何固定裝夾具。拆卸（xiè）八片隻需10～20min。
(3)螺旋輸送器（qì）
該機的螺旋輸送器分為縱向螺（luó）旋輸送器及收（shōu）丸（wán）螺旋輸送器兩種。縱向螺旋（xuán）輸送器位於拋丸室（shì）和密封室的底部，螺（luó）旋葉（yè）片焊裝在傳動軸上。工作時，輸送器電（diàn）機（jī）通過擺線針輪減速機驅動螺旋軸旋轉（zhuǎn），將丸料輸送（sòng）至卸料口，然後由卸（xiè）料口流人提升機；收丸螺旋輸送器位（wèi）於拋丸室外收丸（wán）料鬥的底（dǐ）部，卸料口與縱向螺旋聯接，用於收集台車（chē）裝卸工（gōng）件時散落的彈丸，T作時，收丸螺旋輸送（sòng）器將台車（chē）上帶出的丸料輸（shū）送至（zhì）縱向螺（luó）旋。
(4)提升機
鬥式提升機由擺（bǎi）線針輪減速器、上下滾筒、輸送膠帶、料鬥、封閉料筒和漲（zhǎng）緊裝置組成(圖3)。
圖3提（tí）升機結構示意圖
鬥式提升機的進料口與橫向螺旋輸送器相連，其出料口與分離器相連。提升機罩殼上設有檢（jiǎn）修門，可維修（xiū）及更換料鬥。打開下罩殼上的門蓋，可以維修（xiū）下部傳（chuán）動，並且（qiě）排除其底部彈丸堵塞。本（běn）機采用平皮帶傳動。_丁作時，固定在輸送膠帶上的料（liào）鬥（dòu）將提升機底部的丸料刮起，同時接收從橫向螺旋輸送器流人的丸料。然後在（zài）提升機（jī）電機的（de）驅動下，將丸料輸送至提升機頂部（bù），較（jiào）後靠離心（xīn）重力方式落（luò）料，將丸料輸入分離器螺（luó）旋內。
提升機上部設有一套漲緊裝（zhuāng）置（zhì）。當皮帶鬆馳時，應該調節提升機上部兩側的調整螺栓，漲緊皮帶，調整範圍為0～100mm。
(5)分離器
本機配置滿幕簾式（shì）丸砂分（fèn）離器。丸料從鬥式提升機流人篩筒，丸砂混合（hé）物中的雜物(毛刺、釘和（hé）芯鐵等)由分（fèn）離器篩筒內螺旋片帶走。篩筒外螺旋將丸砂混合物沿分離器均布，從而形成滿流（liú）幕狀（zhuàng）態，而進入了下麵的風選階段。此時（shí），除塵（chén）器風機通（tōng）過分離器抽風孔抽風，將彈（dàn）丸和金屬氧化皮碎片、破碎彈丸、粉塵有（yǒu）效分離，大顆（kē）粒廢（fèi）料從分離器丸料溢流口流出，細小丸料、粉塵從廢料（liào）出口流出，彈丸進入丸（wán）料倉進行（háng）循環。
調整（zhěng）分離器的垂直調節擋板與水平（píng）調節擋板之（zhī）間的縫口，可以改變（biàn）布料（liào）層的（de）厚度及運動軌跡，並配合調整分離區的調節擋板，可獲得良好的分（fèn）離效果。關於分（fèn）離器的工作（zuò）原理（lǐ）請參見圖4。
圖4分離器工作原（yuán）理（lǐ）圖
1．分離器螺旋2．大顆粒物料卸出管3．調節板4．一（yī）*分離板5．二*分離板6．丸料倉7．電磁閘（zhá）門8．未分離完全物（wù）料9．廢料
(6)通風除塵係統
除塵係統由（yóu）濾筒式除塵器(HRX54)、離心式高壓風機、管道和排塵煙（yān）囪組成。
拋丸清理機工作時產生的（de）含塵氣流經過連接管道進入濾筒式除塵器。含塵氣流在旋風體罩殼的作用下形成旋風，大顆粒灰塵沉降在灰鬥內，帶有小顆粒灰塵的氣流經濾筒過濾後，通過高壓離心式通風機抽人煙囪向高空排放（fàng）。排放後的粉（fěn）塵濃度不高於（yú）120mg／m，符合國家環保局規定的排放（fàng）標準。
本設備通過高壓離心風機抽風使室體內形成一（yī）定負（fù）壓（yā），使（shǐ）工作時產生的粉塵不向室體外飄溢，從而使設備周圍的粉塵濃度（dù）低於100mg／m。
(7)電控係統
該係統使用13本OMRON公司生產的可編程序控製器控製，具有手動和自動兩種（zhǒng）控製方式，在控製（zhì）係統中還采用了檢測元（yuán）件，能夠根據實際情況進行故障（zhàng）診斷及報警。同時係統（tǒng）具（jù）有良好的互鎖、自鎖（suǒ）及安全保護措（cuò）施，確保了設備和（hé）操作人員的人身安（ān）全。
6設備清理強化工藝流程
將工件(齒輪)裝在一扇大門的（de）台車上關閉大門一除塵係（xì）統開循環（huán）係統（tǒng）開（kāi）_÷拋（pāo）丸器開對齒輪（lún）進行拋丸清理強化一清理完畢拋（pāo）丸器（qì）關循環（huán）係統關除塵器關（guān）一大門打開卸工件。
一扇大門帶著台車載（zǎi）著工件在（zài）拋丸室內接受（shòu）拋丸的同時，在拋丸室外另一扇大門的台車上裝載工件，拋丸室內的工件清理完畢後，另一扇大門帶著台車載（zǎi）著工件按照上述（shù）工藝流程進行工作。已清理完畢的大門台車在拋丸室（shì）外卸工件，生產效率提高一（yī）倍。
7結束語
該設備自研製成功後，已在用戶處（chù）安裝使用（yòng），用（yòng）戶反映清理效果很好，經過清理後的齒（chǐ）輪，表麵強度大大增強，更堅固耐用，傳動（dòng）更精準。隨著（zhe）我國裝備製造（zào）業的不斷發展，齒輪強化拋丸清理機的市（shì）場前景十分（fèn）廣闊（kuò）。另外，根據國（guó）際市場調查情況來看，國際上對齒輪強化拋丸清理機的（de）需求量（liàng）也十分大，所以，公司在穩踞國內市場的同時，力拓國（guó）際市場，為雙星機械更好的走向世界邁出堅實的一步。
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