CN101687308B - 喷丸装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抛光工件的喷丸装置。该喷丸装置包括一安装于该喷丸装置上方并水平延伸的轨道(2)，一个或两个可沿该轨道移动的升降机以及两个反转机(4)。每个反转机(4)包括链式吊索(1)和用于送出该链式吊索的送出机构，该链式吊索用于在工件(W)的一端或另一端支持并悬置该工件(W)。该喷丸装置中的一包围体(B)在其一侧有一入口，并在该包围体内部限定一投射室(5)。该包围体(B)的上表面设有一细长开口(51)。该投射室(5)的容积使得：能够通过运行升降机(3)，使由链式吊索(1)支持的工件(W)沿着轨道(2)延伸的方向移动，并且该工件(W)还可围绕与该轨道(2)的延伸方向平行的旋转轴旋转。该包围体(B)的上表面设有一密封机构(6)，用于封闭插穿有该链式吊索(1)的开口(51)，以避免投射材料从开口(51)处飞散。

Description

喷丸装置

技术领域

本发明涉及一种喷丸装置，特别涉及一种适合对大型金属制品进行处理的喷丸装置。

背景技术

本申请的受让人所拥有的日本专利No.9-047966中公开了一种传统的用于处理作为工件的大型金属制品的喷丸装置，该装置具有一转台。在该装置中，将该工件置于一转台上以使其旋转从而对其进行抛光处理。

然而，在该具有转台的喷丸装置中，当要对一个大型金属制品进行抛光处理时，由于该工件位于转台上，该转台会导致朝向工件的投射存在盲点(例如，工件的底面、或工件上落入该转台本身阴影内的部分)。因此，无法对工件的全部待处理表面完全抛光。特别是，如果该工件具有复杂的外部轮廓，或者该工件是一利用型芯铸造而得的中空产品，则该工件的盲点会增加。因此也增加了投射不充分的区域。

为了克服具有转台的喷丸装置的缺陷，日本专利No.9-234671公开了一种具有升降机的喷丸装置。在具有升降机的喷丸装置中，该工件由多个链条悬置，从而在对其进行抛光处理时，可以通过调节该链条的长度以使该工件倾斜。例如，一细长工件通过设于其长度方向两端处的一对链条悬置，从而可以通过调节每条链条的长度使工件倾斜。由于具有升降机的喷丸装置的盲点少于具有转台的喷丸装置，因此，从抛光质量的角度来说，具有升降机的喷丸装置较优。

然而，在如日本专利No.9-234671所述的具有升降机的喷丸装置中，该悬置的工件不能充分旋转，例如虽然其可在悬置位置倾斜，但无法绕其长度方向旋转。

因此，如果该工件的待处理表面具有凹处，如需要的凹坑或凹陷部分，则投射材料会在此堆积，导致在该待处理表面上不能进行完全的抛光处理。此外，如果该工件是细长工件，那就有必要加长投射室的高度、宽度和深度至大于该工件的长度，以增加倾斜该工件的自由度。此外，如果工件的长边竖直放置，则会造成其本身的不稳定。如果该工件的长边水平放置，那用于支持该工件相对的两端的一对链条之间的距离会增加，从而该链条倾斜的角度也会增加。在这种情况下，为了将该链条平稳地引导至其传动轮，一设置在该投射室顶板上的筛分单元要承受相当大的负荷。这就导致了该筛分单元的磨损，并因此使得该投射材料从该投射室飞散，作业环境恶化，或者由于过早磨损该链条会脱开。此外，在现有技术中，出于平衡的考量，在抛光过程中该工件(假设是细长的)在其长度方向的两端被悬置。在这种情况下，现有技术中，该细长工件的长度方向的两端被上下移动，以对该工件的整个周缘进行处理。例如，假设该细长工件长5m、直径0.2m，则该投射室的必要尺寸为纵向移动量5m、长5m、宽0.2m。因此，由于相对增加了投射室容积，其在节省空间方面是不利的。

发明内容

因此，本发明的一个目的在于提供一种能够改善抛光质量、减小投射室容积且防止投射材料飞散的喷丸装置，尤其是用于大型金属制品的喷丸装置。

本发明的用于抛光一工件的喷丸装置包括：一安装于所述喷丸装置上方并在水平方向延伸的轨道；可沿着所述轨道移动并可升降的升降装置；两台从该升降装置悬置的反转机，每台该反转机包括一环形构件以及一用于送出该环形构件的送出机构，该环形构件用于在一工件的一端或另一端支持该工件以使其悬置，其中该两台反转机相互协作，以使得两端由该环形构件所支持从而保持悬置状态的该工件，以与所述轨道的延伸方向相平行的轴为中心正向或反向旋转；一包围体，该包围体一侧具有一入口，并且该包围体在其内部限定有一投射室，其中该包围体的上表面设有一细长开口，该开口从该入口处沿着轨道延伸的方向延伸，以为支持着该工件的该环形构件形成一条通道，并且其中该投射室的容积使得：由该环形构件支持的该工件能够通过该升降装置的运行沿着该轨道的延伸方向移动，并且该工件能够绕着一与该轨道的延伸方向平行的旋转轴旋转；一安装在该投射室内用于投射投射材料的投射机；一安装在该包围体上表面的密封机构，该密封机构用于封闭供该环形构件插穿的该开口，以防止投射材料从该开口飞散；以及一用于收集该投射材料并将其重新供给该投射机的循环装置。

较佳地，所述密封机构包括一密封构件，该密封构件在该升降装置将该工件定位在一预设投射位置而后该升降装置停止的状态下，将该开口中未被该环形构件占据的区域封闭。

在本发明的一个实施例中，所述密封构件包括一对第一外侧封条以及一第二内侧封条，在该升降装置将该工件定位在该预设投射位置而后该升降装置停止的状态下，该对第一外侧封条位于该包围体的上表面，并位于与两台反转机中先运行的反转机的前方位置以及后续运行的反转机的后方位置相应的位置处，每个该第一外侧封条可沿着与所述延伸方向垂直的方向滑动，该第二内侧封条位于该包围体的上表面，并且在所述停止状态下，位于与两台反转机之间区域相应的位置处，该第二内侧封条可沿着与所述延伸方向垂直的方向滑动。在这种情况下，较佳地，所述密封机构还包括一对第三封条，该对第三封条位于该包围体的上表面，并且在所述停止状态下，该对第三封条分别位于与两台反转机相应的位置处，每个该第三封条可沿着与所述延伸方向垂直的方向滑动，其中每个该第三封条均设有多个切口或间隙以供该环形构件横向插穿。在本发明的一个实施例中，所述第三封条还可沿着所述延伸方向滑动。在本发明的一个实施例中，所述升降装置为一台或两台升降机，用于垂直移动该两台反转机。

附图说明

通过下面的详细说明和附图介绍本发明的上述和其它目的以及优点。

图1为本发明一个实施例所述的喷丸装置的示意图。

图2为如图1所示的装置从其入口侧看上去的主视图。

图3为如图1所示的喷丸装置的投射室的平面图，其中显示了开口开启时的密封机构。

图4为与图3相似的平面图，但一外侧封条和一内侧封条封闭了该开口，其中一用于环形构件的封条处于还未完全封闭该开口的位置。

图5为与图4相似的平面图，其中该用于环形构件的封条处于封闭该开口后的位置。

图6为与图3相似的平面图，但该开放的用于该环形构件的封条在该环形构件的水平移动方向上移动。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示的一实施例中的喷丸装置的上部设有一水平轨道2，该轨道2能够承受工件W的悬置所造成的负荷。该轨道2从一作业区域S的上方延伸至一包围体B的上方，该作业区域为该工件W被缠绕于一链式吊索1上以及从该链式吊索1被释放的区域，该包围体B限定出了一投射室5。

该轨道2上设有两个可沿着该轨道2移动的升降机3(垂直移动装置)，并且该升降机3还可通过例如钢丝31垂直移动。悬置于每个升降机3的每条钢丝31上的是一反转机4。该反转机4包括一由首尾相连的锁链形成的环形构件——链式吊索1以及一用于送出该链式吊索31的送出机构。该链式吊索1的长度为至少可以部分地缠绕该工件W的周缘。当该工件W的两端均被该链式吊索支持时，两个反转机4相互相互协作以在工件W的悬置位置反向旋转、正向旋转以及倾斜该工件W。该包围体B的正对该作业区域S的一端设有一入口，该入口与限定于该包围体B内部的投射室5连通。此外，在构成了该投射室5的上表面的一顶板52上设置一细长开口51(如图2和图3所示)。该细长开口51从该入口沿着该轨道2延伸的方向延伸，以为悬置有该工件W的该链式吊索1形成一通道。选择该投射室5的体积，以使由该链式吊索1支持的工件W可通过该升降机3的运行沿着该轨道2延伸的方向移动，并且该工件W可围绕与该轨道2延伸的方向基本平行的旋转轴旋转。

在投射室5中设有多个用于加速并投射投射材料的投射机7。每个投射机均可以是现有的已知装置。在本实施例中，该投射机为离心投射装置，但并不局限于此。例如，如果仅是加工一较大工件的整个周缘的局部，则可以采用通过空气来加速并投射投射材料的空气投射机。

在该投射室5中还设有一循环装置8，该装置收集已投射的投射材料并将其重新提供给该投射机。图1和图2中，该循环装置8包括一振荡传送器81，该振荡传送器位于该投射室5的下部并用于水平传送掉落在该投射室下部的投射材料，该循环装置8还包括一铲斗升降机82，其位于该振荡传送器81的输送侧，用于将由振荡传送器81传送的投射材料向上传送。该铲斗升降机82的上部设有一用于放出投射材料的放出口83。该放出口83附近设有一水平螺旋传送器84以接收从该放出口83放出的投射材料。该水平螺旋传送器84设有多个投射材料出口84a。在该水平螺旋传送器84的出口84a下方，设有一用于储存该投射材料的漏斗85，该漏斗的底部与一第一管道86连通。该第一管道86设有一用于开启和关闭该第一管道86以控制通过该第一管道86的投射材料数量的闸门87。依次地，该闸门87的底部与第二管道88连通，该第二管道88与投射机的投射材料供给口连通。

在该投射室5的顶板52上设有一密封机构6，以封闭该投射室5从而防止该投射材料从该开口51向外飞散。为了使得该密封机构6不影响插穿于其中的该链式吊索1的移动或旋转，并且能够防止该投射材料从该投射室5的开口51处飞散以及灰尘从该投射室5的开口51处漏出，该密封机构6设有多个缺口或间隙以供该链式吊索1横向插穿。例如，该密封机构6可由以下部件构成，但并不限于此：一对弹性体，如一对单层橡胶或一对多层橡胶，每个弹性体具有多个可供位于该开口51内的链式吊索1横向插穿的切口。这些弹性体朝向该链式吊索1的水平方向上的移动路径H并相互作用，其中该移动路径H沿着该轨道2延伸方向。该移动路径H相应于该升降机3的移动轨迹(图3中未示)。或者，每个弹性体可由以下材料形成刷状，如系成一束的树脂丝或金属丝、树脂板、海绵或布刷。位于该开口51内的该链式吊索1横向插穿该刷子的齿间间隙。

然而，在该开口51中，在投射加工过程中未被链式吊索1占据的区域，可以不考虑该链式吊索1的存在而被直接关闭。因此，用于密封该区域的密封机构6最好由坚硬的材料，如钢板构成，以提高该密封机构6的耐磨性并防止泄露。该开口51中，在投射加工过程中可以不考虑该链式吊索1的存在而直接关闭的区域包括：在该升降机3将该工件W置于该投射室5中的投射位置并且该升降机3停止的状态下，两个反转机4中先运行的那个反转机4的前方区域，后续运行的那个反转机4的后方区域以及两反转机4之间的区域。图2和图3的实施例中的密封机构包括一对第一外侧封条61和一对第二内侧封条62，它们均由钢板制成。

该对第一外侧封条61被设置于与以下位置相对应的位置处：在该升降机3将该工件W置于该投射室5中的投射位置并且该升降机3停止的状态下，位于该顶板52上的两个反转机4中先运行的那个反转机4的前方区域，以及后续运行的那个反转机4的后方区域。各第一外侧封条61上设有一滑动机构，例如一空气汽缸61a，通过该空气汽缸61a的伸缩使该第一封条61可在与移动路径H垂直的方向V上滑动。该第二内侧封条62被设置于：在该升降机3将该工件W置于该投射室5中的投射位置并且该升降机3停止的状态下两个反转机4的中间位置，并位于该投射室5本体的该顶板52上。各第一外侧封条62上设有一滑动机构，例如一空气汽缸62a，通过该空气汽缸62a的伸缩使该第一封条62可在与移动路径H垂直的方向V上滑动。该第一封条61和该第二封条62重叠的边缘部分形成隔绝部分(图中未示)，以防止所投射的投射材料的泄露。

如本实施例所述，如果该密封机构包括一对第一外侧封条61和一对第二内侧封条62，则该链式吊索1可如上所述地插穿于该开口51中两对封条之间。在图2和图3所示的实施例中，该结构为一对第三封条63，该链式吊索1可插穿于其中。虽然该第三封条63基本由钢板构成，但是其还包括隔绝部分6S。该隔绝部分6S包括如单层橡胶或多层橡胶的弹性体，如上所述，每个弹性体具有多个切口以避免对该链式吊索1的移动和旋转的干扰。实际上，由于要加工的工件W的尺寸不同，在投射加工的过程中，这两个翻转机4以及该链式吊索1的位置也要随工件W大小的不同而改变。因此较佳地，该对第三封条63也能沿着该链式吊索1的移动路径H(该升降机移动的方向)滑动，而不仅仅是沿着垂直于该移动路径H的方向V。这对第三封条63被设置于，在该升降机3将该工件W置于该投射室5中的投射位置并且该升降机3停止的状态下，与两个反转机4相对应的位置处，并位于该投射室5本体的顶板52上。该第三封条63包括：滑动机构，如空气汽缸63a；和一驱动马达63b以调节该对第三封条63之间的距离。因此，通过该空气汽缸63a的伸缩，该第三封条63可在与方向H相垂直的方向V上滑动；而通过该驱动马达63b，该第三封条63也可沿着与方向H相同的方向滑动。每个第三封条63均设有U型切口63U以供该链式吊索横向插穿。较佳地，每个升降机3包括一位置传感器(图中未示)以侦测相应的链式吊索1的位置。通过滑动该第三封条63，使得该链式吊索1的被该位置传感器侦测到的位置与相应的U型切口63U对准，从而该链式吊索1可被横向插穿于该相应的U型切口63U中。

该第一(外侧)封条61、该第二(内侧)封条62以及供该链式吊索1插穿的该第三封条63的钢板的朝向投射材料的一侧可设置耐磨衬底。

虽然所示的实施例中设有两台升降机3，但是如果该两个反转机4之间的间隔是固定的或可变的，则也可仅使用一台升降机。在用一台升降机改变两反转机4之间的间隔时，可以使用合适的装置进行操作，如一设有空气汽缸的支持框。这种情况下，该支持框悬吊于该升降机上以支持两个反转机4，以此来改变两反转机之间的间隔。每台升降机或两台升降机中的一台可为电线升降机或电动起重机型升降机，但不限于此。作为可选的垂直移动装置，可采用一液压汽缸或伺服汽缸来替代该升降机。

每个反转机4并不局限于所示实施例，但需包括一环形构件和一用于送出该环形构件的送出装置。该环形构件可代替该链式吊索1，该环形构件由其相对的两端相连构成，并可至少部分地缠绕该工件W的周缘。例如，可采用一吊带或一环状钢丝作为该环形构件。

当该工件W移动时，各滑动机构从该开口51退避，而当投射时，各滑动机构与该开口51紧密贴合。每个滑动机构可由一枢轴连接的门代替。用于驱动该滑动机构或该门的驱动装置可由所列举的空气汽缸、液压汽缸、旋转汽缸、伺服汽缸或马达代替。例如，将马达与齿轮齿条装置结合便可替换该滑动机构。

虽然所示的循环装置8包括一振荡传送器81、一铲斗升降机82以及一水平螺旋传送器84，但是根据该投射室5的大小、设置工厂的布局，也可以采用能够完成投射材料的输送、投射材料与型砂的分离以及粉尘的去除的另一结构来代替。

现在以去除作为工件W的铸件产品上型砂的加工过程作为示例，对本发明该实施例中该喷丸装置的操作进行说明。该示例仅是为了解释本发明该喷丸装置的操作，而非限制本发明。

加工条件

所采用的工件W是作业机械使用的加工中心柱体。该柱体由铸铁构成，长4000mm宽2000mm厚450mm。该喷丸装置中的投射室5长8000mm宽5000mm高6500mm。在该投射室5的侧面设有八个离心投射装置7。采用钢丸进行投射。钢丸粒径为2.5mm，其投射速度为70m/s，并且每个离心投射装置7所投射的钢丸的量为150kg/min。采用两台升降机3运送工件W，每台升降机的最大吊载荷重为12吨，最大卷起速度为8m/min，并且最大运行速度为10m/min。采用两个反转机4，每个反转机4均为日本升降机株式会社(广岛)生产，其最大吊载荷重为10吨。每个反转机中的链式吊索长12m，其最大送出速度为4m/min。

操作

工件W被该链式吊索1缠绕而悬置于该作业区域S内。接着该升降机3沿着轨道2移动，以将该悬置的工件W通过一出入门扉移动至该投射室5中，该出入门扉设于该投射室5的端面。当该工件W到达投射位置后，该反转机4输送链式吊索1以一匀速旋转该工件W。与此同时，滑动该对第一(外侧)封条61和该对第二(内侧)封条62以封闭该开口51。接着该第三封条63(用于环形构件)与该链式吊索1的位置对准并沿着该升降机3的移动轨迹的方向移动。接着滑动该第三封条63至该开口51，以在该第三封条63的相应的U型切口63U中插入该链式吊索1。因此该开口51被第一封条、第二封条和第三封条完全遮蔽。在该开口51被遮蔽后，启动该投射室5中的该离心投射装置7投射投射材料。

在投射过程中，该工件W旋转一给定时间后，其形状复杂的加工耗时的部位被停止于投射量多的位置处。该工件W停止一段时间之后，接着反向旋转该工件。在投射过程中，该工件W重复该旋转步骤、该停止步骤以及该反向旋转步骤。如果该工件W具有易使投射材料于凹处堆积的形状，则上述停止步骤可由一减速正向旋转的步骤或一以减速反向旋转的步骤代替。

在本实施例中，投射该投射材料的时间合计为15分钟。在投射过程完成后，将该工件W旋转一定时间，以使碰撞后残留和附着在该工件W上的一些投射材料从该工件W上掉落。接着分别将遮蔽了该开口51的封条61、62和63向着开启该开口51的方向滑动。接着沿着该轨道2移动该升降机3以将该工件W移至该作业区域S。然后将该工件W从该链式吊索1上取下以完成该操作。经过以上形式的投射处理后的该工件W的所有表面均具有良好的抛光质量。

通过本发明的喷丸装置，该反转机4的链式吊索1缠绕该工件W，通过该反转机4的驱动使该工件W绕其水平轴在其悬置位置旋转。这样，该工件W的凹处可变为向下取向，以使残留于其中的投射材料掉落，从而这些将要被加工的凹处的内部可被暴露。由于该悬置的工件W被旋转以使其整个周缘被加工，故而残留于凹处中的投射材料均会掉落。因此无论凹处位于该工件W的周缘的何处，均可避免投射材料堆积于该工件W的凹处。因此，使该工件W的处理面定期暴露，以在加工过程中对其进行全面投射，提高抛光质量质量。此外，该密封机构6可防止投射材料的飞散。此外，通过该链式吊索1可使该工件W保持在稳定的姿态，故而可以避免其意外掉落。

该工件W的移动包括其沿着该轨道2的延伸方向的移动以及其在被该环形构件1支持在悬置位置时绕着其水平轴的旋转。因此，即使该工件W是细长的，由于其长度方向会被调整为与该轨道2的延伸方向一致，所以并没有必要采用一具有过大容积的投射室。这使得该投射室5的容积能够被减小以此来节省空间。例如，如果一待加工的细长工件长5m直径0.2m，则传统的喷丸装置需要一纵向移动量为5m且长5m宽0.2m的投射室。若采用本发明的喷丸装置处理相同的细长工件，由于该细长工件绕其长度方向旋转，所以所需投射室的容积为高0.2m长5m宽0.2m。

例如，本发明的喷丸装置的一个合适应用为对一大型(例如重量超过1吨)铸件制品投射投射材料以从其上去除型砂，该铸件制品可以为压模的上铸型模具和下铸型支架、作业机械的转盘底座、加工中心的柱体、板金加工机的框架、工业机械的进口壳体、齿轮减速机的外壳、标称口径500mm以上的铸铁管、压缩机螺旋外壳以及与搭载有减速机的外壳一体成型的排出弯管等等，但本发明不局限于此。本发明的喷丸装置还可应用于对框架结构制品执行去除氧化皮、涂覆前的表面预处理、表面打毛以提高摩擦系数等处理，该些制品中的构件被焊接为需要的形状，以在例如桥梁、造船、铁塔等大型焊接结构中使用，但本发明不局限于此。

虽然此处以特定尺寸描述了特定实施例和可选实施例，但这些实施例以及尺寸仅是为了解释本发明而非限制本发明。在不超出所附权利要求书的范围的情况下，本领域技术人员能对本发明的实施例以及相关尺寸做出合理的修改和改变。

Claims (5)

1.一种用于抛光一工件的喷丸装置，其包括：

一安装于所述喷丸装置上方并在水平方向延伸的轨道；

可沿着所述轨道移动并可升降的升降装置；

两台从该升降装置悬置的反转机，每台该反转机包括一环形构件以及一用于送出该环形构件的送出机构，该环形构件用于在一工件的一端或另一端支持该工件以使其悬置，该环形构件至少部分地缠绕该工件的一端或另一端的周缘，其中该两台反转机相互协作，以使得两端由该环形构件支持从而保持悬置状态的该工件，以与所述轨道的延伸方向相平行的轴为中心正向或反向旋转；

一包围体，该包围体一侧具有一入口，并且该包围体在其内部限定有一投射室，其中该包围体的上表面设有一细长开口，该开口从该入口处沿着轨道延伸的方向延伸，以为支持着该工件的该环形构件形成一条通道，并且其中该投射室的容积使得：由该环形构件支持的该工件能够通过该升降装置的运行沿着该轨道的延伸方向移动，并且该工件能够绕着一与该轨道的延伸方向平行的旋转轴旋转；

一安装在该投射室内用于投射投射材料的投射机；

一安装在该包围体上表面的密封机构，该密封机构用于封闭供该环形构件插穿的该开口，以防止投射材料从该开口飞散；

一用于收集该投射材料并将其重新供给该投射机的循环装置；以及

其中所述密封机构包括一密封构件，该密封构件在该升降装置将该工件定位在一预设投射位置而后该升降装置停止的状态下，将该开口中未被该环形构件占据的区域封闭，而且该密封构件沿轨道延伸方向的垂直方向滑动。

2.如权利要求1所述的喷丸装置，其中所述密封构件包括一对第一外侧封条以及一第二内侧封条，

在该升降装置将该工件定位在该预设投射位置而后该升降装置停止的状态下，该对第一外侧封条位于该包围体的上表面，并位于与两台反转机中先运行的反转机的前方位置以及后续运行的反转机的后方位置相应的位置处，每个该第一外侧封条可沿着与所述延伸方向垂直的方向滑动，

该第二内侧封条位于该包围体的上表面，并且在所述停止状态下，位于与两台反转机之间区域相应的位置处，该第二内侧封条可沿着与所述延伸方向垂直的方向滑动。

3.如权利要求2所述的喷丸装置，其中所述密封机构还包括一对第三封条，该对第三封条位于该包围体的上表面，并且在所述停止状态下，该对第三封条分别位于与两台反转机相应的位置处，每个该第三封条可沿着与所述延伸方向垂直的方向滑动，其中每个该第三封条均设有多个切口或间隙以供该环形构件横向插穿。

4.如权利要求3所述的喷丸装置，其中所述第三封条还可沿着所述延伸方向滑动。

5.如权利要求1所述的喷丸装置，其中所述升降装置为一台或两台升降机，用于垂直移动该两台反转机。

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