CN104044081A - 一种薄板抛丸清理装置及处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄板抛丸清理装置及处理工艺，其中薄板抛丸清理装置，包括，吹丸装置，设置于所述薄板抛丸清理装置的一端，用以吹掉抛丸后残留下来的残留物；回收螺旋输送器，其一端与抛丸清理室的丸料出口连接；以及，抛丸清理室，其外壁上安装有复数台抛丸器，所述抛丸器设置为与工件的抛射角度成α°，且满足20°≤α°≤40°；同时，设置相对的两台抛丸器丸料抛射交汇于A点，且他们分别到A点的距离为S1、S2，薄板厚度d为1mm≤δ≤3mm，满足S1+d＝S2本发明采用相同布置方式的几组抛丸器同时抛丸，工作效率大大提高了，同时薄板的变形量也符合下一步工序的要求。

Description

一种薄板抛丸清理装置及处理工艺

技术领域

本发明涉及一种抛丸设备及使用该设备进行薄板抛丸清理的方法，特别涉及一种薄板抛丸清理装置及处理工艺。

背景技术

抛丸机(shot blasting machine)，利用抛丸器抛出的高速弹丸清理或强化铸件表面的抛丸清理设备。抛丸机能同时对铸件进行落砂除芯和清理。

抛丸设备首先应用于铸造业铸钢、铸铁件的表面粘砂及氧化皮的清除。几乎所有的铸钢件、灰铸件、玛钢件、球铁件等都要进行抛丸处理。这不仅是为了清除铸件表面氧化皮和粘砂，同时也是铸件质量检查前不可缺少的准备工序，比如大型气轮机机壳在进行无损探伤以前必须进行严格的抛喷丸清理，以保证探伤结果的可靠性。在一般铸件生产中，抛喷丸清理是发现铸件表面缺陷如皮下气孔、渣孔以及粘砂、冷隔、起皮等的必不可少的工艺手段。有色金属铸件，如铝合金、铜合金等的表面清理，除清除氧化皮、发现铸件的表面缺陷外，更主要的目的是以抛喷丸来清除压铸件的毛刺和获得具有装潢意义的表面质量，获得综合效果。

薄板(钢板厚度为1mm≤δ≤3mm)的应用比较广泛，造船厂、发电厂等都有大量需求，并且板面平整度要求比较高。由于现有抛丸机对于薄板的处理工艺及方法存在缺陷，使得薄板抛丸处理目前普遍存在变形，且变形产生后由于丸料冲击形成的内应力几乎无法消除，导致薄板材料报废。很多制造商采取化学处理除锈的方法，成本高，效率低，还会产生化学污染。薄板抛丸处理的技术发明也就更为迫切。

查询到一种现有专利技术：一种薄板抛丸清理装置及方法，主要描述了薄板抛丸机的构造，实际结构与普通通过式钢板抛丸机结构无差别，对防止薄板变形未做详细技术讲解。而薄板抛丸机的最重要技术即为防止薄板变形。

现有相关技术领域中存在的主要问题有，如图7所示：

(1)抛丸机行业现在使用的薄板抛丸清理机抛出薄板(1.0mm≤δ≤3.0mm)变形量比较大，达不到现在生产工艺要求；

(2)现有一种普通薄板抛丸机是采用抛丸器斜射薄板的方法，这种方法适用于底生产率、底抛丸速度(0.3m/mim≤v≤0.8m/mim)的生产场合；如果生产率要求高的就无法使用；

(3)抛丸器的抛射角度不可调整，致使薄板工件部分区域无法清理；

(4)由于抛丸带角度，主要散射方向的丸料飞行到薄板的距离长短不一，使得各部位薄板受力不一致，容易导致薄板变形；

(5)由于抛丸器对称设置，斜对角的抛头在未有薄板进入(也即空抛)时，会出现抛头对打的现象，极大的损伤设备，降低使用寿命。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有薄板抛丸清理装置及处理工艺中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明的一个目的是提供一种薄板抛丸清理装置，其能够对称抛丸，并采用相同的丸料、丸量、相同的力度，使薄板工件的变形量大大减小。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种薄板抛丸清理装置，包括，抛丸清理室，其外壁上安装有复数台抛丸器，所述抛丸器设置为与工件的抛射角度成α°，且满足20°≤α°≤40°；同时，设置相对的两台抛丸器丸料抛射交汇于A点，且他们分别到A点的距离为S1、S2，薄板厚度d为1mm≤δ≤3mm，满足S1+d＝S2；回收螺旋输送器，其一端与抛丸清理室的丸料出口连接；以及，吹丸装置，设置于所述薄板抛丸清理装置的一端，用以吹掉抛丸后残留下来的残留物。

作为本发明所述薄板抛丸清理装置的一种优选方案，其中：所述的抛丸清理室的外壁上安装有四台抛丸器，所述的四台抛丸器分左右各两台布置。

作为本发明所述薄板抛丸清理装置的一种优选方案，其中：所述的抛丸清理室为多室组合体，由主室体和副室体组成，所述的抛丸器布置在主室体的外壁上，主室体的前后两侧均为副室体，副室体均为密封室体并内设有钢板与多层橡胶帘屏蔽。

作为本发明所述薄板抛丸清理装置的一种优选方案，其中：所述的抛丸器包括：叶轮、电动机、分丸轮、定向套、叶片、导丸管和护罩；所述定向套固定在护罩内并具有一个窗口；定向套的内部固定安装有分丸轮，所述分丸轮上具有一个入口和四个窗口；所述导丸管位于护罩的一侧，且导丸管的一端与分丸轮的该入口相连通，导丸管的另一端连接供丸系统；所述护罩的另一侧安装有叶轮，所述叶轮上安装有多个叶片，叶片分布在定向套的圆周外侧；叶轮与电动机的输出轴相连接，并由电动机驱动该叶轮旋转。

作为本发明所述薄板抛丸清理装置的一种优选方案，其中：所述的叶轮与电动机的输出轴通过结合盘相连接，结合盘与电动机之间还安装有密封盘；所述护罩内还安装有用于防止抛丸过度损坏护罩的耐磨护板，耐磨护板包括位于护罩内侧顶部的顶护板、位于护罩内侧侧边的侧护板和位于护罩内侧端面的端面防护板。

作为本发明所述薄板抛丸清理装置的一种优选方案，其中：所述的吹丸装置包括：分离区、料斗、接风口和流丸口；所述上横向螺旋输送机的一部分伸出分离区，上横向螺旋输送机的该伸出部分的外壳上安装有进料口，该进料口与斗式提升机的出料口相连接，所述上横向螺旋输送机的另一部分位于分离区内；所述的上横向螺旋输送机与一减速器的输出端相连接；所述的接风口的一端与分离区相连通，且接风口的风口方向与上横向螺旋输送机的传输方向相垂直；接风口的另一端与除尘器相连接；所述分离区的下方连接有料斗，料斗下部有与抛丸器数量相对应数量流丸口。

本发明的另一个目的是提供一种薄板抛丸清理装置的处理工艺，其能够采用几组抛丸器同时抛丸，薄板清理速度达到(6m/mim≤v≤18m/mim)，工作效率大大提高，同时薄板的变形量也符合下一步工序的要求。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种处理工艺，包括，设置抛丸器对工件的抛射角度α°，且满足20°≤α°≤40°；相对的两台抛丸器丸料抛射交汇于A点，且他们分别到A点的距离为S1、S2，薄板厚度d为1mm≤δ≤3mm，满足S1+d＝S2；调节抛丸器上面的供丸阀，使抛丸器的供丸量一致。

作为本发明所述薄板抛丸清理装置的一种优选方案，其中：所述抛丸器相对的两个为一组进行设置。

本发明的有益效果：

(1)本发明是一种上、下、左、右抛丸器对称抛丸，采用相同的丸料、丸量，相同的力度，能够使薄板工件的变形量大大减小；

(2)采用相同布置方式的几组抛丸器同时抛丸，工作效率大大提高了，同时薄板的变形量也符合下一步工序的要求；

(3)抛丸器的抛射角度能够调整，使薄板工件的整个区域都能够清理干净。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明所述一种薄板抛丸清理装置的主视图；

图2为本发明所述一种薄板抛丸清理装置的俯视图；

图3为本发明所述一种薄板抛丸清理装置处理薄板的示意图；

图4为抛丸器的主视图；

图5为抛丸器的主视图；

图6为本发明所述一种薄板抛丸清理装置抛出丸料与薄板距离示意图，在该平面示意图中，竖直方向为坐标轴的Z向，水平方向为坐标轴的X向；

图7为现有技术中薄板抛丸清理装置的结构示意图，在该平面示意图中，竖直方向为坐标轴的Z向，水平方向为坐标轴的X向。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

如图1、图2和图3所示，分别为本发明一种薄板抛丸清理装置的主视图、俯视图和侧视图。其中，所述的薄板抛丸清理装置主要包括：吹丸装置1、回收螺旋输送器2、室内辊子9以及抛丸清理室3。

吹丸装置1设置于所述薄板抛丸清理装置的一端，其起到用以吹掉抛丸后残留下来的残留物的作用。其由高压风机及其管道、软管与喷嘴等组成，并且，喷嘴的朝向按“八”字形排列；同时，根据流体力学的原理，将喷嘴的形状设计为圆口形，使喷口流量最大化，因而提高了设备的自动化程度和吹丸效率，降低了能耗。

再结合图4和图5所示，所述的抛丸清理室3的外壁上安装有多台抛丸器31，在本实施例中为四台抛丸器31，所述的四台抛丸器31分左右各两台合理布置，抛丸清理室3的外壁上设有若干个供抛丸穿过的孔，使得抛丸能够从各个角度对工件的表面进行清理。本实施例中，抛丸器31设置为与工件的抛射角度成α°，且满足20°≤α°≤40°。同时，设置相对的两台抛丸器31距交汇于A点，且他们分别到A点的距离为S1、S2，薄板厚度d为1mm≤δ≤3mm，满足S1+d＝S2，但根据抛丸能量损失计算，3mm能量损失约为0.3‰，可以忽略不计，近似地认为S1＝S2。抛丸器31分别布置在上下两面，薄板8置于室内辊子9上面，并通过辊子驱动沿水平方向前进。

所述的抛丸器31包括：叶轮311、结合盘312、电动机313、分丸轮314、定向套315、叶片316、导丸管317、耐磨护板(3181、3182、3183)、护罩319等构件。所述定向套315固定在护罩319内，其具有一个窗口，且能够通过调整定向套315而调整该窗口的方向。定向套315的内部固定安装有分丸轮314。所述分丸轮314上具有一个入口和四个窗口。所述导丸管317位于护罩319的一侧，且导丸管317的一端与分丸轮314的该入口相连通，另一端连接供丸系统(图中未示)，其中，供丸系统中设有供丸闸，用以调节抛丸流量，且便于维修。所述护罩319的另一侧安装有叶轮311，所述叶轮311上安装有多个叶片316，叶片316分布在定向套315的圆周外侧。叶轮311与电动机313的输出轴通过结合盘312相连接，并由电动机313驱动该叶轮311旋转。此外，在结合盘312与电动机313之间还安装有密封盘3121。在所述护罩319内还安装有用于防止抛丸过度损坏护罩319的耐磨护板，耐磨护板包括位于护罩319内侧顶部的顶护板3181、位于护罩319内侧侧边的侧护板3182和位于护罩319内侧端面的端面防护板3183。工作时，弹丸由导丸管317滚入分丸轮314中，预加速后经定向套315预设好方向的窗口抛出，叶片316继续对其加速，进而调整抛射达到工件上强力打击，以达到清理的目的。所述的抛丸器31具有结构简单、维修方便、占用空间小等优点，叶片316不需要螺钉、销子、弹簧卡等任何夹具固定，而是将叶片316从叶轮311中心插入叶轮槽(图中未示)内，当叶轮311旋转式，依靠叶片316产生的离心力及叶片316上的凸台结构固定。

所述的抛丸清理室3为多室组合体，由主室体32和副室体33组成，其中上述的抛丸器31布置在主室体32的外壁上，主室体32的前后两侧均为副室体33，副室体33均为密封室体并内设有钢板与多层橡胶帘屏蔽，以防止弹丸乱飞。同时抛丸清理室3内有一定负压，防止尘埃外逸。所述的抛丸清理室3内设有耐磨铸铁钢板，以保护室体壁板免受磨损，延长室体使用寿命数十倍以上；同时可以利用弹丸的反射功能，继续有效的打击工件表面，提高清理质量与清理效率，在清理锥形集丸斗上装有网状物，以阻隔杂物，保护螺旋输送机，便于维修人员维修。抛丸室体内护板采用耐磨包铸螺母遮盖与栓接，保护螺丝不受损坏，拆装更换方便。此外，为防止弹丸飞出，抛丸清理室3内设有防护装置。

在本实施例中，该薄板抛丸清理装置还包括隔舱4、回丸室5、升降气缸6和高压反吹风机7，其中，回丸室5设置于所述吹风装置1的下端；而升降气缸6与所述高压反吹风机7相连接。

薄板工件通过传送辊道，进入抛丸区域，按步骤开启每个抛丸器31进行抛丸。

如图6所示，抛丸器31的抛头与薄板8横向方向无角度，丸料散射方向到薄板的距离基本一致，受力比较均匀。解决了现有技术中由于丸料飞行到薄板8的距离长短不一，使得各部位薄板8受力不一致，导致变形的缺陷，如图7所示，由于丸料经抛头抛射后每飞行1米速度约减少10米/秒，根据动量定理：P＝mv_t-mv₀，薄板在X方向(即水平方向)各点上受到的力会出现很大差别，产生薄板变形导致材料报废问题，且由于抛丸器的对称设计在薄板未进入前会出现抛头对打的现象，设备寿命大大缩短。

为了使要处理的薄板上下打击力度相同的情况下，首先我们要对抛丸器31对工件的抛射角度α°、抛丸器31距薄板长度A、B的进行设计如图3所示，经过实验研究证明抛丸器31对工件的抛射角度20°≤α°≤40°时效果最好。因为，当α°<20°时，小于20°会出现丸料反弹互射；当α°>40°时，丸料反射角大会影响副室寿命，同时表面抛打力度降低，增加损耗。丸料抛射交汇于A点，且他们分别到A点的距离为S1、S2，薄板厚度d为1mm≤δ≤3mm，S1+d＝S2，根据抛丸能量损失，计算，3mm能量损失约为0.3‰，可以忽略不计，近似地认为S1＝S2。当然，在本实施例中，抛丸器31在Z方向上下对称，且抛头旋向以及供丸量上下对称，保证薄板8在Z方向上下受力相等。

以同样的方法连续布置同样的几组抛丸器，薄板清理速度可以大大提高。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种薄板抛丸清理装置，其特征在于：包括，

吹丸装置，设置于所述薄板抛丸清理装置的一端，用以吹掉抛丸后残留下来的残留物；

回收螺旋输送器，其一端与抛丸清理室的丸料出口连接；以及，

抛丸清理室，其外壁上安装有复数台抛丸器，所述抛丸器设置为与工件的抛射角度成α°，且满足20°≤α°≤40°；同时，设置相对的两台抛丸器丸料抛射交汇于A点，且他们分别到A点的距离为S1、S2，薄板厚度d为1mm≤δ≤3mm，满足S1+d＝S2。

2.根据权利要求1所述的薄板抛丸清理装置，其特征在于：所述的抛丸清理室的外壁上安装有四台抛丸器，所述的四台抛丸器分左右各两台布置。

3.根据权利要求1所述的薄板抛丸清理装置，其特征在于：所述的抛丸清理室为多室组合体，由主室体和副室体组成，所述的抛丸器布置在主室体的外壁上，主室体的前后两侧均为副室体，副室体均为密封室体并内设有钢板与多层橡胶帘屏蔽。

4.根据权利要求1所述的薄板抛丸清理装置，其特征在于：所述的抛丸器包括：叶轮、电动机、分丸轮、定向套、叶片、导丸管和护罩；所述定向套固定在护罩内并具有一个窗口；定向套的内部固定安装有分丸轮，所述分丸轮上具有一个入口和四个窗口；所述导丸管位于护罩的一侧，且导丸管的一端与分丸轮的该入口相连通，导丸管的另一端连接供丸系统；所述护罩的另一侧安装有叶轮，所述叶轮上安装有多个叶片，叶片分布在定向套的圆周外侧；叶轮与电动机的输出轴相连接，并由电动机驱动该叶轮旋转。

5.根据权利要求1所述的薄板抛丸清理装置，其特征在于：所述的叶轮与电动机的输出轴通过结合盘相连接，结合盘与电动机之间还安装有密封盘；所述护罩内还安装有用于防止抛丸过度损坏护罩的耐磨护板，耐磨护板包括位于护罩内侧顶部的顶护板、位于护罩内侧侧边的侧护板和位于护罩内侧端面的端面防护板。

6.根据权利要求1所述的薄板抛丸清理装置，其特征在于：所述薄板抛丸清理装置还包括：隔舱、回丸室、升降气缸和高压反吹风机；所述回丸室设置于所述吹风装置的下端；所述升降气缸与所述高压反吹风机相连接。

7.一种利用如权利要求1所述的薄板抛丸清理装置进行的处理工艺，其特征在于：包括，

设置抛丸器对工件的抛射角度α°，且满足20°≤α°≤40°；

相对的两台抛丸器丸料抛射交汇于A点，且他们分别到A点的距离为S1、S2，薄板厚度d为1mm≤δ≤3mm，满足S1+d＝S2；

调节抛丸器上面的供丸阀，使抛丸器的供丸量一致。

8.根据权利要求7所述的处理工艺，其特征在于：所述抛丸器相对的两个为一组进行设置。