CN108044516A - 网格式喷砂工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种网格式喷砂工艺，包括如下工艺步骤：a.检查储砂罐、负压泵、输砂管道、干式喷砂机及喷砂嘴；b.向储砂罐中加入铸钢砂，开启负压泵对风电主轴表面进行横向、纵向、斜向交替喷砂。本发明改变以往的喷砂方式，通过横纵斜三个不同方向交替喷砂，在风电主轴表面形成锯齿状网格式锚固点，使得锚固点的数量增加，并且砂喷在主轴表面形成的凹坑不是垂直而有角度，增加接触面，大大加强了对涂层的附着力；通过电泳或酸洗在原本喷砂形成的凹坑上再形成蚀刻的微孔，进一步增加了比表面积，甚至可以在同一喷砂路径中一会横向一会纵向一会斜向以及不停变换喷枪的角度以实现在风电主轴表面形成棱角更为分明的锯齿状凹坑，增强比表面积。

Description

网格式喷砂工艺

技术领域

本发明涉及网格式喷砂工艺。

背景技术

目前所有的喷砂工艺，要么横向喷砂，要么纵向喷砂，单一方向喷砂锚固点不多，喷完砂后工件对油漆涂层的附着力不高，对于大的工件比如大型风电主轴则这一缺陷更显明显，尤其对于海上风电，为了耐腐蚀耐盐雾，需要喷涂一些特别的防腐涂层，但如果风电主轴其表面对油漆涂层的附着力低，则防腐涂层的防腐效果大打折扣。授权公告号为CN101337295B的专利：同步器齿环喷砂工艺，其特征在于：步骤如下：1)选择湿式喷砂机；2)把加工好的齿环产品装夹到夹具上；3)选择#180的石英砂粒、设定喷砂压力：290Kpa、设定喷砂距离：150mm、设定喷砂时间：2秒、设定产品转速：30～50RPM；4)齿环的喷砂都是按选定的上述参数进行。申请公布号为CN 105690271A的专利：一种喷砂工艺，包括如下步骤：1)、喷砂前检查；2)、表面处理工艺操作流程；2.1)确认生产指令卡上的表面处理工艺；2.2)再次清点数量是否与指令卡上标注的数量一致；2.3)开启湿喷丸设备，打开压缩空气，检查喷嘴喷砂及设备其它部件是否运行良好；2.4)将待喷砂的工件旋转在待喷砂位置的料盘上；2.5)将喷砂机门关紧后进行喷砂；2.6)喷砂的工件要保持均匀一致完成后转移到清洗设备中，用水冲洗干净，现放入防锈溶液中浸泡2－3分钟，再用压缩空气吹干净；2.7)取出刀具，如果喷砂效果太差，重新喷砂；2.8)清点数量。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供网格式喷砂工艺，改变以往的喷砂方式，在风电主轴表面形成锯齿状网格式锚固点，使得锚固点的数量增加，并且砂喷在主轴表面形成的凹坑不是垂直而有角度，增加接触面，大大加强了对涂层的附着力；实现在风电主轴表面形成棱角更为分明的锯齿状凹坑，增强比表面积。

为实现上述目的，本发明的技术方案是设计网格式喷砂工艺，包括如下工艺步骤：

a.喷砂开始前先对储砂罐、负压泵、输砂管道、干式喷砂机及喷枪的喷砂嘴进行检查；

b.向储砂罐中加入铸钢砂，开启负压泵通过喷枪对风电主轴表面进行横向、纵向、斜向交替喷砂。横、纵、斜交替喷砂，有利于在风电主轴表面形成锯齿状网格式锚固点，有利于风电主轴表面形成角粗糙度(也即喷砂形成的凹坑是有角度的)，增加比表面积，增强了对油漆涂层的附着力，形成有利于油漆表面附着的轮廓。喷砂完成后检查风电主轴表面的粗糙度，其中油漆面的粗糙度需达到Rz40～70μm，热喷涂面的粗糙度需达到Rz70～100μm。如果通过横向喷砂(或竖向喷)，但喷得密点，也还是不能增加锚固点的，因为无法形成角粗糙度。

进一步的技术方案是，在步骤b后还包括步骤c：对风电主轴电泳，通过电泳将油漆附着剂附着在风电主轴表面，或对风电主轴酸洗，用于在喷砂已形成的凹坑上再蚀刻比凹坑小的盲孔。喷砂后再电泳或酸洗，在已形成的凹坑上再蚀刻更小的微孔，这样增加了比表面积，进一步增强了对油漆涂层的附着力。其中，酸洗液由盐酸、氢氟酸、硝酸、缓蚀剂及去离子水构成，各成分的重量比为：盐酸为3～6％，氢氟酸为3～6％，硝酸为20～30％，缓蚀剂为0.3～1％，余量为去离子水。缓蚀剂为季铵盐、柠檬酸或苯甲酸钠中的一种或多种。酸洗采用冲击性加酸与浸泡结合的方式进行酸处理，每次酸洗10～20min，每次浸泡2-6min，每次冲洗1-10min，防止结垢同时将已形成的垢溶解掉。

进一步的技术方案是，在步骤b中，斜向喷砂在风电主轴表面形成的喷砂路径在风电主轴其圆柱的表面展开图上为一斜线，其与圆柱的表面展开图的一边的夹角为60°。夹角也可以为其它夹角，但60°的夹角对于提高附着力方面更为优秀。

进一步的技术方案为，在步骤b中，将风电主轴表面划分为3～5个单元，重复以下三个步骤以完成每个单元的喷砂：先在风电主轴表面喷砂N条横向路径，再在风电主轴表面喷砂N条纵向路径，然后再风电主轴表面喷砂N条斜向路径。也可以按其它顺序在风电主轴表面喷砂。

进一步的技术方案为，N≥1；在所述步骤b后，还包括风电主轴表面清理工序：用压缩空气吹和/或吸风电主轴表面。优选方案为N＝2，也即横向喷两路后纵向喷两路然后在斜向喷两路，然后再进行与前述横向两路不同的两路横向喷砂，再进行与前述纵向两路不同的两路纵向喷砂，再进行与前述斜向两路不同的两路斜向喷砂，如此循环以完成整个风电主轴表面的喷砂工作。按照国际标准ISO 12944：《防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护》，表面对涂料的附着力应该为5Mpa左右，而通过本方法，表面对油漆的附着力达18Mpa以上。

另一种技术方案为，在步骤b中，同一条喷砂路径由若干条异形喷砂路径构成，每条异形喷砂路径由一条横向喷砂路径、一条纵向喷砂路径及一条斜向喷砂路径依次首尾相连。这样在每一条喷砂路径中，都有方向的变换，使得形成的凹坑棱角更为分明，喷砂后锚固点更多，更提高对油漆涂层的附着力。甚至可以在喷砂时通过输入不同粒度的磨料(这里指铸钢砂)以使得风电主轴毛面更粗糙，提高角粗糙度。

进一步的技术方案为，在步骤b中，三个不同方向喷砂的换向由人工或机械方式实现。

进一步的技术方案为，在步骤b中，每单元的喷砂时间是10～60分钟，每个单元中横向及纵向喷砂时间各为4～22分钟，斜向喷砂时间为2～16分钟。优选方案是，在步骤b中，以风电主轴表面每5平米为一单元，每单元的喷砂时间是40分钟，每个单元中横向及纵向喷砂时间各为15分钟，斜向喷砂时间为10分钟。

进一步的技术方案为，铸钢砂型号为GL25；在所述步骤b中，喷砂压力为0.6～0.8Mpa，干式喷砂机其喷枪的移动速度为0.2～0.5m/s；在横向喷砂和纵向喷砂中，喷枪与风电主轴的距离为150～200mm，风电主轴水平设置或垂直设置，喷枪与竖直面的夹角为70～90°；在斜向喷砂中，喷枪与风电主轴的距离为200～300mm，喷枪与风电主轴上最近切面的夹角为45～60°。喷砂压力优选为0.7Mpa；斜向喷砂其距离和角度与横向(或纵向)不同，也是为了充分实现增加锚固点(即增加了油漆的固定点)和形成比表面积更大的凹坑。铸钢砂的型号为GL25，是根据风电主轴其硬度选择的最适合的一种型号。

进一步的技术方案为，在步骤a中，储砂罐通过输砂管道与干式喷砂机相连，输砂管道上设置用于抽取铸钢砂的负压泵；在所述步骤b中，三个不同方向喷砂的换向由机械方式实现，横向喷砂通过驱动滑动设置在滑轨上的喷枪实现，纵向喷砂通过驱动与风电主轴滚动配合的滚柱托架实现，斜向喷砂则通过同时驱动驱动滑动设置在滑轨上的喷枪及驱动与风电主轴滚动配合的滚柱托架实现；喷枪与风电主轴的距离通过驱动装置驱动滑轨实现，喷枪与风电主轴上最近切面的夹角的调整通过驱动连接在喷枪滑块上的转轴实现。滚柱托架包括一体成型或分体设置的转动驱动架和托架，转动驱动架设置在风电主轴的靠近轴端法兰的主轴下表面，托架设置在风电主轴的远离轴端法兰的主轴下表面；转动驱动架上设置驱动机构，驱动机构用于驱动一对驱动轮旋转，两个驱动轮位于同一水平高度，驱动轮转动连接在转动驱动架上，驱动轮与主轴滚动设置，驱动轮为柔性轮；转动驱动架和托架的底面与水平面倾斜设置，所述托架上转动设置一对从动轮，从动轮为尼龙轮或其表面设有尼龙层，两个从动轮位于同一水平高度，所述驱动机构包括涡轮蜗杆机构，蜗杆超出转动驱动架的部分固定连接用于转动蜗杆的手柄，涡轮轴与其中一个驱动轮的轮轴固定连接。喷枪枪杆中部固定设置一个支撑轴，支撑轴转动设置在滑块上，滑块滑动设置在滑轨上，滑轨设置在机架上，滑轨两端滑动设置在机架上，滑轨的滑动方向与滑块的滑动方向垂直，滑轨上靠近两端处设置驱动装置如油缸或气缸，需要调整喷枪距离风电主轴距离时则驱动装置工作；滑块与一个驱动机构连接，需要横向喷砂时则驱动机构动作，驱动机构可以是齿轮齿条机构，齿条固定连接在滑块上，通过电机驱动后带动齿轮转动，由此驱动齿条伸缩以实现滑块横向移动，就实现了横向喷砂；滑块上位于喷枪两侧的表面设置竖直的板，一块板上固定连接弹簧，弹簧另一端固定连接在喷枪上(板与喷枪的最短距离以及弹簧的选择保证弹簧连接后处于被压紧的状态)，另一块板上固定连接气缸驱动机构，气缸驱动机构的活塞杆固定连接在喷枪上，这样需要调整喷枪角度时驱动气缸驱动机构即可实现喷枪角度的调整。

本发明的优点和有益效果在于：本发明改变以往的喷砂方式，通过横、纵、斜三个不同方向交替喷砂，在风电主轴表面形成锯齿状网格式锚固点，使得锚固点的数量增加，并且砂喷在主轴表面形成的凹坑不是垂直而有角度，增加接触面，大大加强了对涂层的附着力；通过电泳或酸洗在原本喷砂形成的凹坑上再形成蚀刻的微孔，进一步增加了比表面积，甚至可以在同一喷砂路径中一会横向一会纵向一会斜向以及不停变换喷枪的角度以实现在风电主轴表面形成棱角更为分明的锯齿状凹坑，增强比表面积。横纵斜交替喷砂，有利于在风电主轴表面形成锯齿状网格式锚固点，有利于风电主轴表面形成角粗糙度(也即喷砂形成的凹坑是有角度的)，增加比表面积，增强了对油漆涂层的附着力。喷砂后再电泳或酸洗，在已形成的凹坑上再蚀刻更小的微孔，这样增加了比表面积，进一步增强了对油漆涂层的附着力。在每一条喷砂路径中，都有方向的变换，使得形成的凹坑棱角更为分明，喷砂后锚固点更多，更提高对油漆涂层的附着力。斜向喷砂其距离和角度与横向(或纵向)不同，也是为了充分实现增加锚固点(即增加了油漆的固定点)和形成比表面积更大的凹坑。

附图说明

图1是本发明网格式喷砂工艺实施例一去除机架、滚柱托架和滑轨后的示意图；

图2是本发明实施例一中机架及滑轨部分的示意图；

图3是本发明实施例一中风电主轴与滚柱托架的示意图；

图4是图3中手柄部分的放大示意图；

图5是图3去除驱动机构及手柄后的左视图；

图6是图3中驱动机构及手柄部分的左视图。

图中：1、转动驱动架；2、托架；3、轴端法兰；4、主轴；5、驱动轮；6、底面；7、从动轮；8、蜗杆；9、手柄；10、储砂罐；11、负压泵；12、输砂管道；13、干式喷砂机；14、喷枪；15、支撑轴；16、滑块；17、滑轨；18、机架；19、驱动装置；20、齿条；21、齿轮；22、板；23、弹簧；24、气缸驱动机构。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例一：

如图1至图6所示，本发明是网格式喷砂工艺，包括如下工艺步骤：

a.喷砂开始前先对储砂罐10、负压泵11、输砂管道12、干式喷砂机13及喷枪的喷砂嘴进行检查；

b.向储砂罐10中加入铸钢砂，开启负压泵11，通过喷枪对风电主轴4表面进行横向、纵向、斜向交替喷砂。在步骤b后还包括步骤c：对风电主轴4电泳或酸洗，用于在喷砂已形成的凹坑上再蚀刻比凹坑小的盲孔。在步骤b中，斜向喷砂在风电主轴4表面形成的喷砂路径在风电主轴4其圆柱的表面展开图上为一斜线，其与圆柱的表面展开图的一边的夹角为60°。在步骤b中，重复以下三个步骤以完成整个风电主轴4的喷砂：先在风电主轴4表面喷砂两条横向路径，再在风电主轴4表面喷砂两条纵向路径，然后再风电主轴4表面喷砂两条斜向路径。在所述步骤b后，还包括风电主轴4表面清理工序：用压缩空气吹和/或吸风电主轴4表面。在步骤b中，以风电主轴4表面每五平米为一单元，每单元的喷砂时间是四十分钟，每个单元中横向及纵向喷砂时间各为十五分钟，斜向喷砂时间为十分钟。铸钢砂型号为GL25；在所述步骤b中，喷砂压力为0.6～0.8Mpa，干式喷砂机13其喷枪14的移动速度为0.2～0.5m/s；在横向喷砂和纵向喷砂中，喷枪14与风电主轴4的距离为150～200mm，喷枪14与风电主轴4上最近切面的夹角为70～90°；在斜向喷砂中，喷枪14与风电主轴4的距离为200～300mm，喷枪14与风电主轴4上最近切面的夹角为45～60°。在步骤a中，储砂罐10通过输砂管道12与干式喷砂机13相连，输砂管道12上设置用于抽取铸钢砂的负压泵11；在所述步骤b中，三个不同方向喷砂的换向由机械方式实现，横向喷砂通过驱动滑动设置在滑轨17上的喷枪14实现，纵向喷砂通过驱动与风电主轴4滚动配合的滚柱托架2实现，斜向喷砂则通过同时驱动驱动滑动设置在滑轨17上的喷枪14及驱动与风电主轴4滚动配合的滚柱托架2实现；喷枪14与风电主轴4的距离通过驱动滑轨17实现，喷枪14与风电主轴4上最近切面的夹角的调整通过驱动连接在喷枪14滑块16上的转轴实现。

滚柱托架2包括一体成型或分体设置的转动驱动架1和托架2，转动驱动架1设置在风电主轴4的靠近轴端法兰3的主轴4下表面，托架2设置在风电主轴4的远离轴端法兰3的主轴4下表面；转动驱动架1上设置驱动机构，驱动机构用于驱动一对驱动轮5旋转，两个驱动轮5位于同一水平高度，驱动轮5转动连接在转动驱动架1上，驱动轮5与主轴4滚动设置，驱动轮5为柔性轮；转动驱动架1和托架2的底面6与水平面倾斜设置，所述托架2上转动设置一对从动轮7，从动轮7为尼龙轮或其表面设有尼龙层，两个从动轮7位于同一水平高度，所述驱动机构包括涡轮蜗杆8机构，蜗杆8超出转动驱动架1的部分固定连接用于转动蜗杆8的手柄9，涡轮轴与其中一个驱动轮5的轮轴固定连接。喷枪14枪杆中部固定设置一个支撑轴15，支撑轴15转动设置在滑块16上，滑块16滑动设置在滑轨17上，滑轨17设置在机架18上，滑轨17两端滑动设置在机架18上，滑轨17的滑动方向与滑块16的滑动方向垂直，滑轨17上靠近两端处设置驱动装置19如油缸或气缸，需要调整喷枪14距离风电主轴4距离时则驱动装置19工作；滑块16与一个驱动机构连接，需要横向喷砂时则驱动机构动作，驱动机构可以是齿轮齿条机构，齿条20固定连接在滑块16上，通过电机驱动后带动齿轮21转动(电机固定在电机座上，电机座滑动设置在机架上，这样一旦调整喷枪与)，由此驱动齿条20伸缩以实现滑块16横向移动，就实现了横向喷砂；滑块16上位于喷枪14两侧的表面设置竖直的板22，一块板22上固定连接弹簧23，弹簧23另一端固定连接在喷枪14上(板22与喷枪14的最短距离以及弹簧23的选择保证弹簧23连接后处于被压紧的状态)，另一块板22上固定连接气缸驱动机构24，气缸驱动机构24的活塞杆固定连接在喷枪14上，这样需要调整喷枪14角度时驱动气缸驱动机构24即可实现喷枪14角度的调整。

实施例二：

与实施例一的不同在于，在步骤b中，同一条喷砂路径由若干条异形喷砂路径构成，每条异形喷砂路径由一条横向喷砂路径、一条纵向喷砂路径及一条斜向喷砂路径依次首尾相连。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.网格式喷砂工艺，其特征在于，包括如下工艺步骤：

a.喷砂开始前先对储砂罐、负压泵、输砂管道、干式喷砂机及喷枪的喷砂嘴进行检查；

b.向储砂罐中加入铸钢砂，开启负压泵通过喷枪对风电主轴表面进行横向、纵向、斜向交替喷砂。

2.如权利要求1所述的网格式喷砂工艺，其特征在于，在所述步骤b后还包括步骤c：对风电主轴电泳，通过电泳将油漆附着剂附着在风电主轴表面，或对风电主轴酸洗，用于在喷砂已形成的凹坑上再蚀刻比凹坑小的盲孔。

3.如权利要求2所述的网格式喷砂工艺，其特征在于，在所述步骤b中，斜向喷砂在风电主轴表面形成的喷砂路径在风电主轴其圆柱的表面展开图上为一斜线，其与圆柱的表面展开图的一边的夹角为60°。

4.如权利要求2或3所述的网格式喷砂工艺，其特征在于，在所述步骤b中，将风电主轴表面划分为3～5个单元，重复以下三个步骤以完成每个单元的喷砂：先在风电主轴表面喷砂N条横向路径，再在风电主轴表面喷砂N条纵向路径，然后再风电主轴表面喷砂N条斜向路径。

5.如权利要求4所述的网格式喷砂工艺，其特征在于，所述N≥1；在所述步骤b后，还包括风电主轴表面清理工序：用压缩空气吹和/或吸风电主轴表面。

6.如权利要求2或3所述的网格式喷砂工艺，其特征在于，在所述步骤b中，同一条喷砂路径由若干条异形喷砂路径构成，每条异形喷砂路径由一条横向喷砂路径、一条纵向喷砂路径及一条斜向喷砂路径依次首尾相连。

7.如权利要求5所述的网格式喷砂工艺，其特征在于，在所述步骤b中，三个不同方向喷砂的换向由人工或机械方式实现。

8.如权利要求7所述的网格式喷砂工艺，其特征在于，在所述步骤b中，每单元的喷砂时间是10～60分钟，每个单元中横向及纵向喷砂时间各为4～22分钟，斜向喷砂时间为2～16分钟。

9.如权利要求8所述的网格式喷砂工艺，其特征在于，所述铸钢砂型号为GL25；在所述步骤b中，喷砂压力为0.6～0.8Mpa，干式喷砂机其喷枪的移动速度为0.2～0.5m/s；在横向喷砂和纵向喷砂中，喷枪与风电主轴的距离为150～200mm，风电主轴水平设置或垂直设置，喷枪与竖直面的夹角为70～90°；在斜向喷砂中，喷枪与风电主轴的距离为200～300mm，喷枪与风电主轴上最近切面的夹角为45～60°。

10.如权利要求9所述的网格式喷砂工艺，其特征在于，在所述步骤a中，储砂罐通过输砂管道与干式喷砂机相连，输砂管道上设置用于抽取铸钢砂的负压泵；在所述步骤b中，三个不同方向喷砂的换向由机械方式实现，横向喷砂通过驱动滑动设置在滑轨上的喷枪实现，纵向喷砂通过驱动与风电主轴滚动配合的滚柱托架实现，斜向喷砂则通过同时驱动驱动滑动设置在滑轨上的喷枪及驱动与风电主轴滚动配合的滚柱托架实现；喷枪与风电主轴的距离通过驱动装置驱动滑轨实现，喷枪与风电主轴上最近切面的夹角的调整通过驱动连接在喷枪滑块上的转轴实现。