CN114473793A - 一种钛板表面处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钛板生产加工技术领域，公开了一种钛板表面处理设备，其包括第一机架，第一机架内呈左右对称设置刷洗机构，刷洗机构包括相互配合刷洗的上刷辊组件以及下刷辊组件，第一机架的前后两侧均设置用于水平方向顶紧刷洗机构的顶紧机构，第一机架的前后两侧均设置用于垂直方向压紧刷洗机构的压紧机构，第一机架位于前后两侧中部的架体上设置外部喷淋装置，第一机架中部沿垂直于刷辊机构方向设置进料口，进料口位于上刷辊组件以及下刷辊组件之间的调节间隙内，本发明装拆方便，刷洗效率高，能够完全替代传统的氢氟酸除磷方法，进而避免传统方法造成的诸多弊端，实用性好。

Description

一种钛板表面处理设备

技术领域

本发明涉及有色金属生产加工设备技术领域，尤其是一种钛板表面处理设备。

背景技术

钛板，是用钛作为原料制造的有色金属板，其具有重量轻、强度高、常温下固色、耐腐蚀性强、熔点高等优点，因此钛板被广泛应用于航天、军工精密部件中。但是，钛板在加工过程中表面存在坚硬的钛氧化物难以根除，最终在钛板的外表面呈现出不同程度的暗褐色残留，严重影响产品的外观。

而现有技术中，通常使用对钛板表面进行腐蚀的方法加以去除消除氧化物，最为常用的是使用氢氟酸作为清洗溶液，生产过程中存在以下问题：

1)氢氟酸是氟化氢气体的水溶液，在加工过程中大量使用氢氟酸严重污染环境，其废液处理严重影响了当地的生态环保；

2)利用氢氟酸腐蚀钛板表面的氧化物来达到去磷的效果，该方式加工成本非常昂贵，氢氟酸除磷吨钢成本3500元，大大增加企业生产负担；

3)氢氟酸除磷过程钛和氢氟酸反应，会损耗约3％的钛，一定程度影响了生产效率；

4)氢氟酸除磷过程中产生的气体及液体对生产工人的人身健康有很大的伤害。

寻找替代氢氟酸除磷的方法，解决钛板表面钛的氧化物处理不净的问题一直都是国内外从事钛板生产者的共同目标，因此需要提供一种生态除磷技术来代替氢氟酸除磷方法，避免上述氢氟酸除磷中的问题。

发明内容

本申请针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的钛板表面处理设备，从而能够完全取代钛板氢氟酸除磷，避免上述问题。

本发明所采用的技术方案如下：

一种钛板表面处理设备，其包括第一机架，所述第一机架内呈左右对称设置刷洗机构，所述刷洗机构包括相互配合刷洗的上刷辊组件以及下刷辊组件，所述第一机架的前后两侧均设置用于水平方向顶紧刷洗机构的顶紧机构，所述第一机架的前后两侧均设置用于垂直方向压紧刷洗机构的压紧机构，所述第一机架位于前后两侧中部的架体上设置外部喷淋装置，所述第一机架中部沿垂直于刷辊机构方向设置进料口，所述进料口位于上刷辊组件以及下刷辊组件之间的调节间隙内，所述进料口内安装钛板。

进一步的，上刷辊组件和下刷锟组件均包括一对用于支撑上刷辊组件本体的轴承座，所述轴承座内通过调心滚子轴承滚动安装芯轴，所述芯轴的中部固设刷辊，所述刷辊轴向两侧通过设置推环以及挡环进行轴向固定，所述推环与刷辊间通过设置刷辊压盘辅助固定，所述轴承座的底部还设置一对第一导轮轴，所述第一导轮轴上通过深沟球轴承滚动安装第一导轮。

进一步的，上刷辊组件还包括可拆卸设置在轴承座顶部的人字架，所述人字架的顶部两侧下方设置第二导轮轴，所述第二导轮轴上通过深沟球轴承滚动安装第二导轮。

进一步的，第一机架前后两侧的架体上部还设置多个气缸，所述气缸的驱动端用于顶抵人字架的上端。

进一步的，轴承座的两侧壁还开有锥形槽。

进一步的，顶紧机构包括设置在第一机架左右两侧架体内的带弹簧气缸，所述带弹簧气缸的驱动端固设锥形块，所述锥形块与锥形槽位于同一水平位置。

进一步的，压紧机构包括设置在第一机架前后两侧架体上部以及下部的螺旋千斤顶，位于第一机架后侧螺旋千斤顶的一端设置齿轮电机，所述齿轮电机的驱动端与螺旋千斤顶的输入端传动连接，所述螺旋千斤顶的驱动端向第一机架内延伸用于垂直方向顶紧刷洗机构，第一机架前后两侧的螺旋千斤顶通过中间轴传动连接。

进一步的，第一机架的后侧设置第二机架，所述第二机架上设置第一电机以及第二电机，所述第一电机与上刷辊组件通过球笼联轴器传动连接，所述第二电机通过球笼联轴器与下刷辊组件传动连接。

进一步的，第一机架与第二机架的下方设置基座，所述第一机架与第二机架通过直线导轨滑动设置在基座上。

进一步的，外部喷淋装置包括设置在机架前后两侧架体中部的连接法兰，所述连接法兰上可拆卸安装喷淋管。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，有以下优点：

1)本发明可以完全取代钛板生产用氢氟酸除磷的方法，彻底解决了因为该方法导致的环境污染、涉重问题；

2)通过本发明刷辊刷洗的方式使得加工成本大幅度的降低，氢氟酸除磷吨钢成本3500元，本发明吨钢加工成本为300元；

3)通过本发明能够提高生产效率，氢氟酸除磷过程钛和氢氟酸反应，会损耗约3％的钛，本发明只消除钛板表面的氧化物；

4)操作便捷、使用简便，且杜绝了氢氟酸除磷中气体、液体对员工身体上的伤害；

5)本发明结构紧凑，装拆方便、易于维护保养，通过螺旋千斤顶垂直方向固定刷辊组件，通过带弹簧气缸水平方向固定刷辊组件，使得刷辊组件能够方便装拆更换，通过球笼联轴器仅从配备电机一侧就能完成刷辊组件的更换。

附图说明

图1为本发明的立体示意图；

图2为图1的正视图；

图3为图2中C-C处的剖视图；

图4为图3中E处的局部放大图；

图5为本发明中下刷辊组件的结构示意图；

图6为图5中A-A处的剖视图；

图7为本发明中上刷辊组件的结构示意图；

图8为图7中B-B处的剖视图。

其中：1、第一机架；2、刷洗机构；20、上刷辊组件；21、下刷辊组件；201、轴承座；202、调心滚子轴承；203、芯轴；204、刷辊；205、推环；206、挡环；207、刷辊压盘；208、第一导轮轴；209、深沟球轴承；210、第一导轮；211、人字架；212、第二导轮轴；213、第二导轮；3、气缸；4、锥形槽；5、顶紧机构；501、带弹簧气缸；502、锥形块；6、压紧机构；601、螺旋千斤顶；602、齿轮电机；603、中间轴；7、第二机架；8、基座；9、直线导轨；10、外部喷淋装置；101、连接法兰；102、喷淋管；11、进料口；12、第一电机；13、第二电机；14、球笼联轴器；15、钛板。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1-8所示，一种钛板表面处理设备，其包括第一机架1，第一机架1内呈左右对称设置刷洗机构2，刷洗机构2包括相互配合刷洗的上刷辊组件20以及下刷辊组件21，第一机架1的前后两侧均设置用于水平方向顶紧刷洗机构2的顶紧机构5，第一机架1的前后两侧均设置用于垂直方向压紧刷洗机构2的压紧机构6，第一机架1位于前后两侧中部的架体上设置外部喷淋装置10，第一机架1中部沿垂直于刷辊204机构方向设置进料口11，进料口11位于上刷辊组件20以及下刷辊组件21之间的调节间隙内，所述进料口11内安装钛板15。

如图1和图2所示的实施例中，上刷辊组件20和下刷锟组件均包括一对用于支撑上刷辊组件20本体的轴承座201，轴承座201内通过调心滚子轴承202滚动安装芯轴203，芯轴203的中部固设刷辊204，刷辊204轴向两侧通过设置推环205以及挡环206进行轴向固定，推环205与刷辊204间通过设置刷辊204压盘辅助固定，轴承座201的底部还设置一对第一导轮轴208，第一导轮轴208上通过深沟球轴承209滚动安装第一导轮210。通过将刷辊组件模块化，采用“刷对刷(Brush to Brush)”技术，无支承辊，节省空间，提升效率，降低运行成本。通过该上刷辊组件20以及下刷辊组件21整体安装进机架内，进而对钛板15上下表面进行逆转式刷洗，同时设定了不同的“转速—压下”模式，能够达到有效去除钛板15表面的残留物或者表面油污的要求。

如图1和图2所示的实施例中，上刷辊组件20还包括可拆卸设置在轴承座201顶部的人字架211，人字架211的顶部两侧下方设置第二导轮轴212，第二导轮轴212上通过深沟球轴承209滚动安装第二导轮213。通过在上刷辊组件20顶部可拆卸设置人字架211，进而使得下刷锟组件作为标准模块，通过在下刷锟组件可拆卸安装人字架211作为上刷辊组件20使用，进而提高了刷辊204的更换、替换、装配工作效率。通过在上刷辊组件20和下刷辊组件21的底部安装沿刷辊204轴向滚动的导轮，使得上刷辊组件20以及下刷辊组件21可以整体插入设备，同时在更换时能够使用专用的换辊器并排抽出。

如图1和图2所示的实施例中，第一机架1前后两侧的架体上部设置4个气缸3，气缸3的驱动端用于顶抵人字架211的上端，每两个气缸3为一组安装在螺旋千斤顶601的两侧，通过气缸3的驱动端与人字架211的上端顶抵，能够防止螺旋千斤顶601回冲，进一步方便更换刷辊204；气缸3的压下/打开限位由安装机架后侧方螺旋千斤顶601上的限位开关确定。上刷辊组件20以及下刷辊组件21的压下位置由配备在两者本体上的编码器检测。压下速度由无传感器矢量逆变器控制，速度在90Hz时为5.87mm/sec–6Hz时为0.39mm/sec。

如图1和图2所示的实施例中，轴承座201的两侧壁还开有锥形槽4，锥形槽4用于方便定位以及配合顶紧轴承座201本体。

如图1和图2所示的实施例中，顶紧机构5包括设置在第一机架1左右两侧架体内的带弹簧气缸501，带弹簧气缸501的驱动端固设锥形块502，锥形块502与锥形槽4位于同一水平位置，通过锥形块502与锥形槽4嵌合定位、顶紧，在上刷辊组件20和下刷辊组件21插入后，手动作用带弹簧气缸501，带弹簧气缸501的驱动端将锥形块502顶抵进锥形槽4内，进而能够在水平方向稳定、可靠得定位和锁紧轴承座201，同时当手动作用带弹簧气缸501后，仅用弹簧力能够稳定支撑轴承座201。

如图1和图2所示的实施例中，压紧机构6包括设置在第一机架1前后两侧架体上部以及下部的螺旋千斤顶601，位于第一机架1后侧螺旋千斤顶601的一端设置齿轮电机602，齿轮电机602的驱动端与螺旋千斤顶601的输入端传动连接，螺旋千斤顶601的驱动端向第一机架1内延伸用于垂直方向顶紧刷洗机构2，第一机架1前后两侧的螺旋千斤顶601通过中间轴603传动连接，通过齿轮电机602驱动机架后侧的上下两组螺旋千斤顶601工作，机架后侧与机架前侧的螺旋千斤顶601间的驱动端通过中间轴603同步传动，进而能够在垂直方向通过螺旋千斤顶601稳定、可靠地固定轴承座201，进而保证上刷辊组件20以及下刷辊组件21相对位置的准确，便于刷洗工作的可靠、稳定运行。

如图1和图2所示的实施例中，第一机架1的后侧设置第二机架7，第二机架7上设置第一电机12以及第二电机13，第一电机12与上刷辊组件20通过球笼联轴器14传动连接，第二电机13通过球笼联轴器14与下刷辊组件21传动连接，球笼联轴器14的设置方便了上刷辊组件20以及下刷辊组件21仅从机架的后侧就可以插入设备中，同时从机架的后侧就能够完成上刷辊组件20以及下刷辊组件21的更换。同时第一电机12和第二电机13配有接头支撑，以便在更换时将驱动轴保持在刷辊204的更换位置。

如图1和图2所示的实施例中，第一机架1与第二机架7的下方设置基座8，所述第一机架1与第二机架7通过直线导轨9滑动设置在基座8上，通过直线导轨9使得本发明能够垂直于钛板15、沿前后方向移动，进而使得刷辊组件和钛板15间接触表面能够调节，能够得到需要的表面形态；刷辊204得到充分使用的使用，使用寿命延长/更换周期降低；通过前后平移可以使刷毛均匀分布刷辊204，刷洗的表面质量得到更有效的保证。

如图1和图2所示的实施例中，外部喷淋装置10包括设置在机架前后两侧架体中部的连接法兰101，连接法兰101上可拆卸安装喷淋管102，可以通过从工作侧拆下连接法兰101来安装/拆除喷淋管102。同时连接法兰101上的长孔可加工，角度可调，进而满足不同的安装需要。喷淋管102设置的外部喷淋量为每分钟8升，同时在机架后侧方的喷淋管102上配备电磁流量计用于检测流量的下降，以防喷水量大幅度减少时刷辊204热熔化。电磁流量计可设置两个流量检测点，其包括流量轻微下降(小于所需流量的90％)为小故障以及极度下降(小于所需流量的50％)为重故障，如果出现重故障，刷洗设备将自动停止。机架前侧方的外部喷淋装置10配备手动阀。流量显示在本机操作面板的屏幕上，通过手动阀参照此值进行调节。

需要说明的是，本发明中的刷辊204采用块式刷辊，块式刷辊能够很容易地使用专用的组装工具组装，同时本发明中的刷辊204配备以下系统：

刷辊磨损量计算系统：通过安装在上刷辊组件20以及下刷辊组件21本体上的编码器来检测刷辊组件压下位置，通过比较新刷辊组件开始使用时的位置和正在使用的刷辊组件的位置，计算出刷辊204的使用磨损量。

位置记忆功能：用于使刷辊组件在最短时间内从焊点临时后退位置返回刷位。由于刷辊204的磨损，固定式高速压下模式需要时间重新压下，但记忆功能使刷辊组件缩短高速压下距离，使刷辊组件能够在最短时间内回到刷洗位置，从而使钛板15的未刷部分最小化。

负载控制：驱动刷辊组件的第一电机12以及第二电机13采用75kW，6P。采用变频器，使得刷辊组件转速可调。刷辊组件的负载由第一电机12和第二电机13的负载电流控制。负载电流通过经验系数乘以不同的板材宽度来自动调整(需要带宽信号)，刷辊负载可分为八个模式进行选择，通过控制端的指示灯来修改刷辊负载的设置内容。可存储最多三种刷辊模式，每种刷辊模式可通过本地操作面板上的选择开关进行选择。

本发明的工作原理：操作人员将待加工钛板15通过进料口11上料，通过控制端进入压下模式，通过球笼联轴器14将于第一电机12以及第二电机13分别传动连接的上刷辊组件20以及下刷辊组件21并排插入，控制端驱动螺旋千斤顶601将上刷辊组件20和下刷辊组件21的两端从垂直方向定位并固定，控制端驱动带弹簧气缸501将上刷辊组件20和下刷辊组件21本体从水平方向通过锥形槽4、以及锥形块502快速定位、固定，此时刷洗机构2到位后，编码器检测到位，进入转速模式，通过上下刷辊204设定好的负载，钛板15上下表面的氧化物进行高速研磨，进而达到去鳞的效果，通过本发明完全替代了传统氢氟酸除磷方法。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (10)

1.一种钛板表面处理设备，包括第一机架(1)，其特征在于：所述第一机架(1)内呈左右对称设置刷洗机构(2)，所述刷洗机构(2)包括相互配合刷洗的上刷辊组件(20)以及下刷辊组件(21)，所述第一机架(1)的前后两侧均设置用于水平方向顶紧刷洗机构(2)的顶紧机构(5)，所述第一机架(1)的前后两侧均设置用于垂直方向压紧刷洗机构(2)的压紧机构(6)，所述第一机架(1)位于前后两侧中部的架体上设置外部喷淋装置(10)，所述第一机架(1)中部沿垂直于刷辊(204)机构方向设置进料口(11)，所述进料口(11)位于上刷辊组件(20)以及下刷辊组件(21)之间的调节间隙内，所述进料口(11)内安装钛板(15)。

2.如权利要求1所述的一种钛板表面处理设备，其特征在于：所述上刷辊组件(20)和下刷锟组件均包括一对用于支撑上刷辊组件(20)本体的轴承座(201)，所述轴承座(201)内通过调心滚子轴承(202)滚动安装芯轴(203)，所述芯轴(203)的中部固设刷辊(204)，所述刷辊(204)轴向两侧通过设置推环(205)以及挡环(206)进行轴向固定，所述推环(205)与刷辊(204)间通过设置刷辊(204)压盘辅助固定，所述轴承座(201)的底部还设置一对第一导轮轴(208)，所述第一导轮轴(208)上通过深沟球轴承(209)滚动安装第一导轮(210)。

3.如权利要求2所述的一种钛板表面处理设备，其特征在于：所述上刷辊组件(20)还包括可拆卸设置在轴承座(201)顶部的人字架(211)，所述人字架(211)的顶部两侧下方设置第二导轮(213)轴(212)，所述第二导轮(213)轴(212)上通过深沟球轴承(209)滚动安装第二导轮(213)。

4.如权利要求3所述的一种钛板表面处理设备，其特征在于：所述第一机架(1)前后两侧的架体上部还设置多个气缸(3)，所述气缸(3)的驱动端用于顶抵人字架(211)的上端。

5.如权利要求2所述的一种钛板表面处理设备，其特征在于：所述轴承座(201)的两侧壁还开有锥形槽(4)。

6.如权利要求5所述的一种钛板表面处理设备，其特征在于：所述顶紧机构(5)包括设置在第一机架(1)左右两侧架体内的带弹簧气缸(501)，所述带弹簧气缸(501)的驱动端固设锥形块(502)，所述锥形块(502)与锥形槽(4)位于同一水平位置。

7.如权利要求1所述的一种钛板表面处理设备，其特征在于：所述压紧机构(6)包括设置在第一机架(1)前后两侧架体上部以及下部的螺旋千斤顶(601)，位于第一机架(1)后侧螺旋千斤顶(601)的一端设置齿轮电机(602)，所述齿轮电机(602)的驱动端与螺旋千斤顶(601)的输入端传动连接，所述螺旋千斤顶(601)的驱动端向第一机架(1)内延伸用于垂直方向顶紧刷洗机构(2)，第一机架(1)前后两侧的螺旋千斤顶(601)通过中间轴(603)传动连接。

8.如权利要求1所述的一种钛板表面处理设备，其特征在于：所述第一机架(1)的后侧设置第二机架(7)，所述第二机架(7)上设置第一电机(12)以及第二电机(13)，所述第一电机(12)位于第二电机(13)的上方，所述第一电机(12)与上刷辊组件(20)通过球笼联轴器(14)传动连接，所述第二电机(13)通过球笼联轴器(14)与下刷辊组件(21)传动连接。

9.如权利要求8所述的一种钛板表面处理设备，其特征在于：所述第一机架(1)与第二机架(7)的下方设置基座(8)，所述第一机架(1)与第二机架(7)通过直线导轨(9)滑动设置在基座(8)上。

10.如权利要求1所述的一种钛板表面处理设备，其特征在于：所述外部喷淋装置(10)包括设置在机架前后两侧架体中部的连接法兰(101)，所述连接法兰(101)上可拆卸安装喷淋管(102)。

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