FR2897790A1

FR2897790A1 - Shot blasting device for pre-stressing e.g. cylindrical bar, has carriage with upper part supporting hopper and lower part supporting nozzles, and connecting hopper and nozzles such that movement of hopper is identical to that of nozzles

Info

Publication number: FR2897790A1
Application number: FR0601613A
Authority: FR
Inventors: Francois Archer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-02-24
Filing date: 2006-02-24
Publication date: 2007-08-31
Anticipated expiration: 2026-02-24
Also published as: FR2897790B1

Abstract

The device has a surge hopper (1) containing shots, and mobile shot blasting nozzles (5, 5`) receiving the shots from the hopper via flexible pipes (4). A carriage (13) has an upper part supporting the hopper and a lower part supporting the nozzles. The carriage has rollers (14) rolling on rails (15), and connects the hopper and the nozzles such that movement of the hopper is identical to that of the nozzles. A mechanical or pneumatic unit moves the carriage above a piece to be treated (12) e.g. cylindrical bar.

Description

DISPOSITIF MOBILE DE SILO D'ALIMENTATION ET DE BUSES POUR MACHINE DEMOBILE POWER SUPPLY AND NOZZLE DEVICE FOR MACHINE

GRENAILLAGEBLASTING

L'invention concerne un dispositif mobile de silo d'alimentation et de buses de grenaillage reliées à ce silo par des canalisations. Le grenaillage, en particulier destiné à la précontrainte de pièces mécaniques est un traitement de surface permettant d'augmenter l'endurance mécanique de ces pièces qui sont soumises lors de leur mise en oeuvre à des sollicitations dynamiques. Cette augmentation d'endurance est obtenue par la mise en compression de la surface ce qui évite ou retarde l'apparition ou la propagation de fissures. La mise en compression est provoquée par de la grenaille ou des micro billes dures qui crée une déformation plastique superficielle , elle-même générant la création de contraintes de compression en sous couche. Pour réaliser ce bombardement la grenaille est aspirée et mise en suspension dans un flux de gaz pulsé à grande vitesse. Le dispositif habituel consiste en une ou plusieurs buses comportant une arrivée de grenaille et une arrivée de gaz . Cette ou ces buses sont reliées chacune par une canalisation souple à la base d'un silo tampon alimenté en grenaille à sa partie supérieure par une chute de section suffisante pour maintenir le silo en charge. Cette grenaille est récupérée sous la zone de grenaillage et remontée par exemple par un petit élévateur à godets qui la dirige vers la chute. Lorsque la pièce à traiter est de petite dimension la buse est en général fixe, la pièce 20 pouvant tourner devant elle de façon à ce que l'intégralité de sa surface soit traitée de façon homogène. Lorsque la pièce est de dimensions plus importantes,par exemple une barre de grande longueur, il est nécessaire de déplacer la ou les buses, le long de ses génératrices, pendant que la barre est soumise à une rotation, par exemple sur des rouleaux de type 25 connu. Pour effectuer ce déplacement des buses, celles-ci sont solidaires d'un équipage mobile, par exemple un chariot coulissant dans une ou plusieurs directions. On comprend que ce déplacement longitudinal ou selon un profil plus complexe correspondant à la forme de la pièce à traiter, les canalisations souples qui relient le 30 silo d'alimentation à la ou les buses voient leur forme se modifier. Ceci a pour conséquence de changer les conditions d'écoulement du flux de grenaille dans ces canalisations, du fait de la modification des courbes de celles-ci, et par conséquent les pertes de charges internes et donc les paramètres de circulation ( vitesse, débit, homogenéité du flux ... ) 35 La conséquence de cet état de fait est que le taux de recouvrement est variable et que la qualité du grenaillage n'est plus constante le long de la surface de la pièce à traiter. Les caractéristiques finales de résistance du matériau constituant la pièce sont elles aussi hétérogènes, ce qui peut avoir des répercussions dommageables sur la répartition des contraintes dans celle-ci ce qui est contraire au but recherché. 40 On a cherché à pallier cet inconvénient grave en installant sur ces canalisations The invention relates to a mobile silo feed device and shot blast nozzles connected to this silo by pipes. Shotblasting, in particular for the prestressing of mechanical parts is a surface treatment to increase the mechanical endurance of these parts which are subjected during their implementation to dynamic stresses. This increase in endurance is obtained by compressing the surface which avoids or delays the appearance or propagation of cracks. The compression is caused by grit or hard micro-beads that creates a superficial plastic deformation, itself generating the creation of compression stresses in the under layer. In order to carry out this bombardment, the shot is sucked up and put into suspension in a pulsed gas flow at high speed. The usual device consists of one or more nozzles comprising a shot arrival and a gas inlet. This or these nozzles are each connected by a flexible pipe at the base of a buffer silo fed with grit at its upper part by a drop of sufficient section to keep the silo load. This shot is recovered under the shot blast area and reassembled for example by a small bucket elevator which directs it to the fall. When the piece to be treated is small the nozzle is usually fixed, the part 20 can rotate in front of it so that the entirety of its surface is treated homogeneously. When the part is of larger dimensions, for example a bar of great length, it is necessary to move the nozzle or nozzles, along its generatrices, while the bar is subjected to a rotation, for example on rolls of the type Known. To perform this movement of the nozzles, they are integral with a moving element, for example a carriage sliding in one or more directions. It is understood that this longitudinal displacement or in a more complex profile corresponding to the shape of the piece to be treated, the flexible pipes that connect the feed silo to the nozzle or nozzles have their shape change. This has the consequence of changing the flow conditions of the flow of shot in these pipes, because of the modification of the curves thereof, and consequently the internal pressure losses and therefore the traffic parameters (speed, flow, The consequence of this state of affairs is that the recovery rate is variable and that the quality of shot blasting is no longer constant along the surface of the workpiece. The final characteristics of the resistance of the material constituting the part are also heterogeneous, which can have damaging repercussions on the distribution of the stresses in this one which is contrary to the goal sought. 40 We sought to overcome this serious disadvantage by installing on these pipelines

D'alimentation des systèmes de contrôle magnétiques ou autres, selon que la grenaille utilisée est métallique ou formée par exemple de micro billes de verre, pour modifier la section d'alimentation, pour maintenir un débit constant sur la surface de la pièce . Ces dispositifs, outre leur prix de revient élevé, sont difficiles à mettre en oeuvre de façon fiable et suffisamment réactive afin d'obtenir réellement des paramètres d'éjection constants de la grenaille ( vitesse, débit ... ), et sont sujets à des pannes fréquentes dues à leur complexité et à leur mise en oeuvre dans un milieu difficile ( poussière, chocs , etc ). Afin de remedier à ces inconvénients, le dispositif selon l'invention est destiné à apporter une solution simple, totalement fiable, à un coût marginal et garantissant en toutes circonstances un flux constant de grenaille aux conditions optimales de traitement déterminées au départ, et ce, quel que soit l'ampleur et la vitesse de déplacement des buses. Le dispositif selon l'invention consiste à réaliser un ensemble silo/buse(s) se déplaçant de façon identique pendant toute l'opération de traitement de grenaillage, quelle que soit la 15 forme ,la longueur ou la section de la pièce à traiter . Selon un mode de réalisation préférentiel du dispositif selon l'invention, le silo est monté sur le même équipage mobile que les buses,de telle sorte que le mouvement du silo soit identique à celui des buses. Cet équipage sera formé d'un chariot comportant des galets roulant sur des rails. Il sera entrainé par exemple par des vérins pneumatiques. 20 Ce chariot pourra également se déplacer grâce à d'autres dispositifs connus, sans changer les caractéristiques du dispositif selon l'invention. Ce chariot pourra se déplacer sur deux jeux de rails, de façon à ce que les buses et le silo se déplacent selon deux axes de coordonnées. Selon un autre mode de réalisation du dispositif, le silo est monté sur un chariot dont le 25 mouvement est asservi par un lien rigide au chariot support des buses. Selon une autre variante le silo est monté sur un chariot dont le mouvement est asservi par un système pneumatique, hydraulique ou électronique au chariot support des buses. Dans tous ces cas , le silo suit exactement en temps réel les buses dans leur déplacement ( qui peut être dans 1, 2,ou 3 directions) et par conséquent la forme et la courbure des 30 canalisations de transfert de grenaille restent identiques à tout moment, quelle que soit la position des buses . Les conditions du flux de grenaille dans ces canalisations ne sont donc en aucun cas affectées par les mouvements des buses, celles-ci ne présentant aucun mouvement relatif par rapport au silo. 35 La forme et la surface de la partie supérieure du silo, qui permet l'alimentation de celui-ci, en grenaille, doit simplement être choisie de telle sorte ( hauteur, section, ouverture . ) que la canalisation d'alimentation de celui-ci soit en permanence au dessus de cette surface et du talus naturel de grenaille tampon contenue dans ce silo . Les dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, permettront de mieux 40 comprendre les caractéristiques du dispositif selon l'invention . Feed magnetic or other control systems, depending on whether the shot used is metallic or formed for example of micro glass beads, to modify the feed section, to maintain a constant flow on the surface of the workpiece. These devices, besides their high cost, are difficult to implement reliably and sufficiently reactively to actually obtain constant ejection parameters of the shot (speed, flow ...), and are subject to restrictions. frequent breakdowns due to their complexity and their implementation in a difficult environment (dust, shocks, etc.). In order to remedy these drawbacks, the device according to the invention is intended to provide a simple, totally reliable solution at a marginal cost and guaranteeing in all circumstances a constant flow of shot at the optimum treatment conditions determined at the outset, and this regardless of the magnitude and speed of movement of the nozzles. The device according to the invention consists in producing a silo / nozzle assembly (s) moving identically during the entire shot peening process, regardless of the shape, length or section of the workpiece. According to a preferred embodiment of the device according to the invention, the silo is mounted on the same moving element as the nozzles, so that the movement of the silo is identical to that of the nozzles. This crew will consist of a carriage with rollers rolling on rails. It will be driven for example by pneumatic cylinders. This carriage can also move through other known devices, without changing the characteristics of the device according to the invention. This carriage can move on two sets of rails, so that the nozzles and the silo move in two coordinate axes. According to another embodiment of the device, the silo is mounted on a carriage whose movement is controlled by a rigid link to the carriage supporting the nozzles. According to another variant, the silo is mounted on a carriage whose movement is controlled by a pneumatic, hydraulic or electronic system to the carriage supporting the nozzles. In all these cases, the silo exactly follows in real time the nozzles in their displacement (which may be in 1, 2, or 3 directions) and therefore the shape and curvature of the shot transfer lines remain the same at all times regardless of the position of the nozzles. The conditions of the flow of shot in these pipes are therefore in no way affected by the movements of the nozzles, the latter having no relative movement with respect to the silo. The shape and the surface of the upper part of the silo, which makes it possible to supply it with grit, must simply be chosen in such a way (height, section, opening) as the feed pipe of this silo. it is permanently above this surface and the natural slope of buffer shot contained in this silo. The accompanying drawings, given as non-limiting examples, will better understand the characteristics of the device according to the invention.

On a représenté sur la figure 1 une machine de grenaillage avec silo tampon d'alimentation de la buse et ses principaux composants. On a représenté sur la figure 2 une pièce à traiter de grande longueur nécessitant un déplacement des buses . There is shown in Figure 1 a shot blasting machine with feed buffer silo nozzle and its main components. There is shown in Figure 2 a long piece to be treated requiring a displacement of the nozzles.

On a représenté sur la figure 3 un équipage mobile support de silo et de buses selon un mode de réalisation du dispositif selon l'invention, permettant un déplacement selon un axe de coordonnées. On a représenté sur la figure 4 , une variante de l'équipage mobile selon des axes de coordonnées perpendiculaires. FIG. 3 shows a silo and nozzle support mobile unit according to one embodiment of the device according to the invention, allowing displacement along a coordinate axis. FIG. 4 shows a variant of the moving equipment along perpendicular coordinate axes.

On a représenté sur la figure 1 les éléments principaux constituant une machine de grenaillage susceptible d'être équipée avec le dispositif selon l'invention . Un silo 1 contenant de la grenaille 2 est relié depuis sa partie inférieure 3 par une canalisation souple 4 à une buse de grenaillage 5, elle-même reliée à une alimentation de gaz sous pression 6 . La pièce à grenailler 7 est fixée sur une table grillagée 8, de telle sorte quela grenaille 2 soit récupérée dans un bac 9 et remontée par un élévateur 10 jusqu'à la chute 11 alimentant l'ouverture supérieure du silo 1 . On a représenté sur la figure 2 une pièce 12 de grande longueur; à titre d'exemple une barre cylindrique. Afin de la grenailler sur toute sa longueur, la buse 5 doit être déplacée de la position (a) à la position ( b). Au cours de ce déplacement , la canalisation 4 voit sa forme et sa courbure modifiées, ce qui entraîne une variation significative des caractéristiques d'écoulement de la grenaille 2 en provenance du silo 1. On a représenté sur la figure 3 un équipage mobile 13 selon l'invention . Cet équipage mobile 13 ou chariot supporte le silo d'alimentation 1 à sa partie supérieure et les buses 5, 5' à sa partie inférieure. Le nombre de buses peut varier sans changer l'invention . FIG. 1 shows the main elements constituting a shot blasting machine capable of being equipped with the device according to the invention. A silo 1 containing shot 2 is connected from its lower part 3 by a flexible pipe 4 to a shot blast nozzle 5, itself connected to a pressurized gas supply 6. The piece to be blasted 7 is fixed on a grid table 8, so that the shot 2 is recovered in a tank 9 and raised by an elevator 10 to the chute 11 feeding the upper opening of the silo 1. There is shown in Figure 2 a piece 12 of great length; for example a cylindrical bar. In order to shot-blast all along its length, the nozzle 5 must be moved from position (a) to position (b). During this movement, the pipe 4 has its shape and its curvature modified, which causes a significant variation in the flow characteristics of the shot 2 from the silo 1. There is shown in Figure 3 a moving element 13 according to the invention. This mobile unit 13 or carriage supports the feed silo 1 at its upper part and the nozzles 5, 5 'at its lower part. The number of nozzles can vary without changing the invention.

Selon un mode de réalisation préférentiel , mais non limitatif le chariot repose sur des galets 14 roulant sur des glissières ou des rails 15. Un bouclier 16 sera utilement prévu solidaire du chariot au dessus des buses 5, 5' et sous les rails15 afin de prévenir le dépôt de grenaille 2 sur ces rails 15. Le chariot 13 peut être déplacé au dessus de la pièce à traiter 12 par divers moyens ( mécaniques, pneumatiques ... ) selon les directions 17 ou 17'. Les canalisations souples 4 ne voient donc en aucun cas leur forme modifiée au cours de ces déplacements, le silo et les buses n'ayant aucun mouvement relatif . On a représenté sur la figure 4 une variante de l'équipage mobile dans deux directions perpendiculaires . According to a preferred embodiment, but not limiting, the carriage rests on rollers 14 rolling on rails or rails 15. A shield 16 will be usefully provided integral with the carriage above the nozzles 5, 5 'and under the rails15 to prevent the deposition of shot 2 on these rails 15. The carriage 13 can be moved over the workpiece 12 by various means (mechanical, pneumatic ...) in the directions 17 or 17 '. The flexible pipes 4 therefore do not see in any way their modified form during these movements, the silo and the nozzles having no relative movement. FIG. 4 shows a variant of the moving equipment in two perpendicular directions.

Dans cette version , les rails 15 reposent sur des galets 18 roulant sur des rails 19. Les deux jeux de rails 15 et 19 peuvent former n'importe quel angle entre eux sans modifier les caractéristiques de l'invention . In this version, the rails 15 rest on rollers 18 rolling on rails 19. The two sets of rails 15 and 19 can form any angle between them without modifying the characteristics of the invention.

Claims

1) Shotblasting device, particularly prestressing device comprising a buffer silo containing the shot and one or more mobile shot blasting nozzles fed by the shot from the silo by pipes, characterized in that the silo 1 and the nozzle or nozzles 5 are linked together by a system 13 such that their relative position is invariable regardless of the movement of the nozzles 5.

2) shot blasting device according to claim 1, characterized in that the silo 1 and the nozzle or nozzles 5 are integral with a single movable element 13.

3) shot blasting device according to claim 2 characterized in that the single movable element comprises rollers 14 rolling on supports 15.

4) shot blasting device according to claim 1, characterized in that the silo 1 and the nozzles 5 are respectively secured to different moving equipments interconnected by a rigid connection.

5) A shot blasting device according to any one of claims 2 and 4 characterized in that a protective shield 16 of the rollers 14 and their supports 15is fixed to the moving element 13 above the blasting nozzles 5.