SE434229B - Centrifugalslunghjul for slungning av blestermaterial mot ett arbetsstycke - Google Patents

Description

7811813-4 2 dc riktning. ltler konkret uttryckt får man med et.t slunghjul, som roterar med en hastighet av 2500 varv i minuten och är försett med raka skovlar med en ge- nomgående bredd på 60 mm,-på ett avstånd av 500 mm från slunghjulet en sprid- ning av kornkärven, som har en anslagslängd av omkring 793 mm och en anslags- bredd av omkring 80 à 90 mm. Man har fastställt, att om strålkärvens centrala parti på den yta den träffar åstadkommer en likformig ytfinhet, innehåller par- tierna i den utspridda strålkärvens kanter partiklar av blästermediet, som riko- schetterar på den yta, som blästras, vilka partiklar nöts av och i själva verket har en anslagseffekt, som snarare påverkar arbetsresultatet negativt. Denna spridning av strålkärven begränsar sålunda avsevärt strålkärvens anslagskraft och speciellt ofördelaktig visar den sig vara när man blästrar föremål, som upp- visar en krökt yta, t.ex. valsar för valsverk.

Användningen av krökta skovlar eller skovelytor har även föreslagits men har i sig ej visat sig ge någon särskild höjning av slungningshastigheten och skovelhjul enligt den tidigare kända tekniken kan ej enbart på grund av krök- ning hos skovlarna väntas ge någon avsevärt fördelaktig slungeffekt. *Man har funnit, att slunghastigheten är en funktion av friktionskofficienten hos skoveln och vinkeln mellan en skovelyta i ett längdsnitt sett skärande radie och en i snittpunkten mot skovelytan anlagd tangent (i det följande kort omnämnd som "krökníngsvinkel"). Därvid har det visat sig att vid användning av skovlar med en mot vridriktningen krökt och 'mot blästermaterialet inverkande yta erhålles endast en lätt stegring av slunghastigheten vid liten krökningsvinkel. Undersök- ningar har visat att vid en ökning av krökningsvinkeln minskas slunghastigheten snabbt och blir ungefär lika den som åstadkommes vid raka skovlar.

Uppfinningens ändamål är att frambringa ett med profilerade skovlar för- sett slunghjul för blästring, som åstadkommer en mycket betydande förbättring av blästringsmediets utslungníngshastighet och strålkärvens koncentration.

En högre utslungningshastighet medför vissa fördelar. Först och främst kan rotationshastigheten vara mindre och ändå resultera i samma grad av ytfin- ihet. Slunghjulets rotationshastighet är emellertid en väsentlig faktor, då den i ett slunghjul för blästring uppträdande olika förslitningen av fördelningsanord- ningen och skovlarna framkallar synnerligen besvärande förskjutningar av tyngd- punkten (vibrationer). Då dessa tyngdpunktsförskjutningar är en direkt funktion av kvadraten på rotatíonshastigheten, reduceras de, när denna minskar. Det föreligger alltså ett intresse av att så mycket som möjligt minska dessa störande krafter, och en mycket effektiv utväg består alltså i att minska slunghjulets rota- tionshastighet . Å andra sidan tillåter en högre utslungnirigshastighet än den vid rak strål- kärve att man med en och samma rotationshastighet erhåller en bättre ytfinhet. 7811873-4 I sfiecialfallct valsar för valsverk kan den valsliårcllict, som för närva- rande uppnås, ej ytterligare ökas, då man i så fall snabbt skulle stå inför omöj- ligheten att blästra, dvs inför omöjligheten att uppnå den önskade ytfinhetc-n.

Därför måste på detta område alltid en kompromiss göras mellan graden av önskad ytfinhet och högsta möjliga valshårdhet, som kan tillåtas för uppnående av nämn- da grad av ytfinhet. Vid rätlinjig blästring med korn som har en medelstorlek av 0,40 mm och en valshårdhet på 730 - 750 punkter i Vickers skala, belastning 30 kg (HV), är den maximalt uppnådda graden av ytfinhet t.ex. 200 p" (CLA: Center Line Average). Om man ökar valsens hårdhet med 30 punkter Vickers, kommer den maximalt uppnåbara ytfinheten att bli exempelvis 170 p" (CLA).

Vad förbättringen av blästerkärvens koncentration beträffar, så innebär denna en minskning av nämnda kärves spridning, vilket resulterar i en ökning av kärvens slagkraft, trots att tíllförseln av blästerkorn är densamma.

Slunghjulet för blästring enligt uppfinningen kännetecknas av att den verksamma ytan av det innersta partiet respektive de innersta partierna (zon 1) för var och en av skovlarna intar, sett i ett plan vinkelrätt till hjulets axel och i varje punkt (A-H), en i huvudsak konstant genom sagda krökning från Oo av- vikande och företrädesvis i området 300 liggande vinkel mot den skovelytan skärande radien (r) och att det till det sistnämnda partiet respektive partierna (zon 1) utåt periferin anslutande andra partiet (zon 2) av den verksamma sko- velytan är krökt konkavt bakåt i med en sig förändrande vinkel i förhållande till den motsvarande radien och i hjulets vridriktning. \ Den aktiva framsidan på var och en av skovlarna har en bredd, som grad- vis minskar från dess basände till dess huvudände.

En utföringsform av uppfinningen beskrivs i det följande i form av ett exempel, varvid hänvisas till de bifogade ritningarna på vilka fig. 1 är en sche- matisk vy av ett snitt genom ett slunghjul enligt uppfinningen; fig. 2 och 3 illust- rerar två exempel på utförandet av den långsträckta profilen av en skovel en- ligt uppfinningen och fig. 4 är en frontvy av en skovel enligt uppfinningen.

Fíg. 1 visar en schematisk genomskärning av slunghjulet för blästring enligt uppfinningen. Kring en fördelningsanordning 1 för blästermedium är en styrenhet 2 anordnad, vilken består av ett hölje genombrutet av ett hål 3, vars dimension är en funktion av slunghjulet och det blästringsarbete, som skall utfö- ras. Ett antal skovlar 4 är fast anbragta mellan två flänsar, av vilka man på ritningen ser den ena som betecknas med A. Dessa skovlar är likformigt fördela- de runt styrenheten 2. Slunghjulet är avsett att sättas i rotation i den av pilen W angivna riktningen. Blästermediet utgöres lämpligen av kornformiga partiklar.

Enligt uppfinningen har de aktiva framsidorna av skovlarna 4 en lång- sträckt profil, vilken räknat från fördelaren 1 uppvisar ett konvext parti följt 7811873-4 4 av ett konkavt parti. I)e konvexa och konkava partierna kan ha líkformig z-llcr' variabel krlikn ing _ Ett exempel på en speciell utformning av dubbelkrökning enligt uppfin- ningen visas i fig. 2. Denna profil är uppdelad i två zoner.

I zon 1, som sträcker sig fram till radien r3 = 190 mm i det visade exemp- let, är skovelns aktiva framsida konvex med en likformig krökning. I det illu- strerade exemplet har en avböjningsvinkel valts lika med 30°. I var och en av punkterna A, B, C, D, E, F, G, H bildar närmare bestämt tangenten i respek- tive punkt till den aktiva framsidans profil en vinkel på 30° med den radie, som passerar genom ifrågavarande punkt. Delningstalet väljes så, att man erhåller en polygonalt sammansatt kurva, som praktiskt taget sammansmälter med den teo- retiska kurvan. ' Zon 2 sträcker sig från radien rs = 190 mm fram till radien r2 = 250 mm i exemplet illustrerat i fig. 2. I denna zon 2 är skovelns aktiva framsida konkav med en avböjníngsvinkel, som varierar från värdet 30° till värdet - l0° valt som exempel på utgångsvirikeln. Avböjnirigsvixikelns variation är alltså 30° - (-10°) = 40°. Uträtandet av krökningen görs i proportion till de båda avböjningsviiiklarna, nämligen: 30/40 för uträtning av vinkeln al = 30° vid radien rs = 190 mm ända till värdet o: = 0° vid radien r4 = 235 mm, och 10/40 för uträtning av vinkeln u = 0° vid radien r4 = 235 mm ända till värdet 0:2 = - l0° vid radien rz = 250 mm.

Uppritningen av profilen i denna zon 2 kan göras påföljande sätt. Från punkt H drar man en rät linje, som bildar en vinkel på 30° med radien H0. Den- na räta linje skär cirkelbågen med radien r4 = 235 mm i punkt N. Man ritar in radien NO och drar i punkt N en normal till denna radie NO. På samma sätt drar man genom punkt H normalen till HN, dvs HHH Skärningen mellan normalen i N och den räta linjen HH' bestämmer punkten 01. Med 01 tagen som medelpunkt ritar man ett cirkelsegment med radien Olli. Detta cirkelsegrnent skär cirkelbågen med radien r4 i punkt N'. Genom denna punkt drar man normalen till radien N'O för att på den räta linjen HH' bestämma punkten 02. Med denna punkt 02 vald som ny medelpunkt ritar man ett cirkelsegment med radien 021-1, som skär cirkel- bågen med radien r2 i punkten J. Som man kan se, rör det sig om en konstruk- tion i små etapper, men två medelpunktslokaliseringar räcker gott och väl till för den önskade noggrannheten. I Genom beräkningar har man funnit, att ett slunghjul med skovlar enligt profilen visad i fig. 2 och roterande med en hastighet av 2500 varv per minut skulle möjliggöra att en teoretisk utslungningshastighet av blästermediet av 92,62 m/s kan uppnås, ett värde, som måste jänxföras med en beräknad teoretisk ut- 7811873-4 slungningsliastighet av 77,65 m/s för ett slunglijul med raka skovlar orh rote- rande med summa hastighet. Den kärve av partiklar som bildas enligt uppfinningen tillåter alltså att man uppnår en förbättring av den teoretiska utslungningshas- tigheten med omkring 20%.

Fig. 3 visar en varierad utföringsform av skoveln med dubbelkrökning enligt uppfinningen. I detta utförande uppdelas profilen i tre zoner. Zonerna 1 och 2 motsvarar de två zonerna i utförandet enligt fig. 2, och zon 3 är en zon, i vilken avböjningsvinkeln är konstant. Den i fig. 3 visade profilen omfattar så- lunda ett konvext parti med konstant avböjningsvinkel (zon 1), ett konkavt parti med variabel avböjningsvinkel (zon 2)och ett konkavt parti med konstant avböj- ningsvinkel (zon 3). Uppritníngen av denna profil med tre zoner görs med samma tillvägagångssätt som för uppritningen av profilen med två zoner, när det gäller zonerna 1 och 2. l zon 3 kan den göras på samma sätt som vid ritningen av zon 1. Då i det i fig. 3 visade exemplet den yttre radien r2 är densamma som i exemp- let enligt fig. 2, fördelar sig de tre zonerna som följer: Zon 1 fram till radien rg = 190 mm, zon 2 fram till radien r4 = 235 mm och zon 3 från radien r4 fram till radien r2 = 250 mm.

Den beräknade teoretiska utslungningshastigheten av blästermedium för de skovlar, som har en profil enligt figur 3, är vid en och samma rotationshas- tighet på 2500 varv i minuten obetydligt lägre än den, som man erhåller med profilen i figur 2 (dvs 91,62 m/s i stället för 92,62 m/s). Dessutom skulle det bli en lätt ökning av skovlarnas förslitning.

För att förbättra koncentrationen av kärven med blästermedium i tvär- gående riktning har den aktiva framsidan av varje skovel givits en bredd, som gradvis avtager räknat från dess basände (inre ände) till dess huvudände (yttre ände). Denna tvärgående profil enligt uppfinningen framgår av figur 4. Den grad- vis avtagande skovelbredden är företrädesvis sådan, att skovelns sidoflänsar bildar omkring 3° vinkel sinsemellan. Tack vare denna profilform kan man erhålla en koncentration i tvärgående riktning av kärven av blästermediet innebärande en förbättring i storleksordningen 48% i förhållande till en likformig kärve med alla andra faktorer lika. Praktiskt taget förhindras sålunda med en kärve av blästermediet enligt uppfinningen i utkanterna befintliga korn från att slungas ut i tvärgående riktning, varigenom kraften och effektiviteten i anslaget avsevärt förbättras .

Claims (2)

7s11s7z-4 e PATENTKRAV

1. Centrifugalslunghjul för slungning av blästermaterial mot ett arbetsstycke och med ett antal kring en fördelningsanordning (1) för blästermaterialet an- bragta skovlar (4) vars mot blästermaterialet verkande ytor vardera består av åtminstone två, i radiell riktning efter varandra följande partier, varvid ett innersta parti respektive innersta partier (zon 1) är krökta konvext framåt i hjulets vridríktning (m), k ä n n e t e c k n a t d ä r a v, att den verk- samma ytan av det innersta partiet respektive de innersta partierna (zon 1) för var och en av skovlarna (4) intar, sett i ett plan vinkelrätt till hjulets axel och i varje punkt (A-H), en i huvudsak konstant genom sagda krökning från Oo avvikande och företrädesvis i området 30° liggande vinkel mot den skovelytan skärande radien (r) och att det till det sistnämnda partiet respektive partierna (zon 1) utåt periferin anslutande andra partiet (zon 2) av den verksamma skovelytan är krökt konkavt bakåt i-med en sig' förändrande vinkel i förhållande till den motsvarande radien och i hjulets vridrilttning (us).

2._ Centrifugalslunghjul enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t d ä r - a v¿ att det andra partiet (zon 2) utåt períferin är anslutet till ett tredje parti (zon 3), som intar en konstant vinkel i förhållande till den motsvarande radien (r) och är likaledes krökt konkavt bakåt i hjulets vridriktning (m).