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履带式自动上料抛丸机设计--学位论文

履带式自动上料抛丸机设计--学位论文

1 前言 1.1 选题背景 随着机械制造业的飞速发展,而作为获得毛坯、半成品乃至成品的铸造也也正快 速进入发展时期,而如何将铸件的表面清理变得快速、高效已成为中小型企业特别是 小型企业的问题。正因为如此,许多企业包括科研机构,都不断的在研究新方法、新 工艺以满足铸造业对铸件、锻件及焊接件表面清理的要求。 但是现代工业上用的抛丸机存在 2 种缺陷: 1.工件需要人工加入,生产效率低。 2.工件在抛丸室的位置相对于抛出弹丸的方向不能全方位调整, 因此抛出的弹丸 只撞击到工件的部分表面,撞击不到的部分就得不到处理,清理不完全。 而本文就是基于这种缺陷,为实现对铸件、锻件及焊接件的机械化、自动化清理 而设计。 1.2 研究现状 抛丸清理技术的发展和其他行业一样, 经历了从仿制到自行研发直至快速法展的 漫长阶段。 中国的抛丸强化设备生产始于上世纪 50 年代,主要是仿前苏联技术。如: 3.4mX3.4m(Q365)台车式抛丸清理机等产品。那个时期,对抛丸技术的认知是很肤浅 的,不具备自行研发的能力。 进入七十年代,抛喷丸技术领域逐渐形成自行研发的能力。如,1964 年,青岛 设计生产了一台 Q31lO 滚筒式抛丸清理机, 标志着中国抛喷丸技术与装备从纯仿制到 可自行开发和制造的转变,中国也开始有抛丸设备专业生产厂家。 八十年代之前,抛喷丸技术多应用与中、小型铸件清理。八十年代后,随着改革 开发和计划经济向市场经济转变, 社会各个行业对抛丸清理工业的需求变得广泛与迫 切。多年来抛丸技术与装备日臻完善,各种形式的抛丸机不断涌现,性能不断提高, 应用范围从单纯的铸造业的表面清理扩大到冶金矿山、机械制造、汽车拖拉机、兵器 制造、轻纺机械、船舶车辆、航空宇航等不同行业,其工艺范围亦从铸锻件及焊接件 的表面清理扩展到金属结构件的强化、表面加工、抛喷丸成形等不同的领域。 现阶段,抛丸清理技术主要向着节能、环保、高效、安全、经济方向发展,相继 出现了形式多样的清理机(如通过式抛丸清理机、转台式清理机、吊钩式清理机、履 带式清理机、滚筒式清理机、链式清理机、喷丸式抛丸清理机等),在技术发展趋势 上主要是结合新技术(如先进的虚拟制造技术、机器人技术)、使用新材料(如使用 新材料解决耐磨问题)并且与计算机技术(如软件开发)结合,从而实现抛丸机的智 能化,电子化及红外远距离控制,实现全自动化。根据市场调查及各种媒介得到的信 息,可分析得出抛丸清理技术的发展趋势: 1) 薄板清理技术与设备---防变形。解决集装箱行业薄钢板,抛丸变形平面度在 2mm/m 3 以内。 2) 移动式清理机---弹丸密封与回收。解决户外移动式抛丸设备弹丸循环问题。 3) 机械手操纵清理机---机械手操纵技术。如采用计算机监控解决发动机缸体、 缸盖跑完清理机效果及抛丸机的电器控制水平;解决机械手的防护等。 4) 爬壁式清理机---机器人爬壁技术。国内对于机器人爬壁的报道,负载大都在 50Kg以内,应进行大负载及爬壁抛丸机器人的研究。 5) 结构形式、新工作开发。采用最先进的虚拟现实技术,对抛丸技术进行开发 和研究。 本设计是应东开泰抛丸集团要求设计。同时又考虑到产品的后续发展,在对现有 的抛丸机大量调查、研究的基础上,针对现有抛丸机存在的问题作了改进。 本文进行了对抛丸器叶片的创新,采用了“直管式,管式曲线形叶片”,减少了 叶片的磨损量,提高效率基础上,延长了寿命,降低了成本。 1.3 本论文需要完成的工作 ①根据厂家对产品性能要求,本文需要完成 : 抛丸机主要组成部分的设计与计算,即抛丸机、丸砂分离装置、工作运载装置、 丸砂循环系统、除尘系统及室体等的设计计算。其中: 抛丸器设计包括:弹丸选用、抛丸器的磨损、抛丸器参数选择与设计计算、抛投 的结构形式及传动方式的选择、幕帘式分离器的设计计算、螺旋输送器的设计。 工件载运装置设计包括:电动机预选、抛丸机室体的设计。 ②主要图纸: 抛丸机总装图 A0.1 张。 零件图 A1.1 张 零件图 A2.1 张 零件图 A3。2 张 2 设计原始资料、任务与要求 2.1 原始资料 ①中小型不锈钢铸件、锻件及焊接件:单件 ? 227Kg,总重量 ? 1362Kg。 ②最大生产率按质量计算:480 kg/min ③工件概况:铸件及锻件、小型圆簧、轴承。型砂:粉粒状,粒度为 0-0.5mm, 3 堆积密度 ? ? 1.5t/m ,温度小于 250℃的中温材料:不锈钢件带有 30%重量的型砂。 ④清理时间:10—30min。 ⑤类型:履带式自动上料抛丸机。 ⑥抛丸机适用范围: 铝件及某电机、 有色金属、 不锈钢精密铸件、 锌合金压铸件、 铸铁件、铝合金压铸件、铜铸件、摩托车车架及铸钢制品件的表面清理、光饰、强化。 2.2 设计任务 本设计是应东开泰抛丸集团要求设计。同时又考虑到产品的后续发展,在对现有 的抛丸机大量调查、研究的基础上,针对现有抛丸机存在的问题作了改进。解决2个 问题: 1.工件需要人工加入,生产效率低。 2.工件在抛丸室的位置相对于抛出弹丸的方向不能全方位调整, 因此抛出的弹丸 只撞击到工件的部分表面,撞击不到的部分就得不到处理,清理不完全。 2.3 总体要求 ①实现机械化,消除清砂工人的繁中体力劳动。 ②能够实现多方位清理,尽量清理死角。 ③采用先进的抛丸清理技术。 ④设备工作可靠,整机造价较低,操作方便、维护简单,具有较高的生产效率和 劳动生产率。 ⑤改善作业环境,按国家法定标准规范工作场地的受污染程度。 3 履带式自动上料抛丸清理机抛丸器的设计 3.1 履带式自动上料抛丸清理机的工作原理及特点 3.3.1 组成 本系列抛丸机有清理室、履带转动、弹丸循环系统、抛丸器、加料机及其电气结 构。 区分抛丸设备型式的标志主要是载运工件的装置, 不同载运铸件的形式形成了不 同的类型,而抛丸机中抛丸器、丸砂分离器是抛丸机的核心部分。 3.3.2 履带式自动上料抛丸清理机的清理机理 在清理室中加入规定数量的

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