【正文】 消耗。一般扇形角要比定向 套開(kāi)口角達(dá) 10 度左右。其角度即為扇形角，扇形角一般在5570 度之間。 ② 扇形角、軸向擴(kuò)散角和拋出角。清理中、小型工件時(shí)多采用 100400kg/min拋丸量的拋丸器。 當(dāng)拋丸器葉輪轉(zhuǎn)速降低時(shí)，其拋丸量將變大。 拋丸器的性能參數(shù) ① 拋丸量、拋丸率和拋丸速度。更換葉片時(shí)，可以將帶有弧形護(hù)板的上 罩殼轉(zhuǎn)開(kāi)。在下罩殼上固定著進(jìn)丸輪和定向套。軸的頂端還有用螺栓固定著 的分丸輪。拋丸器軸由軸承和軸承座支撐。一般丸徑選用 Φ ～ 2mm，過(guò)大的丸徑將使葉片斷裂機(jī)會(huì)大為增加。除非清理工藝的需要，否則不宜采用過(guò)高的丸速。由于我們選用管式葉片，為了提高葉片壽命，我們采用了耐磨性很強(qiáng)的高鋁陶瓷材料。葉片 、 分丸輪、定向套和護(hù)板多用耐磨性和韌性都好的鉻合金鑄鐵，葉輪多用 40Cr 制造。影響拋丸器零件 使用壽命的因素有零件的材質(zhì)，彈丸的材質(zhì)，拋丸量，丸速和 丸徑。丸號(hào)為 10， 15， 20 三種，以達(dá)到最佳的清理效果和最合理的經(jīng)濟(jì)效率。各種彈丸材質(zhì)的使用效果參表 。彈丸硬度過(guò)低，彈丸容易變形，反彈性能也不好，雖然使用壽命較長(zhǎng) ，但清理效果不好。 ② 彈丸的硬度 彈丸的硬度高，刮削作用強(qiáng)，清理效果好。大粒度的彈丸用來(lái)?yè)羲閳?jiān)硬的皮層，小粒度的彈丸用以清掃工件的表面?？偟那謇硇Ч粌H要看每次打擊力量的大小 ，而且還要看總的打擊次數(shù)。所使用彈丸直徑越大，對(duì)被清理表面的打擊力就越大，每個(gè)彈丸的清理作用也越強(qiáng)。對(duì)于拋丸清理丸徑，可按表 選用。 彈丸的選用 表 鑄件噴，拋丸清理彈丸選用表 Selection of foundry and shot blasting bullets 拋丸 用途 丸號(hào) 丸徑（ mm ） 拋丸機(jī)設(shè)計(jì)（韓洋） 6 彈丸選用的合理與否和清理效果有直接關(guān)系。但拋 射方向不能任意改變，靈活性差； 并且設(shè)備復(fù)雜，易損件多，特別是葉片等零件磨損快，維修費(fèi)用高；但是它能使工件表面達(dá)到一定的表面質(zhì)量要求，因此得到廣泛的應(yīng)用。丸砂混合物由回用管收回進(jìn)入室體，帶分離器分離后再回用，干凈的彈丸有電磁供丸閘門(mén)進(jìn)入拋丸器拋打工件。拋出的彈丸及沙粒經(jīng)過(guò)濾器的小孔，流入提升機(jī)內(nèi)，由提升機(jī)提升到分離器中進(jìn)行分離。 轉(zhuǎn)盤(pán)多吊鉤式 拋丸機(jī)的清理機(jī)理 將需要拋丸處理的工件直接懸掛在吊鉤上， 吊鉤在牽引機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下自動(dòng)進(jìn)入拋丸室，吊鉤進(jìn)入拋丸室后，拋丸室門(mén)將氣動(dòng)關(guān)閉，電氣聯(lián)鎖，以避免工件在拋丸室內(nèi)進(jìn)行拋丸處理時(shí)他人誤開(kāi)拋丸室門(mén)。 3 轉(zhuǎn)盤(pán)多吊鉤式拋丸清理機(jī) 拋丸器的設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)盤(pán)多吊鉤式 拋丸機(jī)的工作原理與特點(diǎn) 煙臺(tái)南山學(xué)院 5 組成 轉(zhuǎn)盤(pán)多吊鉤式 拋丸機(jī)的主要由拋丸器、丸砂分離器、工件載運(yùn)裝置、丸砂循環(huán)系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)及室體等組成。 ④ 設(shè)備工作可靠，整機(jī)造價(jià)較低，操作簡(jiǎn)單，維護(hù)簡(jiǎn) 單，具有較高的生產(chǎn)效率和勞動(dòng)生產(chǎn)率 。 ② 能夠?qū)崿F(xiàn)多方位清理，盡量減少清理死角。 設(shè)計(jì)任務(wù) 東營(yíng)昌瑞精鑄有限公司 是一家以對(duì)外供應(yīng)中、小型鑄件為主業(yè)的企業(yè)，其鑄件類(lèi)型主要是中小型 不銹鋼鑄件 ，該廠現(xiàn)在主要清理鑄件的方式是人工清理，這一方面增加 了工人的體力勞動(dòng)，同時(shí)還存在著清理效率低下、成本較高的缺陷，本次設(shè)計(jì)就是基于廠家的要求，為解決廠家清理鑄件表面遇到的困難，而設(shè)計(jì)研發(fā)的一套中、小型的鑄件表面型砂清理設(shè)備：拋丸清理機(jī)。 ⑥ 類(lèi)型：轉(zhuǎn)盤(pán)多吊鉤式拋丸機(jī)。型砂：粉粒狀，粒度為 ，堆積密度 mt??，溫度小于 250℃的中溫材料； 不銹鋼件上帶有 30%重量的型砂。 mm10003006 ??? 。 拋丸機(jī)設(shè)計(jì)（韓洋） 4 2 設(shè)計(jì)原始資料、任務(wù)與要求 原始資料 ① 中小型不銹鋼鑄件：?jiǎn)渭|(zhì)量≤ 2kg， 總質(zhì)量 ≤ 600kg。 ② 完成電控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，其主要內(nèi)容包括： 控制回路（主回路、輔助回路）的設(shè)計(jì)、電氣元件的選擇及電氣回路圖的繪制。 丸砂分離器設(shè)計(jì)包括：方案比較與選擇、簾幕式分離器的設(shè)計(jì)計(jì)算、螺旋滾筒篩的設(shè)計(jì)計(jì)算、螺旋給料器的設(shè)計(jì)。 本文主要完成的工作 ① 根據(jù)廠家對(duì)產(chǎn)品性能的要求，本文主要完成的工作是： 拋丸機(jī)主要組成部分的設(shè)計(jì)與計(jì)算，即拋丸器、丸砂分離器、工件載運(yùn)裝置、丸砂 循環(huán)系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)及室體等的設(shè)計(jì)與計(jì)算。 本論文的創(chuàng)新點(diǎn)主要有兩點(diǎn)： ① 用行星輪系吊鉤代替了原來(lái)的盤(pán)式吊鉤，在拋丸過(guò)程中，工 件既有自轉(zhuǎn)又有公轉(zhuǎn)，工件表面得到全方位的處理。采用最先進(jìn)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，對(duì)拋噴丸技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)和研究。目前國(guó)內(nèi)有關(guān)于爬壁噴丸或噴砂機(jī)器人的研究或報(bào)道，負(fù)載大多在 50Kg 以內(nèi)，而應(yīng)進(jìn)行大負(fù)載及爬壁拋丸機(jī)器人的研究。如采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控解決發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋拋丸清理機(jī)效果、效率及拋噴丸機(jī)的電氣控制水平；解決機(jī)械手的防護(hù)等。解決戶外移動(dòng)拋噴丸設(shè)備彈丸循環(huán)問(wèn)題。解決集裝箱行業(yè)薄鋼板，拋丸變形平面度在 2mm/m3以內(nèi)。 煙臺(tái)南山學(xué)院 3 現(xiàn)階段，拋噴丸清理技術(shù)主要向著節(jié)能、環(huán)保、高效、安全、經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展，相繼出現(xiàn)了形式多樣的清理機(jī)（如通過(guò)式拋丸清理機(jī)、轉(zhuǎn)臺(tái)式清理機(jī)、吊鉤式清理機(jī)、履帶式清理機(jī)、滾筒式清理機(jī)、鏈?zhǔn)角謇頇C(jī)、 噴丸式拋丸清理機(jī) 等），在技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)上主要是結(jié)合新技術(shù)（如先進(jìn)的虛擬制造技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)）、使用新材料（如使用新材料解決耐磨問(wèn)題）并與計(jì)算機(jī)技術(shù)（如軟件開(kāi)發(fā)）結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)拋丸機(jī)的 智能化、電子化及紅外遠(yuǎn)距離控制，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化清理。八十年代后，隨著我國(guó)改革開(kāi)放和由計(jì)劃經(jīng)濟(jì)向市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)軌，社會(huì)（市場(chǎng)）各個(gè)行業(yè)對(duì)拋丸清理工藝應(yīng)用和適用清理設(shè)備的需求更加廣泛與迫切。 進(jìn)入七十年代，拋噴丸技術(shù)領(lǐng)域逐漸形成自行技術(shù)開(kāi)發(fā)的能力，如 1964 年青島鑄機(jī)自行開(kāi)發(fā)了中國(guó)第一臺(tái)拋丸清理設(shè)備 —— Q3110 滾筒式拋丸清理機(jī)，至今仍是許多中小鑄造廠采用的主要清理設(shè)備的雛形，但其使用領(lǐng)域和范圍發(fā)生了突破。 早在五十年代末六十年代初，中國(guó)鑄機(jī)包括拋噴丸設(shè)備只能生產(chǎn)仿蘇產(chǎn)品，如： （ Q365 型）臺(tái)車(chē)式拋丸清理機(jī)， （ Q265 型）臺(tái)車(chē)式噴丸清理機(jī)， 323 型（ QB3210 型）履帶式半自動(dòng)拋丸清理機(jī)， 334M 型（ 2511 型）轉(zhuǎn)臺(tái)式噴丸機(jī)等產(chǎn)品。本設(shè)計(jì)就是基于廠家的要求，為實(shí)現(xiàn)對(duì)鑄件的機(jī)械化、自動(dòng)化清理而設(shè)計(jì)的。煙臺(tái)南山學(xué)院 1 拋丸機(jī)的設(shè)計(jì) 目錄 1 緒論 ……………………………………………………………………… 2 研究的背景及意義 ……………………………………………………… 2 研究的現(xiàn)狀 ……………………………………………………………… 2 本文主要完成的工作 …………………………………………………… 3 2 設(shè)計(jì)原始資料、任務(wù)與要求 ……………………………………………… 5 原始資料 ………………………………………………………………… 5 設(shè)計(jì)任務(wù) ………………………………………………………………… 5 設(shè)計(jì)要求 ………………………………………………………………… 5 3 轉(zhuǎn)盤(pán)多吊鉤式拋丸清理機(jī) 拋丸器的設(shè)計(jì) ………………………………… 5 引言 …………………………… … ……………… …… ………………… 5 彈丸的選用 ……………………………………………………………… 5 拋丸器磨損分析 ………………………………………………………… 7 拋丸器的設(shè)計(jì)計(jì)算 ……………………………………………………… 7 丸砂循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ………………………………………………… 21 4 丸砂分離器的設(shè)計(jì) ………… ……………………………………………… 27 分離器方案比較 ………………………………………………… 27 簾幕式分離器的設(shè)計(jì) ………………………………………………… 27 螺旋滾筒篩的設(shè)計(jì)計(jì)算 ………………………………………………… 30 5 轉(zhuǎn)盤(pán)吊鉤系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ……………………………………………………… 37 預(yù)選電動(dòng)機(jī) ……………………………………………………………… 37 行星輪系設(shè)計(jì) …………………………………………………………… 37 拋丸機(jī)室體的設(shè)計(jì) ………………………………………………… …… 43 6 電控系統(tǒng)的設(shè) 計(jì) …………………………………………………………… 46 控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及要求 ………………………………………………… 46 電氣線路的設(shè)計(jì) ………………………………………………………… 46 電氣元件的選擇 ………………………………………………………… 47 結(jié)論 …………………………………………………………………………… 52 致 謝 …………………………………………………………………………… 53 參考文獻(xiàn) …………………………………………………………… 54 拋丸機(jī)設(shè)計(jì)（韓洋） 2 1 緒 論 項(xiàng)目背景 隨著機(jī)械制造業(yè)的不斷發(fā)展，作為獲得毛坯、半成品乃至成品的鑄造業(yè)正在進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，而鑄件表面的快速、高效清理問(wèn)題已成為困擾一些中小企業(yè)特別是小型企業(yè)的問(wèn)題， 正因如此，許多企業(yè)（包括一些科研機(jī)構(gòu)在內(nèi)），都在不斷探討新方法、新工藝以滿足鑄造業(yè)對(duì)鑄件表面清理的要求。 東營(yíng)昌瑞精鑄有限公司 作為一家以生產(chǎn)中、小型不銹鋼鑄件為主業(yè)的企業(yè)，其鑄件類(lèi)型主要是中小型 不銹鋼鑄件 ，該廠現(xiàn)在對(duì)鑄件主要清理的方式是人工清理，這一方面增加了工人的體力勞動(dòng)，有損工人身體健康，存在安全隱患；同時(shí)還存在著清理效率低下、成本 較高、污染嚴(yán)重的缺陷。 研究的現(xiàn)狀 拋噴丸清理技術(shù)的發(fā)展歷程如同其他行業(yè)技術(shù)的發(fā)展一樣，經(jīng)歷了從仿制到自行開(kāi)發(fā)至快速發(fā)展的一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。那時(shí)對(duì)于拋噴丸清理技術(shù)與設(shè)備的 認(rèn)知是十分粗淺的、朦朧的，不具備自行開(kāi)發(fā)研制的能力，主要依賴(lài)外來(lái)圖紙，至多能夠進(jìn)行測(cè)繪設(shè)計(jì)。 八十年代之前，拋噴丸技術(shù)多是用于中、小鑄鍛件清理。清理技術(shù)日臻成熟 ，各種形式的拋丸機(jī)不斷涌現(xiàn)，應(yīng)用領(lǐng)域大幅擴(kuò)展。 根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查和從各種媒介得到的信息，可分析出拋丸 技術(shù)的發(fā)展方向和趨勢(shì)是： ① 薄板清理技術(shù)與設(shè)備 —— 主攻防變形課題。 ② 移動(dòng)式清理機(jī) —— 主攻彈丸密封與回收課題。 ③ 機(jī)器人（機(jī)械手）操縱清理機(jī) —— 主攻機(jī)器人（機(jī)械手）操縱技術(shù)課題。 ④ 爬壁式清理機(jī) —— 主攻機(jī)器人技術(shù)爬壁課題。 ⑤ 結(jié)構(gòu)形式、新工作機(jī)理開(kāi)發(fā)。 本設(shè)計(jì)是應(yīng) 東營(yíng)昌瑞精鑄有限公司的要求而設(shè)計(jì)的，同時(shí)又考慮到產(chǎn)品的后續(xù)發(fā)展，在對(duì)現(xiàn)有拋丸機(jī)大量調(diào)查、研究的基礎(chǔ)上，針對(duì)現(xiàn)有拋丸機(jī)存在的問(wèn)題作了改進(jìn)。 ② 拋丸器采用了“管式、管式曲線葉片”，提高了拋丸效率，減少了葉片的磨損量，增長(zhǎng)了葉片的使用壽命，降低了拋丸處理的成本。其中： 拋丸機(jī)設(shè)計(jì)（韓洋） 4 拋丸器設(shè)計(jì)包括： 彈丸選用、拋丸器的磨損、拋丸器的參數(shù)確定形式選擇與設(shè)計(jì)計(jì) 算、拋投 結(jié)構(gòu)形式及傳動(dòng)方式的選擇計(jì)算、主要傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)及 斗式提升機(jī)的選擇計(jì)算 。 工件載運(yùn)裝置設(shè)計(jì)包括： 預(yù)選電動(dòng)機(jī)、減速器、行星輪系設(shè)計(jì)、 拋丸機(jī)室體的設(shè)計(jì)。 ③ 主要圖紙： 拋丸機(jī)總裝圖 1張，斗式提升機(jī)圖 1 張，分離器裝配圖 1張， 電氣回路圖 1 張，部分零 件圖。 ② 最大生產(chǎn)率按質(zhì)量計(jì)算： 3000t/年（或 2880kg/h） ③ 工件最大外型尺寸：。 ④ 工件概況： 工件較復(fù)雜，形狀主要為輪殼形，桶型及板型。 ⑤ 清理時(shí)間： 10— 30min。 ⑦ 拋丸機(jī) 適用范圍：不銹鋼精密鑄件、鋁合金壓鑄件、鋅合金壓鑄件、銅鑄件、鑄鐵件、摩托車(chē)車(chē)架及鑄鋼制品件的表面清理、光飾、強(qiáng)化。 總體要求 ① 實(shí)現(xiàn)完全機(jī)械化，消除清砂工人的繁重的體力勞動(dòng)。 ③ 改善作業(yè)環(huán)境， 工作場(chǎng)地受污染程 度達(dá)到國(guó)家法定標(biāo)準(zhǔn)。 ⑤ 采用先進(jìn)拋丸清理技術(shù)。 區(qū)分拋丸設(shè)備型式的標(biāo)志主要是載運(yùn)工件的裝置，不同載運(yùn)鑄件的形式形成了不同的類(lèi)型，而拋丸機(jī)中拋丸器、丸砂分離器卻是拋丸機(jī)的核心設(shè)計(jì)部分。工件在清理室中被吊鉤帶動(dòng)，開(kāi)始公轉(zhuǎn)并同時(shí)自轉(zhuǎn)，同時(shí)拋丸器高速拋出的彈丸形成流丸束，均勻地打擊在工件表面上，使工件受到充分拋射，減少拋射死角，從而達(dá)到對(duì)工件清理、強(qiáng)化的目的。粉塵由風(fēng)機(jī)吸送到除塵器中過(guò)濾，清潔空氣排入大氣中，布袋上的灰塵經(jīng)機(jī)械震打落入除塵器底部的集塵箱中，用戶可定期清理，廢砂由廢料 管流出，用戶可回收再利用。 特點(diǎn) 其處理效果好、生產(chǎn)率高、投資較低、污染少、勞動(dòng)強(qiáng)度低、易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，用于大批量生產(chǎn)。 適用范圍 該設(shè)備適合用于各行業(yè)中的小型鑄件，鍛件，沖壓件，齒輪，彈簧等件的清砂，除銹，去氧化皮和表面強(qiáng)化，特別是用于怕 碰撞的零件的清理以強(qiáng)化； 吊鉤可設(shè)多個(gè)，轉(zhuǎn)盤(pán)自轉(zhuǎn)、吊鉤公轉(zhuǎn)以使工件各個(gè)面均被清理。一般情況下，彈丸選擇的根據(jù)是被清理件的材質(zhì)、厚度、尺寸大小以及對(duì)工件表面的要求等。 此外在選用時(shí)，還應(yīng)考慮下列因素： ① 彈丸的粒度 彈丸的粒度表示彈丸的直徑，粒度大直徑也大。但工件表面彈痕深，所形成的工件表面粗糙度大，單位時(shí)間內(nèi)對(duì)工件的打擊次數(shù)也比較少。理想的彈丸應(yīng)是大，中，小粒度彈丸的組合。這樣，單位重量的彈丸才具有最