摘要：齒輪，一直以來(lái)對其內在質(zhì)量和表面質(zhì)量的要求都在不斷地提高。提高齒輪的表面質(zhì)量一般都是通過(guò)拋丸清理實(shí)現的，本文講述了一種新型雙工位臺車(chē)式齒輪強化拋丸清理機，不僅可一次性有效地對齒輪表面進(jìn)行清理強化，更是將生產(chǎn)效率提高了一倍。
關(guān)鍵詞：齒輪強化；拋丸清理；雙工位

1、前言
隨著(zhù)我國裝備制造業(yè)的不斷發(fā)展，對各種裝備的組成零部件的質(zhì)量要求越來(lái)越高，而齒輪是各種機械裝備中不可缺少的組成部分，所以，齒輪的內在質(zhì)量及表面質(zhì)量也越來(lái)越被各生產(chǎn)廠(chǎng)家所重視，尤其是齒輪的表面質(zhì)量，因為表面質(zhì)量不僅決定著(zhù)齒輪的機械性能及使用壽命，更決定著(zhù)齒輪傳動(dòng)的準確性和平穩性，以及傳動(dòng)過(guò)程中功率的損失大小。提高齒輪的表面質(zhì)量一般都是通過(guò)拋丸清理實(shí)現的，但是，一般類(lèi)型的清理設備對齒輪進(jìn)行清理已無(wú)法滿(mǎn)足生產(chǎn)率和表面質(zhì)量的要求，為了進(jìn)一步提高齒輪的表面質(zhì)量，研制一種多工位高效率的拋丸清理設備已成為必然。
公司通過(guò)多次試驗和改進(jìn)，已成功地研制出QN3615型雙工位臺車(chē)式齒輪強化拋丸清理機，該設備較突出的創(chuàng )新之處就是分別將兩個(gè)自轉臺車(chē)固定在拋丸室的兩個(gè)大門(mén)上，通過(guò)門(mén)軸旋轉來(lái)實(shí)現臺車(chē)進(jìn)出拋丸室，實(shí)現雙工位清理，將生產(chǎn)效率提高一倍。臺車(chē)自轉采用變頻調速以實(shí)現不同工件(齒輪)以不同的速度進(jìn)行清理，從而有效地清除齒輪表面的粘砂、氧化皮、油污等附著(zhù)物，同時(shí)對齒輪表面進(jìn)行強化，提高表面的硬度及韌性，消除內應力，從根本上提高齒輪的質(zhì)量。
2設備簡(jiǎn)介及功能概述
該項目是公司根據市場(chǎng)需求而確立的，項目確立之后，公司組織專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員在三十多年設計生產(chǎn)經(jīng)驗的基礎上，吸收借鑒國際先進(jìn)技術(shù)，獨立研制開(kāi)發(fā)出了技術(shù)先進(jìn)、性能可靠、高效環(huán)保的QN3615型雙工位臺車(chē)式齒輪強化拋丸清理機，滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求。這種齒輪強化拋丸清理機屬臺車(chē)式拋丸清理機范疇，但又比傳統簡(jiǎn)單的臺車(chē)式拋丸清理機有著(zhù)很大的技術(shù)突破及結構創(chuàng )新，一改傳統的減速機驅動(dòng)臺車(chē)行走進(jìn)出拋丸清理室的方式，分別將兩個(gè)臺車(chē)固定在拋丸清理室的大門(mén)上，通過(guò)大門(mén)的開(kāi)關(guān)實(shí)現臺車(chē)進(jìn)出拋丸室。當一扇大門(mén)帶著(zhù)裝載著(zhù)工件的臺車(chē)在拋丸室內進(jìn)行清理時(shí)，另外一扇大門(mén)在拋丸室外裝卸工件，使生產(chǎn)效率提高了一倍。而且每個(gè)臺車(chē)都可實(shí)現變頻自轉，滿(mǎn)足不同工件的清理需要。
該設備通過(guò)高效率的懸臂離心式拋丸器拋出高速彈丸，打擊在齒輪的表面，除去表面氧化皮及其它附著(zhù)物。齒輪放在可自轉的臺車(chē)轉臺上，各個(gè)齒輪經(jīng)過(guò)多次拋噴丸清理后，表面的氧化皮、雜質(zhì)、油污及灰塵等均被除掉，使齒輪表面露出金屬本色，同時(shí)通過(guò)拋丸處理能消除集中應力，使齒輪表面得到強化，提高齒輪的抗疲勞、抗腐蝕性能。另外通過(guò)拋丸清理后，能使齒輪表面具有均勻的粗糙度，大大提高齒輪傳動(dòng)的準確率，減少功率損失。
3主要內容
3．1研制內容
本項目的主要研制內容是研制出兩套先進(jìn)可靠的工件傳動(dòng)系統，可以順暢地使大門(mén)帶著(zhù)裝載工件的臺車(chē)進(jìn)出拋丸室，而臺車(chē)的較大載重為5t，再加上臺車(chē)及大門(mén)的自重，要靠怎樣的驅動(dòng)力及傳動(dòng)系統才能實(shí)現這一功能成了該項目所要攻克的主要難關(guān)。為此，研發(fā)小組人員采用減速機一齒輪傳動(dòng)，將減速機固定在拋丸室頂部，輸出軸裝有小齒輪，與裝有大齒輪的門(mén)軸嚙合，門(mén)軸與大門(mén)連接，臺車(chē)固定在大門(mén)上，這樣臺車(chē)、大門(mén)、門(mén)軸、大門(mén)支撐等就組成了工件傳動(dòng)系統。
3．2關(guān)鍵技術(shù)工藝
該項目的關(guān)鍵技術(shù)工藝就是工件傳動(dòng)系統的結構工藝和傳動(dòng)工藝。將臺車(chē)固定在大門(mén)上，這一突破性的結構創(chuàng )新解決了臺車(chē)清理機占地面積過(guò)大、能耗高的問(wèn)題。但是，要采用怎樣的傳動(dòng)方式才能使大門(mén)及臺車(chē)在負載的情況下順利自如的開(kāi)關(guān)，是所要解決的關(guān)鍵工藝之一。為此，特別設計了兩根高強度門(mén)軸。門(mén)軸上部裝有大齒輪，與固定在拋丸室頂部的減速齒輪嚙合，由減速機帶動(dòng)旋轉。門(mén)軸與大門(mén)相聯(lián)，門(mén)軸下端裝有兩個(gè)軸承，一個(gè)推力球軸承，一個(gè)圓柱滾子軸承，既保證了其承載力，又轉動(dòng)自如。通過(guò)控制固定在拋丸室體頂部的減速機來(lái)實(shí)現門(mén)軸的正反轉，實(shí)現大門(mén)的開(kāi)關(guān)。
4主要技術(shù)指標(QN3615型)
(1)一次清理工件的較大尺寸
較大尺寸：φ1700x1500(mm)
(2)拋丸器
型號：Q0338
葉輪直徑：φ420mm
電機功率：22kW
拋丸器數量：3臺
拋丸量：3x280kg／min
(3)提升機
提升量：70t／h
皮帶速度：>1．2m／s
功率：5．5kW
(4)分離器
分離量：70t／}1
分離區風(fēng)速：45m／s
功率：4kW
(5)縱向螺旋輸送器
輸送量：70t／h
功率：4kW
(6)收丸螺旋輸送器
輸送量：2O
功率：2．2kW
(7)臺車(chē)機構
臺車(chē)載重：5000kg
臺車(chē)轉臺尺寸：2000mm
臺車(chē)自轉電機功率：3kW
大門(mén)開(kāi)關(guān)電機功率：2．2kW
(8)風(fēng)量
總風(fēng)量：20000m3／h
清理室：約16000m3／h
分離器：約4000m3／h
風(fēng)機功率：22kW
(9)總功率：114kW
QN3615型雙工位臺車(chē)式齒輪強化拋丸清理機的粉塵排放、噪聲等指標均達到國家有關(guān)標準的要求。
5主要功能部件
QN3615型雙工位臺車(chē)齒輪強化拋丸清理機主要由拋丸清理室、大門(mén)及臺車(chē)機構、螺旋輸送器、提升機、分離器、拋丸器總成、維修平臺、供丸系統、地基、除塵系統、電氣控制部分等部件組成(圖1)。
圖1、QN3615型雙T位臺車(chē)齒輪強化拋丸清理機外型圖
1．大門(mén)及臺車(chē)機構2．維修平臺3．螺旋輸送器4．提升機5．拋丸清理室6．拋丸器總成7．供丸系統8．分離器9．基礎10．除塵系統11．電氣控制系統
(1)大門(mén)臺車(chē)機構
大門(mén)及臺車(chē)機構即工件傳動(dòng)系統，由臺車(chē)、大門(mén)、門(mén)軸、大門(mén)支撐等組成。將臺車(chē)固定到大門(mén)上，通過(guò)門(mén)軸旋轉來(lái)實(shí)現臺車(chē)進(jìn)出拋丸室，實(shí)現雙工位清理，將生產(chǎn)效率提高一倍，并且臺車(chē)采用耐磨護板防護，以延長(cháng)其壽命，臺車(chē)自轉采用變頻調速以實(shí)現不同工件以不同的速度清理。
(2)拋丸器總成
拋丸室上裝有3臺Q0338型拋丸器總成，可以對通過(guò)的工件進(jìn)行一次性?huà)佂枨謇怼佂杵骺偝捎蓲佂杵鳌㈦姍C等組成(圖2)。
圖2拋丸器總成
本機所用Q0338型離心式拋丸器具有高效、安裝維修方便、占用空間小、能進(jìn)行左右旋轉等優(yōu)點(diǎn)。葉片在迅速旋轉的過(guò)程中靠離心力的作用固定，不需任何固定裝夾具。拆卸八片只需10～20min。
(3)螺旋輸送器
該機的螺旋輸送器分為縱向螺旋輸送器及收丸螺旋輸送器兩種。縱向螺旋輸送器位于拋丸室和密封室的底部，螺旋葉片焊裝在傳動(dòng)軸上。工作時(shí)，輸送器電機通過(guò)擺線(xiàn)針輪減速機驅動(dòng)螺旋軸旋轉，將丸料輸送至卸料口，然后由卸料口流人提升機；收丸螺旋輸送器位于拋丸室外收丸料斗的底部，卸料口與縱向螺旋聯(lián)接，用于收集臺車(chē)裝卸工件時(shí)散落的彈丸，T作時(shí)，收丸螺旋輸送器將臺車(chē)上帶出的丸料輸送至縱向螺旋。
(4)提升機
斗式提升機由擺線(xiàn)針輪減速器、上下滾筒、輸送膠帶、料斗、封閉料筒和漲緊裝置組成(圖3)。
圖3提升機結構示意圖
斗式提升機的進(jìn)料口與橫向螺旋輸送器相連，其出料口與分離器相連。提升機罩殼上設有檢修門(mén)，可維修及更換料斗。打開(kāi)下罩殼上的門(mén)蓋，可以維修下部傳動(dòng)，并且排除其底部彈丸堵塞。本機采用平皮帶傳動(dòng)。_丁作時(shí)，固定在輸送膠帶上的料斗將提升機底部的丸料刮起，同時(shí)接收從橫向螺旋輸送器流人的丸料。然后在提升機電機的驅動(dòng)下，將丸料輸送至提升機頂部，較后靠離心重力方式落料，將丸料輸入分離器螺旋內。
提升機上部設有一套漲緊裝置。當皮帶松馳時(shí)，應該調節提升機上部?jì)蓚鹊恼{整螺栓，漲緊皮帶，調整范圍為0～100mm。
(5)分離器
本機配置滿(mǎn)幕簾式丸砂分離器。丸料從斗式提升機流人篩筒，丸砂混合物中的雜物(毛刺、釘和芯鐵等)由分離器篩筒內螺旋片帶走。篩筒外螺旋將丸砂混合物沿分離器均布，從而形成滿(mǎn)流幕狀態(tài)，而進(jìn)入了下面的風(fēng)選階段。此時(shí)，除塵器風(fēng)機通過(guò)分離器抽風(fēng)孔抽風(fēng)，將彈丸和金屬氧化皮碎片、破碎彈丸、粉塵有效分離，大顆粒廢料從分離器丸料溢流口流出，細小丸料、粉塵從廢料出口流出，彈丸進(jìn)入丸料倉進(jìn)行循環(huán)。
調整分離器的垂直調節擋板與水平調節擋板之間的縫口，可以改變布料層的厚度及運動(dòng)軌跡，并配合調整分離區的調節擋板，可獲得良好的分離效果。關(guān)于分離器的工作原理請參見(jiàn)圖4。
圖4分離器工作原理圖
1．分離器螺旋2．大顆粒物料卸出管3．調節板4．一*分離板5．二*分離板6．丸料倉7．電磁閘門(mén)8．未分離完全物料9．廢料
(6)通風(fēng)除塵系統
除塵系統由濾筒式除塵器(HRX54)、離心式高壓風(fēng)機、管道和排塵煙囪組成。
拋丸清理機工作時(shí)產(chǎn)生的含塵氣流經(jīng)過(guò)連接管道進(jìn)入濾筒式除塵器。含塵氣流在旋風(fēng)體罩殼的作用下形成旋風(fēng)，大顆粒灰塵沉降在灰斗內，帶有小顆粒灰塵的氣流經(jīng)濾筒過(guò)濾后，通過(guò)高壓離心式通風(fēng)機抽人煙囪向高空排放。排放后的粉塵濃度不高于120mg／m，符合國家環(huán)保局規定的排放標準。
本設備通過(guò)高壓離心風(fēng)機抽風(fēng)使室體內形成一定負壓，使工作時(shí)產(chǎn)生的粉塵不向室體外飄溢，從而使設備周?chē)姆蹓m濃度低于100mg／m。
(7)電控系統
該系統使用13本OMRON公司生產(chǎn)的可編程序控制器控制，具有手動(dòng)和自動(dòng)兩種控制方式，在控制系統中還采用了檢測元件，能夠根據實(shí)際情況進(jìn)行故障診斷及報警。同時(shí)系統具有良好的互鎖、自鎖及安全保護措施，確保了設備和操作人員的人身安全。
6設備清理強化工藝流程
將工件(齒輪)裝在一扇大門(mén)的臺車(chē)上關(guān)閉大門(mén)一除塵系統開(kāi)循環(huán)系統開(kāi)_÷拋丸器開(kāi)對齒輪進(jìn)行拋丸清理強化一清理完畢拋丸器關(guān)循環(huán)系統關(guān)除塵器關(guān)一大門(mén)打開(kāi)卸工件。
一扇大門(mén)帶著(zhù)臺車(chē)載著(zhù)工件在拋丸室內接受拋丸的同時(shí)，在拋丸室外另一扇大門(mén)的臺車(chē)上裝載工件，拋丸室內的工件清理完畢后，另一扇大門(mén)帶著(zhù)臺車(chē)載著(zhù)工件按照上述工藝流程進(jìn)行工作。已清理完畢的大門(mén)臺車(chē)在拋丸室外卸工件，生產(chǎn)效率提高一倍。
7結束語(yǔ)
該設備自研制成功后，已在用戶(hù)處安裝使用，用戶(hù)反映清理效果很好，經(jīng)過(guò)清理后的齒輪，表面強度大大增強，更堅固耐用，傳動(dòng)更精準。隨著(zhù)我國裝備制造業(yè)的不斷發(fā)展，齒輪強化拋丸清理機的市場(chǎng)前景十分廣闊。另外，根據國際市場(chǎng)調查情況來(lái)看，國際上對齒輪強化拋丸清理機的需求量也十分大，所以，公司在穩踞國內市場(chǎng)的同時(shí)，力拓國際市場(chǎng)，為雙星機械更好的走向世界邁出堅實(shí)的一步。
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