劉 瓊

（國核寶鈦鋯業(yè)股份公司坯料與板帶制造廠，陜西寶雞 721014）

拋丸機是一種利用拋丸器拋出的高速彈丸消除材料表面的一些附著物、強化工件表面或改善工件表面粗糙度的表面處理設(shè)備。該設(shè)備在鑄造業(yè)表面清理、冶金礦山、機械制造、汽車拖拉機、兵器制造、輕紡機械、船舶車輛、航空宇航、建筑裝飾等不同行業(yè)都得到廣泛應(yīng)用，其工藝范圍亦從鑄鍛件的表面清理擴展到金屬結(jié)構(gòu)件的強化、表面加工、拋噴丸成形等不同的領(lǐng)域[1～6]。

在鋯合金管棒坯生產(chǎn)過程中，拋丸機主要用于去除鍛造棒坯表面的氧化皮，以保證淬火工序的控溫精度和機加工序的易操作性。目前在鋯合金管棒坯生產(chǎn)線使用履帶式拋丸機過程中，棒坯容易從拋丸室中間位置移動至邊部位置，這不僅影響了鍛造棒坯表面氧化皮去除的均勻性，而且不利于棒坯從拋丸室取出，因此對棒坯在拋丸機中的跑偏問題進行了分析研究。

1 試驗方法

試驗在鋯合金管棒坯生產(chǎn)線的履帶式拋丸機上進行，該設(shè)備適用工件規(guī)格為 210 mm～260 mm×400mm～800mm.試驗選取 225mm×450mm、225 mm×500 mm、 225 mm×600 mm三種規(guī)格的鋯合金鍛造棒坯各兩根，前兩種規(guī)格滿足鋯合金管棒坯生產(chǎn)用棒坯規(guī)格范圍，第三種規(guī)格滿足設(shè)備能力允許范圍。

試驗共分為兩組，第一組分析坯料長度對跑偏的影響：在相同的拋丸參數(shù)下，使用三種長度的坯料各兩個進行拋丸；第二組研究坯料頭尾直徑偏差對跑偏的影響：在相同的拋丸參數(shù)下，使用頭尾直徑具有一定偏差的坯料在頭尾對調(diào)前后各進行一次拋丸。每次拋丸準(zhǔn)備時，機械手將坯料放入拋丸室的中間位置，拋丸結(jié)束后觀察坯料在拋丸室的跑偏情況。試驗方案見表1.

表1 拋丸試驗方案

2 試驗結(jié)果及分析

2.1 長度對跑偏的影響

第一組試驗過程中，發(fā)現(xiàn)在相同拋丸參數(shù)下，450 mm、500 mm、600 mm三種長度的棒坯分別完成兩次拋丸后，棒坯均向拋丸室的右側(cè)跑偏。

試驗中三種長度的棒坯均在設(shè)備允許長度400 mm～800 mm范圍和生產(chǎn)用棒坯長度范圍內(nèi)，這說明在該履帶式拋丸設(shè)備能力范圍內(nèi)，生產(chǎn)中允許的不同長度棒坯發(fā)生同一方向的跑偏現(xiàn)象不受棒坯長度的影響。

2.2 直徑偏差對跑偏的影響

第二組試驗完成8次拋丸后，發(fā)現(xiàn)在同樣的拋丸條件下，棒坯均向同一方向（拋丸室的右側(cè)）跑偏。從表2可以看出棒坯頭尾直徑偏差在軸向上依次出現(xiàn) 0 mm、1 mm、2 mm、3 mm、4 mm和 6 mm.1號棒坯的2號位置頭尾偏差達(dá)到最大值6 mm，并且整根棒坯頭尾偏差均較大；3號管坯頭尾偏差比較小，且比較均勻。試驗中頭尾不同程度直徑偏差的棒坯均向同一方向跑偏，這說明在履帶式拋丸機上鍛造棒坯發(fā)生同一方向跑偏的現(xiàn)象不受棒坯頭尾直徑偏差的影響。

通過對鍛造棒坯長度、鍛造棒坯頭尾尺寸偏差對拋丸機跑偏原因的試驗研究，發(fā)現(xiàn)在同樣的拋丸條件下，不同長度和不同頭尾直徑偏差的棒坯料均向拋丸室的右側(cè)跑偏，這說明在設(shè)備能力允許范圍內(nèi)和生產(chǎn)棒坯規(guī)格允許范圍內(nèi)棒坯長度及頭尾直徑偏差對棒坯履帶式拋丸機的跑偏現(xiàn)象并不產(chǎn)生影響，跑偏問題有可能是設(shè)備本身問題造成。

表2 棒坯頭尾尺寸偏差

鋯合金管棒坯生產(chǎn)線所使用的拋丸機是以橡膠履帶作為工件承載體的滾筒式拋丸清理機，它包括拋丸器、橡膠履帶、清理室、門、提升機、丸砂分離器和上下料機械手等裝置。設(shè)備工作時，丸砂提升分離機構(gòu)將彈丸、碎丸、粉塵進行分離得到合格的彈丸，彈丸靠自重通過拋丸器溜槽進入高速旋轉(zhuǎn)（速度可由變頻器控制）的分丸輪并與其一起旋轉(zhuǎn)，在離心力作用下彈丸進入定向套并在定向套的矩形窗口拋出，再通過高速旋轉(zhuǎn)的葉片，彈丸在葉片表面由內(nèi)而外做加速運動，最后以一定的線速度呈扇形拋向工件，從而使工件表面得到拋丸清理。拋丸室內(nèi)的履帶旋轉(zhuǎn)時帶動工件翻滾，安裝在拋丸室中心的端盤（導(dǎo)向盤），支撐履帶形成受料空間，使拋丸室內(nèi)工件的外表面得到拋丸清理。拋丸室主要結(jié)構(gòu)見圖1.

圖1 履帶式拋丸機拋丸室結(jié)構(gòu)圖

該設(shè)備采用的承載體材質(zhì)為高強度和剛性較好的橡膠履帶，對于較大工件來說也可以有效防止其產(chǎn)生凹陷和跑偏現(xiàn)象。而履帶傳輸由驅(qū)動軸、支撐軸、從動軸、張緊軸支持。驅(qū)動軸由減速機驅(qū)動回轉(zhuǎn)，從動軸和張緊軸支撐的履帶隨之轉(zhuǎn)動。從履帶傳輸?shù)恼麄€機構(gòu)來看，各個軸之間的傳動與履帶的轉(zhuǎn)動密切相關(guān)，從動軸和張緊軸直接影響履帶的轉(zhuǎn)動，一旦履帶兩端張緊軸的張緊程度不一致將會導(dǎo)致履帶發(fā)生局部凹陷及轉(zhuǎn)速不均等情況，帶動工件運動時發(fā)生跑偏。因此隨時檢查調(diào)節(jié)張緊軸兩端螺栓，使整個履帶張緊均勻適宜可以有效防止工件跑偏。

3 結(jié) 論

通過對鋯合金管棒坯生產(chǎn)線所使用的履帶式拋丸機鍛造棒坯跑偏原因的分析，主要得出以下結(jié)論：

1）在滿足生產(chǎn)坯料規(guī)格要求的基礎(chǔ)上，在設(shè)備能力允許范圍內(nèi)（履帶式拋丸機適用工件規(guī)格為 210 mm-260 mm× 400 mm-800 mm），履帶式拋丸機所產(chǎn)生的同一方向跑偏現(xiàn)象不受棒坯長度和棒坯頭尾直徑偏差的影響。

2）在履帶傳輸機構(gòu)中，從動軸和張緊軸直接影響履帶的轉(zhuǎn)動，履帶兩端張緊軸的張緊程度不一致將會導(dǎo)致履帶發(fā)生局部凹陷及轉(zhuǎn)速不均等情況，引起坯料跑偏。隨時檢查調(diào)節(jié)張緊軸兩端螺栓，可以使整個履帶張緊均勻適宜，有效防止坯料跑偏。

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