田建忠

懸卦式砂輪清磨機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與應(yīng)用場合

田建忠

（太原機(jī)車車輛配件廠開發(fā)部，山西太原030003）

針對工業(yè)制造業(yè)大型鑄件澆冒口切割后修磨量大的實(shí)際問題，通過現(xiàn)狀分析和工藝驗(yàn)證，設(shè)計(jì)出具有高效、安全、便捷的懸卦式砂輪清磨機(jī)，以滿足現(xiàn)場生產(chǎn)對大型鑄件的清磨需要，實(shí)際應(yīng)用后提高了工作效率，減輕了工人的勞動強(qiáng)度，從而進(jìn)一步降低了產(chǎn)品的制造成本，取得了較好的應(yīng)用效果。

砂輪清磨機(jī)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；應(yīng)用場合

工業(yè)制造企業(yè)在大型鑄件的生產(chǎn)實(shí)踐中，為了滿足產(chǎn)品的質(zhì)量要求，從工藝設(shè)計(jì)角度對鑄件澆冒系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有著嚴(yán)格的規(guī)定和要求，其形狀、尺寸較中、小型鑄件要大出許多，以滿足鑄件澆注后及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)縮的工藝質(zhì)量要求。為了在切割澆冒口時(shí)不傷及本體，切割后的殘余高度比鑄件表面要高出5～8 mm，鑄件需要清磨時(shí)，若采用傳統(tǒng)的手持式砂輪機(jī)往往費(fèi)工費(fèi)時(shí)，勞動強(qiáng)度大，操作者體力消耗多，從而加大了生產(chǎn)制造成本，成為制約生產(chǎn)任務(wù)順利完成的主要瓶徑之一，因此選擇高效、可靠、適用的清磨方法和手段就顯得十分必要。

1 懸卦式砂輪清磨機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[1]

針對生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場大型鑄件澆冒口切割后清磨量大的實(shí)際問題，克服采用手持式砂輪機(jī)工作效率低、作業(yè)時(shí)間長的弊端，需要采用有效措施，選擇安全、高效、便捷的解決方案，以達(dá)到提高生產(chǎn)效率、降低工人勞動強(qiáng)度的目的，根據(jù)以上要求，設(shè)計(jì)出懸卦式砂輪清磨機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖見圖1所示。

圖1 懸掛式砂輪清磨機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖

為了直觀地顯示出懸卦式砂輪清磨機(jī)的結(jié)構(gòu)原理與外觀特征，畫出其三維效果圖如圖2所示[2]。具體使用時(shí)，應(yīng)將工件固定在工作臺面上（工件自重足夠時(shí)可以不考慮緊固），鑄件的待清磨工作表面放置在上面，懸卦式砂輪清磨機(jī)吊鏈組成4的鏈條應(yīng)牢固地懸掛在支架橫梁上，調(diào)節(jié)高度至合適位置，以方便砂輪的清磨，通過控制手把8的高度和左右平衡位置來調(diào)節(jié)磨削力的大小，不可用力過大，以免損壞砂輪。

懸卦式砂輪清磨機(jī)主要由三相異步電動機(jī)3、砂輪架9、主軸總成10、三角膠帶4、吊鏈組成8等零部件組成。為了安全起見，在砂輪的上部加裝了防護(hù)罩13.

主要技術(shù)參數(shù)如下：

三相異步電動機(jī)型號：Y132S-4；功率：7.5 kW；轉(zhuǎn)速：1 440 r/min；

三角皮帶型號：B2616Ld2659GB/T1171-2006；

砂輪型號：φ300×127×40；

圖2 懸掛式砂輪清磨機(jī)三維效果圖

主軸總成是懸掛式砂輪清磨機(jī)的主要部件，為了清楚地反映出主軸總成的結(jié)構(gòu)原理，畫出其三維爆炸圖如圖3所示。

圖3 懸掛式砂輪清磨機(jī)主軸總成三維爆炸圖

工作時(shí)，啟動三相異步電動機(jī)的電源開關(guān)，電動機(jī)轉(zhuǎn)動，通過電動機(jī)輸出軸上的平鍵帶動電動機(jī)皮帶輪一同旋轉(zhuǎn)，依靠三角皮帶將動力傳遞到主軸總成的主軸皮帶輪12上，依托鍵6驅(qū)動主軸5一同旋轉(zhuǎn)，主軸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，通過鍵4和與其聯(lián)接在一起的砂輪盤座1、砂輪盤蓋3與砂輪2一同轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)對工件的清磨。

為了確保主軸總成運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的平穩(wěn)性和剛度要求，主軸材質(zhì)采用40Cr合金鋼調(diào)質(zhì)處理[3]，熱處理硬度48 HRC～52 HRC，在左右軸承座8中各安裝了兩盤深溝球軸承60000型，以滿足鑄件清磨時(shí)沖擊、振動對設(shè)備帶來的不利因素。

砂輪主要靠砂輪盤座、砂輪盤蓋的軸向摩擦擠壓帶動實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，對砂輪的夾持力如果過緊，容易將砂輪損壞，反之砂輪沒有得到足夠的側(cè)壓力，就不能對工件進(jìn)行有效的施力進(jìn)行清磨，因此夾緊力的大小應(yīng)適宜。

懸掛式砂輪清磨機(jī)，除了能對大型鑄件的澆冒口殘留部分進(jìn)行有效清磨外，還可對鑄件的皮縫、多肉、各種鑄造缺陷進(jìn)行修磨，同時(shí)也適用于磨削不銹鋼、鈦錠、合金鋼、特種鋼、鋼錠及各種金屬的裂縫、夾碳、毛邊等，是鋼廠及鑄造行業(yè)的專用磨削設(shè)備，尤其是磨削鈦、不銹鋼等材料更能體現(xiàn)出維修率低、生產(chǎn)效率高的優(yōu)越性。

2 懸卦式砂輪清磨機(jī)操作要點(diǎn)

（1）使用前先檢查吊鏈組成是否牢固安全，工件位置是否穩(wěn)定可靠。

（2）第一次使用時(shí)，先觀察電動機(jī)的轉(zhuǎn)向是否正確，正常情況下，磨削火花是往電動機(jī)方向噴射，反之，應(yīng)立即關(guān)機(jī)檢查電路是否正常。

（3）砂輪機(jī)啟動后，應(yīng)在砂輪機(jī)旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)后再進(jìn)行磨削。若砂輪機(jī)跳動明顯，應(yīng)及時(shí)停機(jī)檢修。

（4）磨削時(shí)用力不宜過大，以免損壞砂輪或傷及工件非清磨表面。

（5）根據(jù)砂輪使用要求，選擇與清磨機(jī)主軸轉(zhuǎn)數(shù)相符合的砂輪。

（6）新領(lǐng)的砂輪要有出廠合格證，或檢查試驗(yàn)標(biāo)志。安裝前如發(fā)現(xiàn)砂輪的質(zhì)量、硬度、粒度和外觀有裂縫等缺陷時(shí)，不得使用。

（7）安裝砂輪時(shí)，砂輪的內(nèi)孔與主軸配合的間隙不宜太緊，應(yīng)按松動配合的技術(shù)要求，一般控制在0.05 mm～0.10 mm之間。

懸卦式砂輪清磨機(jī)現(xiàn)場使用情況見圖4所示。

圖4 懸掛式砂輪清磨機(jī)現(xiàn)場使用情況

現(xiàn)場實(shí)際使用時(shí)，還可借助活動軟管收集清磨過程中的粉塵，通過配制專業(yè)除塵設(shè)備來進(jìn)一步凈化工作環(huán)境，改善作業(yè)條件，達(dá)到安全文明生產(chǎn)的環(huán)保要求。

3 結(jié)束語

懸卦式砂輪清磨機(jī)自投入使用以來，極大地方便了現(xiàn)場工人的操作，工作效率也得到了顯著提高，具體來講有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

（1）投資少、見效快。通過自制就可實(shí)現(xiàn)大磨削量快速清磨，無需投入大量資金用于技術(shù)改造。

（2）操作簡單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用。對操作者的技術(shù)等級要求不高，只要按照動作要領(lǐng)進(jìn)行操作，就可十分便捷、有效、經(jīng)濟(jì)地解決鑄件的清磨問題。

（3）安全可靠、效率較高。由于采用了力臂式吊掛結(jié)構(gòu)，加上大規(guī)格砂輪和自重壓力，操作起來十分方便，生產(chǎn)效率較手持式砂輪機(jī)提高3～5倍。

（4）通過吊掛裝置高度的適時(shí)調(diào)整，可以滿足不同產(chǎn)品的清磨工作，因此該解決方案具有推廣和應(yīng)用價(jià)值。

[1]于惠力，馮新敏.現(xiàn)代機(jī)械零部件設(shè)計(jì)手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2013.

[2]尚鳳武.CAXA創(chuàng)新三維CAD教程[M].北京：航空航天大學(xué)出版社，2004.

[3]史美堂，金屬材料及熱處理[M].上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1984.

Structure Design and Application Situation of Suspension Type Grinding Wheel Grinding Machine

TIAN Jian-zhong
（Taiyuan Locomotive and Vehicle Accessories Factory，Taiyuan Shanxi 030003，China）

for the manufacturing of large castings riser cutting after grinding a large amount of practical problems，through the analysis of the status and process validation,design is efficient，safe and convenient hanging type grinding mill in Qing Gua，meet the production of large castings cleaning mill after the practical application needs，improve work efficiency，reduce the labor intensity of the workers，so as to further reduce the manufacturing cost of the products，and achieved good application effect.

grinding wheel cleaning machiner；structural designr；application situation

TG580.2

A

1672-545X（2017）07-0163-02

2017-04-17

田建忠（1958-），男，山西太原人，工程師，研究方向：鐵路機(jī)車車輛新產(chǎn)品研發(fā)。