很多公司都發(fā)生過拋丸機(jī)葉片斷裂失效擊傷產(chǎn)品事件,給公司造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。為解決這一技術(shù)難題,通過對(duì)葉片材質(zhì)制造工藝、裝配工藝試驗(yàn)研究,得出按照新工藝制造的葉片使用壽命延長至30天左右(原使用壽命7~10天),并解決了葉片破碎失效、擊傷產(chǎn)品的技術(shù)難題。
1.現(xiàn)狀分析
????拋丸機(jī)是一種利用高速彈丸拋射以達(dá)到對(duì)鑄造件、鍛造件等去除表面粘砂及氧化皮的鑄造機(jī)械設(shè)備。一般主要由4個(gè)系統(tǒng)組成:
(1)拋丸系統(tǒng)。其核心器件為拋丸器,通過電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)葉片高速旋轉(zhuǎn),將彈丸拋射到鑄件表面除去氧化鐵皮。
(2)使鑄件在清理過程中連續(xù)不斷運(yùn)行和翻轉(zhuǎn)的承載系統(tǒng)。
(3)保證彈丸收集、分離和運(yùn)輸?shù)耐枇7蛛x系統(tǒng)。
(4)收集拋丸過程中的大量粉塵,減少彈丸對(duì)拋丸機(jī)磨損的粉塵過濾收集系統(tǒng)。
????拋丸器中葉片的作用為通過自身的高速旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)彈丸在其表面上進(jìn)行運(yùn)動(dòng),隨著彈丸向前運(yùn)動(dòng),滑動(dòng)或滾動(dòng)壓力逐漸增大,彈丸由于受到慣性力的作用緊壓在葉片上同時(shí)在離心力的作用下,彈丸在葉片上不斷加速,**高速射出。因此葉片離主軸的遠(yuǎn)端受到的切削力**,磨損**快,**終失效。為解決拋丸機(jī)葉片斷裂失效問題,對(duì)其進(jìn)行了相關(guān)分析(葉片實(shí)物見圖1),分析結(jié)果如下:

(1)材質(zhì)問題。原葉片材質(zhì)選用Gr6%,該材質(zhì)韌性差、硬度低、不耐高溫,低鉻配件不及高鉻配件使用壽命的三分之一。
(2)葉片制造工藝問題。原始葉片制造為普通工藝,葉片表面質(zhì)量狀態(tài)較差,粗糙度大于Ra25μm,葉片鑄造完成之后質(zhì)量存在差異,并且沒有打磨配重工序,各葉片質(zhì)量不統(tǒng)一。
(3)葉片裝配工藝問題。原始工藝是將葉片按排列順序直接安裝,未考慮對(duì)角葉片質(zhì)量差對(duì)葉片輪動(dòng)平衡的影響,當(dāng)執(zhí)行拋丸作業(yè)時(shí),由于各葉片質(zhì)量不一,葉片組重心易偏離轉(zhuǎn)軸,旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈震動(dòng),導(dǎo)致拋丸機(jī)葉片產(chǎn)生斷裂失效。
2.新工藝制定
????根據(jù)上文分析,針對(duì)以上3個(gè)原因制定新工藝并進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)、驗(yàn)證。
2.1重新選取拋丸機(jī)葉片材質(zhì)
????根據(jù)拋丸機(jī)葉片在進(jìn)行拋丸作業(yè)過程中會(huì)循環(huán)受到彈丸反復(fù)沖擊的工作特性,選取耐磨、耐高溫、同時(shí)具有良好韌性和硬度的材料,并根據(jù)產(chǎn)品特性要求葉片在受到?jīng)_擊、震動(dòng)、磨損后不能破碎。在經(jīng)過對(duì)化學(xué)成分、材料組織和熱處理等制造工藝研究后,**終選取Gr20%材料。
2.2重新制定拋丸機(jī)葉片的制造工藝
原制造工藝為直接使用鑄造模具鑄造葉片。
現(xiàn)更改為:鍛造、加工、滲碳淬火,滲碳厚度2.0~2.2mm,淬火硬度HRC58~62。
沖擊試驗(yàn):每個(gè)葉片在裝配前進(jìn)行沖擊試驗(yàn),檢查葉片的耐沖擊性。
表面加工:通過機(jī)加工控制葉片表面質(zhì)量。
稱重配組:8個(gè)為一組,質(zhì)量差控制在5g。
打磨配重:同一組葉片質(zhì)量差控制在2g。
外觀檢測(cè):檢測(cè)葉片表面是否有裂紋、壓痕以及凹凸不平。
組內(nèi)配對(duì):合格后將每組質(zhì)量**接近的葉片兩兩組對(duì),進(jìn)行安裝。
2.3重新制定拋丸機(jī)葉片的裝配工藝
將組對(duì)的葉片按對(duì)角線安裝,**限度保證裝配后葉片輪重心與軸心重合,提高葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)平衡,減少振動(dòng)。
3.效果驗(yàn)證
????為驗(yàn)證工藝改進(jìn)效果,對(duì)改進(jìn)前后拋丸器4個(gè)拋頭在4處位置進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)(見圖2),以驗(yàn)證效果。選取箱體側(cè)護(hù)板(A)、箱體頂蓋(B)、拋丸器前軸承(C)、拋丸器后軸承(D)4處位置點(diǎn)對(duì)速度、位移進(jìn)行動(dòng)平衡檢測(cè)。
????通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出,工藝改進(jìn)后拋頭箱體側(cè)護(hù)板、箱體頂蓋、拋丸器前軸承、拋丸器后軸承4處振動(dòng)檢測(cè)的速度、位移數(shù)據(jù)整體均低于工藝改進(jìn)前的數(shù)據(jù),說明通過改進(jìn)葉片裝配工藝,拋頭整體振動(dòng)明顯減輕。

經(jīng)過半年的實(shí)際驗(yàn)證,改進(jìn)工藝后的葉片使用壽命由原來的7~8天延長至現(xiàn)在的20~30天,節(jié)約了大量的更換葉片人工成本更重要的是葉片在使用過程中受到?jīng)_擊、震動(dòng)、磨損后也不會(huì)破碎,基本消除了葉片破碎、擊傷產(chǎn)品的技術(shù)難題。