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雙行程連續式拋丸清理機的更新改造

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我公司鑄鍛廠清理車間使用的原雙行程六拋頭 貫通式拋丸清理機,是1968年組織當時本廠的工程 技術人員自行設計制作的設備。經歷30多年,設備 的技術水平和基本配置,已遠遠不能滿足正常需求; 加之經多年的連續使用,設備各零部件的的老化、磨 損已相當嚴重,雖經幾次大修或改造能夠維持使用, 仍然不能徹底改變其故障率高、生產效率低、拋丸質 量差、環境污染重的狀況,考慮到6160等系列老產 品產量日益加大和更大尺寸新品不斷研發生產的現 狀,淘汰原機更新設備已勢在必行。2003年對其更 新,2004年在新制設備完成制作、車間生產通過調整 具備安裝條件后,進行了新拋丸清理機的安裝調試。本文由青島鑄造機械廠家青島青工整理。

1、 拋丸清理機所清理鑄件的品種規格

該設備主要是完成對我廠中速機的大中型鑄件 的拋丸清理。產品的品種包括6160系列、6170系列 和8170系列等的機體、曲軸、油底殼、飛輪殼、曲軸 箱、飛輪、機前蓋、凸輪軸、氣缸蓋等鑄件。其中,8170 系列因其為我公司近年來新開發的產品,其幾何尺 寸比6160機型的相同工件大不少,故原拋丸清理機 無法承擔生產,新拋丸清理機的設計就必須考慮。幾 個典型鑄件的工藝參數如下: 8170Z01.5001機體:毛坯重900kg,幾何尺寸 1861mm500mm740mm;8170Z02.01A曲軸:毛坯重 800kg,幾何尺寸(!L)為 !344mm 2062mm;8170Z.P3.0011.160飛輪殼:毛坯重465kg, 幾何尺寸(LWH)為810mm810mm190mm。
、2、設備更新的設想
新設備在開始選型時,*先要考慮提高生產效 率和拋丸質量;通過提高設備的配置來提高裝備的 技術水平;改進除塵系統,提高除塵效果,徹底改善 車間工作環境。 計劃將原六拋頭設計改為八拋頭設計,單拋頭 拋丸量由原來的450kg/min改為480kg/min;拋丸器 由直線葉片改為拋射速度更高的曲線葉片結構;彈 丸循環能力不小于 480kg/min860min/h1.15= 265t/h(式中480kg/min為每個拋丸器的單位時間內 的拋丸量,8為該拋丸機的拋丸數量,1.15為拋丸量 的附加系數)。
3、設備的選型設計
對該設備的選型,不外乎從拋丸鑄件的品種、幾何尺寸、生產效率、拋丸質量和除塵效果等方面來權 衡。在保證設備基本使用性能的前提下,盡可能采用 新技術、新材料、新工藝,提高設備的基本配置。對新 的拋丸機室體空間的選擇,既要滿足所需拋丸鑄件 的需要,又要防止室體空間過大而造成的不必要的配置和浪費。在此原則下確定設備的設計匹配方案。
3.1 設備的主要技術參數
單鉤吊重:900kg; 生產率:70鉤/h; 吊鉤間距:1280mm; 鑄件尺寸(LWH):2062mm810mm810mm( 2mm); 拋丸器型號:180—4RK; 拋丸器拋丸量:480kg/min; 拋丸器數量:8臺; 電機功率:30kW; 丸砂分離效率:99.8!; 除塵器排放濃度:100mg/m 設備噪聲:85db(A)。
3.2 對設備配置的具體要求
(1)根據對單鉤承重的要求,懸鏈系統選用 6inch的重型模鍛可拆鏈。(2)對懸鏈的行走速度要實現可調,采用變頻器 控制驅動速度,以利于調節拋丸過程的生產節拍和 組織生產。 (3)對拋丸吊鉤間距的選擇要本著有利于鑄件 充分拋丸又要保證拋丸過程吊掛的鑄件不相互碰撞 干涉的原則。結合較大鑄件尺寸及吊鉤位置等因素, 吊鉤間距確定為P=1280mm;吊鉤要求具備自轉系 統,以利于鑄件的充分全面得到拋打。 (4)拋丸器:采用由美國PANGBORN公司技術 生產的大拋丸量、高拋射速度的曲線葉片、懸臂離心 式葉輪結構。其應用效果已經多年應用證實認可。 (5)對射出彈丸的拋射帶要求經過計算機作在 拋丸室體內的三維動態模擬,既要顧及所有需清理 鑄件,又要盡量減少彈丸的空拋,從而較大限度的提 高彈丸的利用率,同時減少對清理室內防護板的磨 損;拋丸器數量設置為八臺,為的是保證設備的生產 效率。 (6)對設備的其它配置要求:減速電機全部采用 SEW公司的產品,PLC控制系統采用日本三菱公司 產品。 (7)對室體護板采用分區布置的原則,拋丸器對 面磨損較大,選用KmTBCr20Mo材料,而包括室體底 板在內的其余部位選用ZGMn13-2,這樣既保證設 備的整體使用性能,又提高其經濟實用性。 (8)彈丸材料采用#1.5~2.5mm的鉻鉬鋼丸,既 保證對鑄件的清理效果,又提高了經濟性能。各種彈 丸材料的性能見表1。 (9)除塵系統:整套設備配置兩套獨立的除塵器, 自主室體和丸砂分離器分別接入引風管道吸塵。這 樣有利于加強除塵分離的效果。 (10)設備總功率:375kW。
各種彈丸材料的性能
表1各種彈丸材料的性能
安裝調試
因拋丸量增加,彈丸循環系統結構尺寸相應增 大,原設備基礎要作相應變動。故自設備基礎整改至 完成安裝用了20天的時間。安裝調試過程中出現了 一些意想不到的問題。針對這些問題我們都采取了 有效的解決措施。 由于該設備承擔的是對大中型鑄件的拋丸清理 任務,鑄件重量較大,因此即便在室體的上方設置了 自旋裝置,但在拋丸過程中由于拋丸過程丸砂對鑄 件的強烈拋打,加之因安裝的鑄件自轉鏈條不能很 好的與吊鉤鏈輪嚙合,鑄件自身的旋轉速度高達每 分鐘上百轉,同時鑄件還存在上下跳動、左右擺動的 現象,造成直徑達#32mm吊鉤的負荷超出允許值而 出現斷鉤現象。對此,我們整改了自轉系統結構后又 在室體之上和懸鏈自轉鏈輪之間的空擋上增加副鏈 后得以解決。

對吊鉤斷裂問題的處理:供貨商按照其設計制 作習慣,為便于制作將吊鉤設計為三段組合式結構, 材料選用45鋼調質處理。我們通過對試生產過程斷 鉤現象的分析,要求其將吊鉤改為整體結構設計制 作、材料選用20鋼或20Cr材料不進行熱處理。更新 全部吊鉤后斷鉤問題得以徹底解決。 該設備已于2004年11月份投產應用,使用效果良好。

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