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拋丸清理設備的發(fā)展史
2016/4/7 閱讀次數:[6164]

上 臺拋丸機設備誕生于100年前,開(kāi)始是在各種金屬或非金屬表面去除雜質(zhì)、氧化皮,增加粗拙度等方面得到應用。經(jīng)由百年的發(fā)展,拋丸處理工藝以及設備已經(jīng)相稱(chēng)的成熟,其應用已經(jīng)不僅僅是在各個(gè)重產(chǎn)業(yè)的工廠(chǎng)。跟著(zhù) 上 臺水平移動(dòng)式拋丸設備在美國佰萊泰克(BLASTRAC)誕生,其應用領(lǐng)域迅速擴展到混凝土表面涂裝處理和船舶甲板金屬表面處理上,并且直接引導了該行業(yè)的尺度制訂和行業(yè)施工方法的規范。

跟著(zhù)佰萊泰克拋丸處理設備的精益求精和技術(shù)成熟,拋丸處理工藝和設備已經(jīng)進(jìn)入歐美發(fā)達 公路養護、橋梁施工和機場(chǎng)維護等領(lǐng)域。中國在此方面的應用卻依舊是很少,只有在少數項目中使用了拋丸處理工藝,而在高速公路、市政道路及混凝土橋梁防水涂裝方面,仍是一個(gè)空缺。
未來(lái)海內造船用鋼將呈現如下趨勢:

1. 船舶大型化引發(fā)了船板使用規格大型化的趨勢。國外一般多采用寬度3.5-4.5米的鋼板,甚至是4.5米以上的鋼板。在長(cháng)度方面,國外鋼企 長(cháng)定尺可達22-24米,部門(mén)是26米,并且要求能夠根據船廠(chǎng)出產(chǎn)定尺供給,這也要求在處理鋼板方面的拋丸機也達到相應的要求,普華重工在輥道式拋丸機上有自己上風(fēng)和特點(diǎn),完全可以適應海內船鋼要求技術(shù)特色。

2.對船板涂層防腐機能和使用壽命更高的要求,以保證船體結構的安全。跟著(zhù)去年國際壓載艙涂層新規范的正式出臺,明確將船板涂層要乞降尺度納入船級前提。新造船涂層配套和涂裝施工質(zhì)量控制有個(gè)更嚴格和明確的指南,因此拋丸機在處理鋼板強度上海要解決部門(mén)技術(shù)挫折,這 涉及到了拋丸的速度,質(zhì)量等技術(shù)細節,需要工程師涉及更為公道的拋丸機結構

3.在型材方面,船廠(chǎng)對大規格、高質(zhì)量、耐腐機能強的球扁鋼、大型不等邊不等厚角鋼的需求量將加大,這也 意味著(zhù)拋丸機的需求量將會(huì )增大,特別是針對船鋼方面。

拋丸強化技術(shù)的應用可有效改善和進(jìn)步汽車(chē)樞紐部件的抗疲憊壽命和耐侵蝕機能。目前,全球良多聞名的汽車(chē)整車(chē)廠(chǎng)商和零部件制造商都已將強化列入尺度的出產(chǎn)工藝流程中,同時(shí),強化設備也與其他制造設備一樣形成了完整的現代制造流水線(xiàn)。

跟著(zhù)拋丸強化技術(shù)的不斷發(fā)展,其在汽車(chē)制造領(lǐng)域用于改善和進(jìn)步汽車(chē)樞紐部件的抗疲憊壽命越來(lái)越成為人們關(guān)注的重點(diǎn),并且在轎車(chē)、卡車(chē)、摩托車(chē)等設計的 初 對其進(jìn)行了充分考慮和正視。目前,大部門(mén)發(fā)念頭零件的設計中都會(huì )有噴/拋丸強化技術(shù)和工藝的應用,包括:曲軸 (去氧化皮和強化)、連桿(強化)、傳動(dòng)齒輪和其他軸類(lèi)零件,齒圈、活塞,太陽(yáng)齒和行星齒以及板簧和圓簧等。大量的汽車(chē)零部件,不管是鑄/鍛件、壓鑄件,仍是機械切削件、焊接件都需要利用不同類(lèi)型的噴/拋設備進(jìn)行表面處理,如去除氧化皮,去毛刺、清砂和清理其他表面雜質(zhì)。

有確鑿的數據證實(shí):通過(guò)噴丸強化,能讓板簧的抗疲憊壽命延長(cháng)600%,傳動(dòng)齒輪的抗疲憊壽命延長(cháng)1500%,曲軸的抗疲憊壽命延長(cháng)900%。有效進(jìn)步零部件的抗疲憊機能和耐侵蝕機能,對其使用壽命和使用安全性具有重大的意義。依賴(lài)噴丸強化技術(shù),零件可設計地更輕盈,一些原來(lái)因工藝規格要求不得不使用昂貴材質(zhì)的零件現在也可替代使用低價(jià)格材料,通過(guò)噴丸強化工藝能夠達到平等甚至更好的機能尺度。

曲軸制造流程中的拋丸清理作為制造流程的一個(gè)環(huán)節,熱處理過(guò)的曲軸需要經(jīng)過(guò)拋丸清理來(lái)去除表面的熱氧化皮。曲軸被置于旋轉輥輪上,在動(dòng)彈時(shí),曲軸所有表面被充分曝露在多個(gè)拋頭拋射出的丸流下,多角度的丸粒沖擊使曲軸的外表面得到徹底清理。

曲軸的尺寸決定了選用拋丸機的類(lèi)型。對于大的發(fā)念頭,曲軸尺寸可能大到φ762mm、長(cháng)6096mm, 曲軸被置放于安裝在臺車(chē)上的一組滾輪間。有幾種工作方式,客戶(hù)可以根據自己廠(chǎng)房車(chē)間的實(shí)際情況選擇固定拋頭,既可讓臺車(chē)在拋頭下移動(dòng),也可固定臺車(chē),移動(dòng)上方的拋頭。不管選擇哪種方式,安放在滾輪間的曲軸都是不停地旋轉,使其各表面都接受充分地拋丸清理。 小一些的曲軸,如φ152~203mm、長(cháng)914mm,通常是利用旋吊式拋丸機進(jìn)行拋丸清理。曲軸被吊掛在一個(gè)吊鉤上,然后經(jīng)懸鏈的滾動(dòng)被送入安裝有多個(gè)拋頭的拋丸室,進(jìn)行拋丸清理。吊鉤在拋丸室里旋轉,讓工件充分曝露在高速丸流下,邊旋轉邊通過(guò)。其清理速度可達到250件/h,且清理效果非常好。

固然對流程控制的要求不如強化那么嚴苛,但現代的曲軸拋丸清理設備也通過(guò)對流程參數的監控來(lái)保證清理質(zhì)量。
曲軸的強化

因為曲軸在交變應力作用下工作,其軸頸面變化轉接圓角處發(fā)生應力疲憊和應變破壞的危險性極大。目前,通過(guò)噴丸強化來(lái)改變曲軸抗疲憊機能已在大范圍內得到普遍應用,且效果令人滿(mǎn)足。

傳統滾壓工藝的缺陷是,因為受曲軸加工工藝性的限制,各軸頸圓角很難與滾輪相吻合,往往造成圓角的啃切現象,而且滾壓后的曲軸變形較大,效果不佳。噴丸強化的機理是利用嚴格控制直徑并具有一定強度的丸粒,在高速氣流作用下,形成彈丸流并連續向曲軸金屬表面噴射, 像用無(wú)數個(gè)小錘進(jìn)行錘擊,使曲軸表面產(chǎn)生極為強烈的塑性變形,形成冷作硬化層。簡(jiǎn)而言之,因為曲軸在加工中受各種機械切削力的作用,其表面特別是曲軸截面變化轉接圓角處的應力分布極不平均,工作中又受交變應力作用,很輕易產(chǎn)生應力侵蝕而使曲軸的疲憊壽命降低。而噴丸強化工藝是通過(guò)引入一個(gè)預壓應力來(lái)抵消零件在以后工作周期會(huì )受到的拉應力,從而進(jìn)步工件抗疲憊機能和安全使用壽命。

對于噴丸強化過(guò)程,有兩個(gè) 樞紐的參數。一個(gè)是應力強度,這通常是采用“阿爾門(mén)試片”進(jìn)行強度檢測。多個(gè)試片固定在曲軸的不同表面,特別是應力 集中的曲軸截面變化轉接圓角處,一同進(jìn)行噴丸,試片上產(chǎn)生的壓應力影響導致試片弓曲。曲率的擴大變化與丸料沖擊的能量成比例。另一個(gè)確定噴丸質(zhì)量的主要參數是籠蓋率,這主要是指強化后表面彈坑占據的面積與總強化表面的比值,該參數由曲軸的設計工程師來(lái)定義,通常要求是在100%~200%,有些曲軸應用可能要求籠蓋率高于200%。

根據曲軸的硬度和理想的導入壓應力強度,通常曲軸噴丸強化使用的丸粒硬度在50~55 HRC,大小在S 280~S 330 (0.7 mm~0.84 mm)。這樣產(chǎn)生在“阿爾門(mén)試片”上的強度范圍約在0.008~0.010 C (0.025 on the A cale)。相較于拋丸清理,噴丸強化的工藝參數監控更為嚴苛。 曲軸強化應用而言,需要監控的參數包括:噴丸速度、噴丸強度、丸粒直徑、噴丸的間隔、強化的時(shí)間及籠蓋率。這些參數中任意一個(gè)的變化,都會(huì )不同程度地影響曲軸表面強化的效果。

準確應用可控的噴丸強化技術(shù),能使曲軸和其它在高載荷前提下工作的零件的疲憊強度得到大幅進(jìn)步,從而大大延長(cháng)零件的抗疲憊壽命。提高前輩、精密的帶電腦程控技術(shù)的噴丸設備能夠對噴丸流程進(jìn)行嚴密監控,以確保噴丸質(zhì)量的恒定性和可重復性。目前,全球良多聞名的汽車(chē)整車(chē)廠(chǎng)商和零部件制造商都已將強化列入尺度的出產(chǎn)工藝流程中,強化設備也與其他制造設備一樣形成了完整的現代制造流水線(xiàn)。

 
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