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管材抛丸机防护盖解决内部残留钢丸

文章出处:抛丸机技术员 人气:发表时间:2018-09-21 09:50

  摘要:针对履带起重机臂架主弦管在抛丸工序, 防止钢丸在抛丸机抛丸时进入主弦管内径中, 介绍一种管材抛丸防护盖。解决了主弦管抛丸工序后, 难以清除其内部残留钢丸的问题。给出了防护盖结构及工作原理, 依据管材的内径可设计成不同规格的管材抛丸防护盖, 每种规格通过调节螺柱和调节螺母, 适应一定直径范围的管材。以适用于主弦管内径Φ134Φ180 mm范围的管材抛丸防护盖为实例, 现场实际应用表明:该管材抛丸防护盖应用效果良好, 在主弦管抛丸工序, 有效地阻止了钢丸进入主弦管内径中, 管材内部没有钢丸, 不用清理。而且, 防护盖的结构简单, 制造成本低。
 
  履带起重机臂架是由主弦管、腹杆和连接头焊接而成的桁架式结构, 其中主弦管和腹杆材质均是不同直径的钢管, 如图1所示。在主弦管和腹杆下料工序之后, 臂架拼点焊接工序之前, 需对其实施抛丸工序 (表面处理) 。目前, 主弦管和腹杆在抛丸时, 对主弦管和腹杆两端孔没有进行防护, 导致钢丸进入主弦管或腹杆内径中。腹杆尺寸小, 质量轻, 抛丸工序后, 便于采取倾倒的方式清理残留其内径中的钢丸。主弦管直径大 (内径:Φ134~Φ226mm) , 长度尺寸大 (6~12 m) , 质量重 (0.3~2.9 t) , 很难采取倾倒的方式将残留其内径中钢丸清理干净。主弦管内残留的钢丸, 如图2所示。
图1 履带起重机臂架结构示意图
  图1 履带起重机臂架结构示意图
 
图2 残留钢丸的主弦管
 
  图2 残留钢丸的主弦管
 
  残留在主弦管内的钢丸流转至拼点焊接工序, 一方面会造成钢丸的浪费, 导致表面处理成本升高, 另一方面也会影响最终的臂架成品质量, 使用者 (客户) 会反馈起重机工作时臂架有沙沙的响声。
 
  对主弦管两端孔在抛丸工序进行防护, 技术人员曾提出采用橡胶堵头的方式。此方法的缺点是, 不同管径的主弦管需设计不同规格的堵头。当管径的规格很多时, 每种规格的主弦管都需要单独开模具, 不但模具的制造成本高, 而且在钢丸的冲击下, 橡胶材质堵头的使用寿命也很短。
 
  主弦管两端孔在抛丸工序如何防止钢丸进入其内径中, 对主弦管两端孔的防护是技术人员非常关心的问题。为解决该问题, 本文介绍一种管材抛丸防护盖。
 
  1 防护盖结构及工作原理
 
  1.1 防护盖结构组成
 
  防护盖结构如图3所示, 主要包括圆盖板、把手、内支撑片、弹簧、调节螺柱、调节螺母和连接螺栓等。圆盖板由钢板直接切割而成, 一侧焊有2个操作用把手, 另一侧与3个内支撑片连接。2个操作把手, 一个水平放置, 另一个竖直放置。内支撑片、弹簧、调节螺柱和调节螺母构成了内支撑架机构, 采用3个内支撑片均布的结构, 正中间为弹簧。内支撑片采用65Mn钢板制造, 一端焊有加强筋, 弹性好且重量轻。调节螺柱与弹簧连接的一端加工有一排调节孔, 可以粗调节弹簧的拉紧力。
 
图3 防护盖结构
1、圆盖板;2、把手;3、内支撑片;4、弹簧;5、调节螺柱;6、调节螺母;7、连接螺栓
  图3 防护盖结构
 
  1.2 防护盖工作原理
 
  利用钢制圆盖板遮挡管材两端内径孔, 防止钢丸进入。防护盖与主弦管紧固, 采用防护盖的内支撑架机构与主弦管内径壁固定, 其原理是:通过弹簧的轴向拉力, 迫使3个内支撑片产生径向变形。3个内支撑片在圆周上均布, 轴向截面形成大于主弦管内径的圆, 防护盖的内支撑架机构插入主弦管内径中, 3个内支撑片与主弦管内径之间具有径向力, 从而产生的其两者之间的轴向摩擦力, 该轴向摩擦力可使防护盖与主弦管固定。
 
  调节螺柱和调节螺母用于调整弹簧的轴向拉力, 弹簧的轴向拉力决定3个内支撑片的径向变形量, 径向变形量产生的径向力, 确定轴向摩擦力。调整好适宜的弹簧轴向拉力是关键, 从而使防护盖安装可靠。
 
  2 应用实例
 
  2.1 主要技术参数
 
  防护盖外形尺寸 (长×宽×高) (mm×mm×mm) :300×225×225 (不包括2把手的尺寸)
 
  适用主弦管内径范围 (直径) (mm) :134~180
 
  总质量 (kg) :2.4
 
  2.2 设计要点
 
  (1) 圆盖板。圆盖板在钢丸反复冲击下易损坏, 需设计为可更换件。为有效保护主弦管, 圆盖板直径大于主弦管外径5 mm为宜。为减轻操作者劳动强度, 还要考虑圆盖板的强度和刚度及使用寿命, 圆盖板采用厚度为5 mm的Q345钢板。
 
  (2) 内支撑片。材质选用65Mn, 具有较好的弹性。展开长度370 mm, 宽20 mm, 板厚1.5 mm。每个内支撑片前部设有加强筋, 可以更好承受弹簧的预紧拉力。内支撑片与圆盖板通过螺栓连接, 可拆卸, 方便圆盖板损耗后更换。
 
  (3) 弹簧。选用圆柱螺旋拉伸弹簧, 材料直径1.5mm, 弹簧外径Φ15 mm, 总长200 mm。
 
  (4) 调节螺柱。调节螺柱一端加工有等距的孔, 可粗调节弹簧的拉伸力, 以适应不同规格的主弦管内径。调节螺柱另一端加工有螺纹, 配合调节螺母可以微调弹簧的拉伸力。调节螺柱结构, 如图4所示。
图4 调节螺柱结构
 
  图4 调节螺柱结构
 
 
  (5) 把手。采用直径8 mm的Q235线材折弯后, 焊接在圆盖板一侧。采用双把手设计, 一把手垂直设置, 另一把手水平设置。安装防护盖时, 以一手提一手托的方式, 将防护盖的内支撑架机构提起推进主弦管内径中。
 
  2.3 应用
 
  为验证防护盖的可靠性, 该防护盖应用在QUY750型履带起重机12 m臂架的主弦管抛丸工序, 主弦管内径Φ164 mm, 外径Φ220 mm, 壁厚28 mm, 长度12 m, 单根管重1 530 kg。应用实例示意如图5所示。
 
  安装防护盖时, 首先, 根据需要保护的主弦管内径大小选择弹簧与调节螺柱孔的安装位置, 本实例将弹簧一端与调节螺柱第4调节孔连接;而后, 调整调节螺母, 达到内支撑片径向变形量要求;最后, 手持把手将防护盖的内支撑架机构插入主弦管内径中, 要求圆盖板紧贴主弦管管头处。
 
  现场实际应用表明:该管材抛丸机抛丸防护盖应用效果良好。未使用该管材抛丸防护盖, 对主弦管内径不加防护时, 主弦管抛丸工序后, 清理残留在主弦管内的钢丸, 每根需要花费人工1 h左右的清理时间, 而且, 个别主弦管中部残留的钢丸还没清理干净。使用该管材抛丸防护盖后, 只需几分钟的时间对防护盖进行拆装, 主弦管内没有残留钢丸, 不需清理。
图5 应用实例
 
  图5 应用实例
 
  3 结束语
 
  使用本文介绍的管材抛丸防护盖, 在履带起重机臂架的主弦管抛丸工序, 有效阻止了钢丸进入主弦管内径中, 管材内部没有残留的钢丸, 不用清理。而且, 防护盖的结构简单, 制造成本低。根据管材的内径可设计不同规格的防护盖。近期, 徐工机械建设机械分公司又研制了用于主弦管内径Φ180~Φ226 mm管材抛丸防护盖, 主要应用于1 000 t以上履带起重机臂架的主弦管抛丸工序, 应用效果良好。管材抛丸防护盖也可应用管材喷砂工序, 具有一定的使用价值, 也具有较高的推广价值。