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全自动坦克炮塔壳体内外壁抛喷丸清理机

文章出处:未知 编辑:抛丸机发表时间:2019-7-9 8:35:44 浏览人数:1329,1,0
    要:

全自动坦克炮塔壳体内外壁抛喷丸清理机是专门用于坦克炮塔壳体内外壁的清理及消除壳体焊接应力的一种专用抛喷丸设备。通过抛丸器抛出的高速弹丸和喷砂机喷出的钢丸打击在炮塔的外、内壁, 除去表面氧化皮及其他附着物, 并消除壳体焊接应力。设计了一款高效直连式抛丸器, 详细讲解了抛丸和喷砂相结合的综合清理方式, 该设备不但可实现工件一次吊装完成炮塔壳体内外壁的抛喷丸清理, 而且能够实现壳体内部残留丸料和灰尘的清理。

Design of Automatic Blasting Machine for Tank Turret Shell

LIU Zhi-qiang

Jiangsu Quancheng Machinery Manufacturing Co., Ltd.

Abstract:

The automatic blasting machine for the shell of tank turret is a kind of special shot blasting equipment that is specially used for cleaning the inside and outside walls of the shell of tank turret and eliminating the welding stress on the shell of tank turret.The high speed projectile and the steel shot from the sand blasting machine are thrown out by the shot blasting device to strike the outer and inner walls of the turret, remove the surface oxidation skin and other attachments, and eliminate the welding stress of the shell.In this paper, a highly efficient shot blasting device in direct-connected is designed.The integrated cleaning method combining shot blasting and sand blasting is explained in detail.The equipment can realize the lifting of the work piece at one time to finish the cleaning inside and outside walls of the turret shell by shot-blasting, and can realize the shell interior does not remain the shot material and dust.

0 引言

坦克炮塔壳体两端口径小中间空间较大, 且型腔体内部机构复杂。这种工件现行的表面清理或消除应力的方法一般有以下两种:内外壁均采用人工喷砂处理;外壁采用抛丸, 然后再运转到喷砂房, 人工内壁喷砂、清砂、清灰。这两种处理方式效率相对较低, 而且工作环境较差, 已经不适应我国工业发展。为此我们研发了这款全自动坦克炮塔壳体内外壁抛喷丸清理机。本设备实现了坦克炮塔壳体内、外壁清理的一次完成, 而且人工只需上下料, 其他可以实现全自动, 大大提高了生产效率, 改善了人工工作环境。该设备在研发过程中使用了抛喷丸相结合的方法, 喷砂、清砂过程采用了机械手, 自转采用了多工位的设计理念等。

1 喷丸清理机设计工艺流程

本文设计的抛喷丸清理机的主要功能如下:人工装夹后, 设备可以以最快的速度对工件的内外壁进行清理, 清理结束还要对腔体内残余丸料和灰尘进行清理, 设备使用过程安全可靠, 生产过程产生的废气、噪声均能达到国家环保要求。设备设计的整体工艺流程为:人工上料→电动葫芦输送工件到抛丸室体→吊钩停止到Ⅰ工位, 大门自动关闭→风机、提升机、分离器、纵向螺旋机和横向螺旋机依次自动启动→顶部密封自动密封、抛丸器启动→供丸阀打开→按设定时间吊钩进入Ⅱ、Ⅲ工位→供丸阀关闭→抛丸器关闭→抛丸室喷丸室之间大门打开→工件进入喷丸室→大门自动关闭、喷枪自动升起→喷砂机启动开始喷砂、机械手摆动、机械手前后移动→喷砂结束、砂阀关闭、喷枪只吹气、机械手继续工作→清丸结束、所有大门打开、自转后撤→吊钩开出室体到上下料工位→抛喷丸结束。

2 抛喷丸清理机设计总体思路和技术方案

2.1 总体思路

基于大量搜集的国内外相关技术资料, 在传统单一吊钩抛丸清理和传统单一喷砂设备的基础上, 确定了利用抛丸、喷砂的各自优点, 开发出一种抛丸和喷砂相结合的综合型清理设备。利用抛丸效率高和打击力度大的优点, 对壳体外部和腔体外露部分进行清理;其次利用喷枪体积小灵活的特点, 再配合机械手对壳体内部进行喷丸和高压空气吹扫清除残余丸料和灰尘;为保证机械手和喷枪的使用寿命和可靠性, 抛丸和机械手喷砂设置在两个室体内;为保证抛丸和喷砂覆盖全面性, 在清理过程中要多次变换抛丸器与工件的相对位置、喷枪与工件的相对位置, 为此抛丸过程中设计有三种工件与抛丸器的相对位置, 在喷砂过程中, 喷枪可以上下摆动和沿工件径向前后移动。

2.2 主要部件的工艺参数

本文设计的抛喷丸清理机的主要构件参数如表1所示。

2.3 主要功能部件说明

本设备主要由以下几部组成:电动葫芦输送系统、工件自转系统、喷砂机、抛丸器、抛丸室、自动喷砂室、室体顶部密封、喷丸室机械手、丸料循环系统、除尘系统、电控系统。设备整体仿真模型如图1所示。

2.3.1 电动葫芦输送系统

吊钩输送系统是由槽钢焊接而成的Y型轨道、电动葫芦、电动葫芦行走跑车等组成。2套电动葫芦可以单独操作, 当一台电动葫芦在室体内进行抛丸时, 另一台电动葫芦可以在室体外进行上下工件操作。吊钩上安装有双层盖板和链轮, 盖板可以与室体上的吊钩槽形成迷宫式密封, 链轮与自转系统的链条相咬合, 驱动吊钩自行旋转。

表1 抛喷丸清理机主要构件工艺参数

表1 抛喷丸清理机主要构件工艺参数
图1 设备整体仿真模型

图1 设备整体仿真模型

2.3.2 工件自转系统

工件自转系统结构如图2所示。它由减速驱动电机及主动链轮、被动链轮、换向链轮、张紧链轮、移动小车、移动小车驱动气缸、链条、小车导轨等组成。自转的链条为特种加宽型链条, 链条内宽相对来说比较宽, 可以并放3片本型号的链轮齿, 从而保证了吊钩上的链轮很好地与链条相咬合;移动小车采用气缸驱动, 当吊钩进出室体或吊钩在室体内各工位之间移动时, 气缸收缩后撤整个自转装置, 使链条不与吊钩链轮咬合, 当吊钩停下来需要自转时, 气缸伸出使链条与吊钩链轮咬合。吊钩可以在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ工位旋转, 这样就可以多角度地对工件进行抛、喷丸清理。

2.3.3 喷砂机

本喷砂机为双仓罐体, 可以边工作边加砂, 以保证工作的连续性, 加砂时间由喷砂罐的上下料位仪控制。本喷砂机可以三把喷枪同时工作, 而且每把喷枪的工作状况不会影响其他喷枪的工作状态。

2.3.4 抛丸器

抛丸器采用悬臂式离心结构, 具有抛射速度高、抛射量大的特点, 能够显著提高抛丸效率。而且本悬臂抛丸器为改进后的悬臂式离心抛丸器, 在抛丸器连接盘和抛丸器连接法兰之间加装了一个深沟球轴承, 这样就相当于在抛丸器电机的悬臂轴前端加了一个支撑。抛丸器安装在室体顶部、侧面和下仓, 抛丸器的具体位置均经过计算机的三维动态模拟后确定。

图2 工件自转系统示意图

图2 工件自转系统示意图

1-减速驱动电机及主动链轮;2-被动链轮;3-换向链轮;4-张紧链轮;5-移动小车;6-移动小车驱动气缸;7-链条;8-小车导轨

2.3.5 抛丸室、自动喷砂室

抛丸室、自动喷砂室由钢板和型材焊接而成, 抛丸室、自动喷丸室分别安装了Mn13耐磨护板和耐磨橡胶护板。

抛丸室前边安装有气动旋转外开型大门, 在大门和室体门框设计有迷宫槽, 大门关闭后两者形成迷宫密封, 抛丸室和自动喷砂室之间有一道气动水平推拉大门。在喷丸室上还设计有外开检修用小门。

2.3.6 室体顶部密封

顶部密封除采用了吊钩与室体顶部形成的迷宫式密封外, 在室体顶部吊钩槽内还安装有三层耐磨橡胶皮, 吊钩槽最上部还设计有气动密封滑板, 当吊钩到达工位后, 气动密封滑板可以把整个吊钩槽完全封盖, 在吊钩槽下设计有Mn13制作的挡板密封。

2.3.7 喷丸室机械手

喷丸室机械手是整套设备的关键所在, 也是炮塔壳体内部喷砂干净与否以及壳体内残余钢丸和灰尘能否吹扫干净的关键。机械手结构如图3所示, 它由径向移动车架、升降杆、手臂摆动驱动气缸、摆动手臂、喷枪、升降驱动气缸、移动小车气缸、导轨等组成。机械手臂在驱动气缸的作用下可以带动喷枪上下摆动, 摆动幅度为30°左右;升降杆在气缸的作用下可以使升降杆上安装的机械手臂上下移动, 移动行程为500mm;移动小车气缸可以驱动小车前后移动。气缸缸体和气缸推杆都采用帆布带密封, 防止喷砂房内的灰尘进入气缸内 (图3中虚线为帆布密封袋) 。升降杆与小车上的立柱之间安装有钢球以确保升降杆的升降灵活。

2.3.8 丸料循环系统

丸料循环系统由纵向螺旋输送机、横向螺旋输送机、斗式提升机、分离器、供丸阀等几部分组成。

2.3.9 除尘系统

合理的通风除尘系统确保了设备运行时处于负压状态下。本机除尘系统采用沉降除尘+脉冲反吹滤筒除尘的方式, 该系统包括风管、沉降除尘器+脉冲反吹滤筒除尘器、除尘风机、烟囱等。抛喷砂室体内和分离器产生的灰尘、废气通过风管进入沉降除尘器, 除去大颗粒的灰尘丸料等物质后, 进入脉冲反吹滤筒除尘器内, 空气在风机引力的作用下通过滤筒进入风机, 粉尘在此将被滤筒阻挡在外, 进入风机的洁净空气通过烟囱排到高空 (15m以上) 。

图3 机械手结构示意图

图3 机械手结构示意图

1-径向移动车架;2-升降杆;3-手臂摆动驱动气缸;4-摆动手臂;5-喷枪;6-升降驱动气缸;7-移动小车气缸;8-导轨

2.3.1 0 电控系统

电控系统使用西门子公司生产的可编程序控制器+西门子触摸屏控制, 具有手动和自动两种控制方式, 在控制系统中还采用了光电检测元件, 能够根据实际情况进行故障诊断及报警。同时系统具有良好的互锁、自锁及安全保护措施, 确保了设备和操作人员的安全。

3 结语

全自动高效坦克炮塔壳体内外壁抛喷丸清理机, 解决了坦克壳体全自动清理的问题, 提高了壳体的清理效率和清理效果;同时也为腔体类工件的内、外部清理提供了新的思路。该设备自研制成功后, 已在用户处安装使用, 用户反映清理效果很好, 经过清理后的工件增强了涂装附着力, 提高了内外壁表面质量, 消除了壳体的表面内应力, 延长了工件的使用寿命。

本文来源青岛华盛泰抛丸机:http://www.qypaowanji.com/jishu/1329.html
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