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Q694鋼板預處理線 拋丸除銹清理設備

文章出處:原創 編輯:拋丸機發表時間:2015-4-5 12:07:54 瀏覽人數:613,1,0
摘要:主要介紹鋼板預處理流水線中關鍵部分拋丸主機的工作原理、結構特點和適用范圍。與國內現在使用的鋼板預處理拋丸設備相比,該設備具有鋼丸循環輸送能力大、拋丸器量大、鋼丸與氧化皮及鐵銹的分離效率高、噪音以及粉塵排放濃度低等優點,因此具有很高的拋丸質量和生產率。

  我公司于2000年8月為上海造船有限公司鋼板預處理流水線項目設計制作了一條QXY4500鋼板清理線,該清理線主要由鋼板輸送系統、雨污清掃、預熱室、拋丸清理室、除塵系統、噴漆室、烘干室、漆霧處理系統、自動打碼機、電控系統、閉路電視監視系統等組成,其中拋丸主機具有下述優點:1)拋丸清理室及拋丸器的布置經過計算機仿真后確定;2)拋丸量為8× 850kg/min,葉片壽命800 h;3)第一臺清理寬度為4.5 m的鋼板清理機;4)鋼丸循環輸送能力為408 t/h;5)彈丸清掃裝置采用兩級清掃,兩級風吹。
Q6945鋼板拋丸除銹清理設備
1、主要技術規格:
1.1、處理鋼板的規格:
  鋼管寬度:1 000 mm~ 4 500mm;鋼板長度:8 000 mm~ 22 500 mm;鋼板厚度:6mm~ 80 mm;單件最大重量:20 t。
1.2、生產率:軌道輸送速度:2.0 m/min~ 8.0 m/min;鋼板處理速度:鋼板銹蝕程度為A級時,大于等于6 m/min;鋼板銹蝕程度為B級時,等于5 m/min。
1.3、拋丸器:拋丸量:8× 860 kg/min;功率:8×55.0 kW。
1.4、丸渣分離器:分離量:410 t/h;功率:22.0 kW。
1.5、斗式提升機:提升量:420 t/h;功率:30.0 kW。
1.6、螺旋輸送器:輸送量:408 t/h;功率:22 kW。
1.7、除銹質量等級:Bsa2.5級(GB8923- 88或ISO8501- 1,1988)。
1.8、處理后鋼板表面粗糙度:40μm~ 75μm。
1.9、處理鋼板材質及強度范圍:船用A、B、D級鋼;AH32、AH36、DH32、DH36。
1.10、年處理鋼板能力:246 650 t。
2、設備組成及結構特點:
  拋丸主機主要由拋丸清理室、拋丸器總成、清掃裝置、磨料循環系統、除塵系統和控制系統等部分組成(見圖1)。
圖1 拋丸機結構
圖1 拋丸機結構
1一前密封室;2一拋丸室體;3一拋丸器總成;4一清掃室;5-螺旋輸送器;6一斗式提升機7一丸砂分離器;8一彈丸分配系統;9一布料螺旋輸送器;10一彈丸補充器;11一除塵系統。

2.1、前密封室:
  該拋丸清理機清理僅用于鋼板清理,鋼板進出室體的開口較小,所以設計密封室時只在開口處上部設置多層環鏈密封簾和耐磨橡膠膠條,下部安裝雙層高彈性尼龍毛刷排,便于更換和維修。該裝置密封嚴密,使室體形成負壓,粉塵不易外逸。
2.2、拋丸室:
  拋丸室由殼體、輥道、拋丸器總成、出風口及鋼板側寬裝置等組成。
2.2.1、拋丸器的選擇:
  鋼板除銹表面所需拋丸量為100 kg/m2~ 160kg/m2,取中間數130 kg/m2,鋼板除銹時運行速度為5 m/min,鋼板寬度為4.5 m,則1 min時間鋼板走過的面積為:4.5 m× 5 m/min= 22.5 m2/min;則1 min時間清理鋼板上、下兩面所需彈丸量為:130kg/m2× 22.5 m2/min× 2= 5 850 kg。按彈丸利用率為85%計算,1 min時間的實際彈丸消耗量為:5 850kg÷ 85%= 6 880kg。由此可得每小時所需彈丸為:6 880 kg/min× 60= 41 280 kg/h。按上、下各安裝四臺拋丸器計算,每個拋丸器的拋丸量為:41 280 kg/h÷ 8= 51 600 kg/h,即51 600÷ 60= 860 kg/min。因此可選用拋丸器拋丸量為860 kg/min。
Q6945鋼板拋丸除銹清理設備
2.2.2、拋丸器功率計算:
  拋丸器功率可用下式進行估算:
  N0=(5~ 8)× 10- 8 Qn2D2,kW
  拋丸量為860 kg/min的拋丸器其參數為:拋丸量Q= 860 kg/min,葉輪轉速n= 2 250 r/min,葉輪直徑D= 0.46 m,N0= 6× 10- 8× 860× 2 250× 0.462=55.27 kW。
  由上計算可選用電機功率為55 kW。
2.2.3、拋丸器的布置:
  本拋丸清理室的拋丸器布置經過計算機模擬優化。拋丸室上下斜面各布置4個拋丸器(共8個,圖1),能完全覆蓋鋼板上下表面,上下拋丸器拋射帶基本完全對稱,為減小振動,下部四個拋丸器的電機安裝在混凝土立柱上,上部四個拋丸器安裝在鋼結構底座上。該拋丸器布置方式有三個優點:1、拋丸器采用橫向拋射原理,即拋丸器拋射方向與鋼板行進方向成90°;2、拋丸器主軸方向與鋼板行進方向成70°,可以使彈丸對鋼板產生最佳沖擊效果;3、上下四個拋丸器的拋射帶基本一一對應,可以將彈丸對鋼板的沖擊產生的變形相互抵消。
Q6945鋼板拋丸除銹清理設備
2.2.4、結構特點:
  拋丸丸室采用鋼板和型鋼焊接而成,室體內襯高鉻(含Cr量在25%~ 30%范圍內)耐磨合金材料,積木式結構,安裝維修方便,護板壽命為8 000h。采用瑞士GF公司拋丸器,拋丸量850 kg/min,電機功率55 kW,拋射速度大于80 m/s,葉片壽命大于800 h。拋丸室入口處設有脈沖輪計數裝置和鋼板測寬裝置,不同寬度的鋼板壓下不同數量的壓輥,根據壓輥上限位開關的信號和脈沖輪計數來控制供丸閘的開啟數量及開啟時間,從而有效地控制丸料,減少空拋現象,達到“有鋼板拋丸,無鋼板不拋”的技術要求。為便于汽車運輸,室體分為上下兩個部分,安裝時用螺栓固定。
2.3、清掃室:
  鋼板拋丸除銹后上面堆積的彈丸清理是比較關鍵的工序,在設計過程中,我公司借鑒國內外現有鋼板拋丸清理設備的優點和已積累的經驗,設計了二級清掃和二級風吹的結構:
1)一級清掃采用傳統的高強度尼龍滾刷滾掃彈丸、收丸螺旋輸送彈丸的方式。
2)二級清掃采用側刷的方式。
3)一級風吹采用高壓風機在清掃室內吹丸的方式。
4)二級風吹采用壓縮空氣吹丸,作為一級風吹的補充。
  大寬鋼板丸砂清掃的難度在于:鋼板寬度太寬,堆積在鋼板表面的彈丸約30 mm厚,如果僅采用滾刷滾掃和壓縮空氣吹丸,很難將彈丸全部清掃下來,所以該機采用了側刷結構。
  下面主要介紹一下側刷的結構組成和特點:
  側刷由滾刷、定位壓輪及升降機構組成。滾刷裝置由鋼絲刷排、驅動機構、滾筒、鋼結構固定裝置及導向機構組成,側刷的刷毛為具有較高彈性和強度2 mm鋼絲刷排,每排刷毛寬400 mm,厚約8mm,刷排的間距為200 mm,刷排固定在耐磨橡膠皮帶上。由滾筒帶動皮帶運動,實現刷排將彈丸推掃到室體一側,然后經室體一側的螺旋輸送器將彈丸輸送到斗式提升機中。其中定位壓輪與支撐滾筒的驅動機構、皮帶及刷排的鋼結構固定在一起,定位壓輪與限位開關配合使用,當鋼結構連同其他裝置沿導向機構向下運動,壓輪觸及鋼板上平面時,限位開關作用,升降機構停止運動,此時側刷正好處于最佳清掃狀態。
Q6945鋼板拋丸除銹清理設備
2.4、彈丸循環凈化系統:
  丸料循環凈化系統可分為循環系統和丸料分離凈化系統,由螺旋輸送器、斗式提升機、丸砂分離器、彈丸分配系統、布料螺旋、彈丸補充器等組成。
2.4.1、螺旋輸送器:
  螺旋輸送器由SEW軸裝式減速機、螺旋軸(螺旋葉片采用高耐磨材料)、輸送罩、帶座軸承等組成。
  本部件我公司已實現系列化,通用性、互換性高,性能穩定可靠,整個螺旋軸采用焊后整體加工,從而保證了螺旋軸兩端的同軸度,提高了運行穩定性。
鋼板鋼材拋丸預處理線生產視頻:
2.4.2、斗式提升機:
  斗式提升機由罩殼、SEW軸裝式減速機、頭輪、高強度輸送膠帶及料斗、尾輪和漲緊裝置等組成。斗式提升機的進料口與螺旋輸送器相連,其出料口與丸渣分離器相連。
  提升機的下部軸上裝有脈沖輪,可檢測跟蹤提升機的工作狀態,一旦出現提升機轉不動或皮帶打滑等故障,可及時將信號反饋至PLC處理,保證設備的安全運轉。
  提升機下罩尾輪軸上安裝了UCP200型帶立式座頂絲外球面球軸承,取代以前的方形座軸承,并且在罩殼與軸承之間設置A型密封圈和彈丸溢流槽,避免彈丸擠入軸承。
  考慮到提升量為420t/h、料斗安裝與制造以及結構要求,將皮帶上料斗設置兩排。
  提升機的提升量大于分離器的分離量的原因在于:因為提升機靠離心重力方式將彈丸輸送到分離器中,每次總有部分彈丸灑落到提升機中,同時,也考慮到彈丸循環系統的不穩定性,因此將提升量適當加大。
Q6945鋼板拋丸除銹清理設備
2.4.3、丸砂分離器:
  本機采用先進的三級滿幕簾流幕式氣缸自動調整型丸渣分離器。它由彈丸輸送螺旋和風選系統兩大部分組成如圖2。
  該分離器設計難點在于其分離區長度為5 000mm,在設計過程中,參考國外在這方面的成功經驗,將分離區分為兩段,各自動作。沿螺旋方向在閘板(圖2中件2)的末端設置物料檢測裝置,它控制雙聯氣缸對閘門發生作用。雙聯氣缸由兩個氣缸串聯在一起,共有三個狀態(零行程、一個氣缸行程、兩個氣缸行程),螺旋輸送開始輸送彈丸時,檢測裝置檢測不到彈丸,此時雙聯氣缸處于零行程狀態,閘門關閉;經過一定時間(現場設備調試時確定),雙聯氣缸處于一個氣缸行程狀態(此為正常狀態),彈丸處于正常分離狀態(閘門打開一半);當物料檢測裝置檢測到彈丸存在時,表明彈丸輸送處于溢流狀態,此時分離器溢流口溢流彈丸,信號反饋至PLC,并使雙聯氣缸處于兩個氣缸行程狀態,閘門全部打開。隨后,閘門又回到半開狀態,以上兩個狀態交替進行,使分離區彈丸分離穩定進行。
1)彈丸分配系統:
  彈丸分配系統由儲丸斗、彈丸控制器及輸丸管組成,其彈丸流量控制器為BMD公司的氣動供丸技術,供丸系統安全可靠,該彈丸控制器無卡死和漏丸現象,通過調整扇形閘門的大小,來調整彈丸的流量,拋丸量可通過電控操作臺上的電流表顯示出來。
2)布料螺旋輸送器:
  布料螺旋用于對下部兩個拋丸器(下部四個拋丸器中間兩個)供給彈丸,設有丸料溢流口,從而保證這兩個拋丸器足量供丸。
3)彈丸補充器:
  該裝置位于提升機的下部,其上平面與地面相平,便于人工加丸。當系統中彈丸不足時,分離器料倉的料位計發出信號反饋至PLC,PLC控制彈丸補充器上的氣動閘門打開,彈丸流入拋丸室底部螺旋輸送器,當分離器料倉中彈丸足量時,閘門關閉。
2.5、除塵系統:
  本除塵器系統采用慣性除塵器、濾筒式除塵器(美國湯納森技術)二級除塵方式。其中慣性除塵器的作用是將拋丸室體、清掃室、丸渣分離器、斗式提升機引出的除塵管道匯集起來,進行粉塵和彈丸重力沉降,減輕雜物對濾筒的磨損和堵塞。經過二級除塵后,粉塵排放濃度小于50 mg/m3,除塵系統是通過計算選定的風機抽風量,并借助蝶閥進行風量調節,確保設備運行中無粉塵外溢現象,工作場地粉塵濃度小于2mg/m3,除塵效率達99.5%以上,符合GB16297- 1996標準中的二級標準。
2.6、控制系統:
  氣控系統:氣控系統由氣源處理元件和氣閥及氣動執行元件組成,為保證設備的可靠運行,關鍵部件為進口AIRTIC公司元件。
  電控系統:本系統主要由低壓電器元件、可編程控制器(PLC)、工業控制微機、閉路電視監視系統等組成。主要特點如下:
1)生產線控制比較復雜,采用日本歐姆龍PLC控制。
2)采用閉路電視檢測:在生產線的關鍵部位(拋丸室出口、噴漆室出口及上下料位裝有攝像頭),在總控室的監視器上可顯示全線工作狀態。
3)采用微機動態模擬監控系統及鋼板數據管理系統(SPMIS)。
4)具有部件(如拋丸器、噴槍噴嘴、燃燒器等)運行時間累積計時功能。
5)在上下料、滾刷升降和噴漆等工序設置分控制臺。
6)彈丸循環系統故障報警功能。
7)生產線的入口、拋丸室檢修門、噴漆室檢修門等重要部位,均設置安全聯鎖裝置。
3、結束語:
  1)該設備設計的關鍵在于清理鋼板的寬度為4.5 m,并且要求清理速度大于6m/min。
2)鋼板寬度太寬,使清理后鋼板上的彈丸難以清掃,本次設計采用兩級清掃、兩級風吹的設計方案。
3)6m/min的鋼板清理速度,要求系統彈丸循環能力為408t/h,為了增加設備運行的可靠性,系統只采用一臺丸渣分離器、一臺斗式提升機。
4)為了避免在清理厚度小于5 mm的薄鋼板時鋼板變形,拋丸器的布置采用上下基本對應的形式。
5)分離器分離區的長度為5.0 m,彈丸很難均勻布料,在這方面最基本的設計思路是采用兩臺分離器,本次設計首次采用雙聯氣缸控制閘門,使閘門有三種狀態,實現了一臺分離器中兩個分離區彈丸的均勻性。

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