凯发官网地址 六工位拋丸機風力喂丸裝置的設計

摘要：本文首先對目前拋丸器采用的兩種進丸方式的喂丸能力進行分析與比較,探討了喂丸機理,指出風力喂丸方式能有效地提高拋丸機的喂丸率。并針對西安煤礦機械廠拋丸機特點介紹了所設計的風力喂丸裝置及其設計參數。多年來的實踐證明,該項裝置具有明顯的技術優越性,設計是成功的。

拋丸器每分鐘拋出的彈丸量稱作拋丸量,它是表示 拋丸器 性能的一個重要指標。拋丸量越大,清理能力愈強。拋丸量主要取決于電動機的功率、葉輪轉速、拋丸器的結構以及供丸能力。拋丸器的供丸能力取決于拋丸器的供丸方式。按彈丸進入葉輪的方式分為機械喂丸和風力喂丸丸兩種。
機械喂丸拋丸器其喂丸過程參見圖1

圖1機械喂丸拋丸器

1*皮帶輪;2*三角皮帶;3*電動機,4*進丸管,5*分丸輪;6*定向套;7*雙圓盤,8*葉片

工作時,主軸帶動分丸輪及葉輪高速轉動,彈丸自漏斗,經喂丸管自由流入分丸輪5中,分丸輪旋卷著彈丸,在離心慣性力作用下,彈丸壓向固定的定向套6,并由定向套出口6拋拋出,·為高速旋轉的葉片8承接,然后被葉輪拋出。調整定向套,改變其出口的位置,即可改變彈丸的拋出方向。風力喂丸拋丸器的彈丸進入葉輪是靠氣體流動所產生的動能來實現的,其喂丸過程見圖2。工作時彈丸經進丸斗從加速管的上口進入加速器,在鼓風機低壓空氣加速下,彈丸從噴嘴噴出而進入高速旋轉的葉輪,然后被葉輪拋出。調整噴嘴出口的位置,即可改變拋射方向。

下面就兩種拋丸器的喂丸能力進行討論


一、機械喂丸拋丸能力的分析
1分丸輪定向套推送機構喂丸機理
拋丸器的自身吸風性能近似于離心鼓風機。空氣由進丸管源源不斷地被吸入,彈丸自重進入進丸管,彈丸與氣流在此匯合成氣固兩相流,所以進丸管是拋丸器的總閘門。忽略摩擦阻力,彈丸在進丸管內受重力和氣體推力作用。由進丸管出來的彈丸和氣體由軸向進入分丸輪,以大約2000轉/分的轉速旋轉著的分丸輪把彈丸加速到定向套窗口,業進入葉輪葉片。

圖2風力喂丸拋丸器

1*進丸斗;2*彈丸加速器;3*葉片;4*噴嘴;5*圓盤;6*傳動主軸

2.機構各因素對拋丸量的影響
(l)拋丸器自身吸風作用是保證拋丸器正常工作和獲得大拋丸量的必要條件。進丸管內徑對拋丸量影響顯著,使用上大下小的漸縮形進丸管效果較好。
(2)分丸輪結構對拋丸量的影響中.B.兄kocoscoH的研究指出,分丸輪窗口內框限制了彈丸流的通過能力。而可采取以下措施:
①選取較大的分丸輪內徑
②把分丸輪葉片截面內側設計為圓弧形,分丸輪進丸:f1設計為!圓錐形收口(圖3)。
③分丸輪采用內六角螺拴固定。以上措施均有利于提高拋丸量。
實驗1證明、分丸輪外徑,分丸輪窗口形狀,分丸輪與定向套之甸的間隙,對拋丸量影響不顯著
(3)總的來說拋丸量與分丸輪內徑,分丸輪窗口,進丸管內徑,定向套窗口大體上成線性函數關系,即

圖3分丸輪結構圖

3.運轉條件對拋丸量的影響

研究〔2〕指出;如果裝在設備外的連接管的通過能力不超過100.2公斤/分;在漏斗總是充滿情況下,拋丸量不超過39.6公斤/分。而如果給丸漏斗留有空隙,促使葉輪的鼓風特性表現出來,拋丸量可達39.6~159.6公斤/分。由于運轉條件缺乏可靠的供丸控制,設備的拋丸量波動在19.8-39.6公斤/分之間。

由以上分析知,要想提高分丸輪,定向套推送機構的喂丸能力,在推送機構確定后,更要注意運轉條件下,供丸控制的不可靠對拋丸量的影響。
西安煤礦機械廠原半自動懸鏈式拋丸機6個機械喂丸拋丸器,鐵丸拋丸量設計能力為6x120公斤/分,而實測拋丸量只達到6-30公斤/分,也說明了這一點。受西德進口設備BH20型拋丸清理機的啟發,為提高拋丸量,該廠對原拋丸器進行改造,采用風力喂丸方式,多年使用來,效果較好。


二、風力喂丸拋丸器喂丸能力的分析
如圖4所示,假定鐵丸從噴嘴噴出時在OX座標上的初速度為V,葉片旋轉時,A、B、C各點通過OX軸(也就是正對噴嘴口)時的速度為Ve。(即切向速度),Ve。與Vi垂直。那末在圖示位置上,鐵丸相對于葉片B點的相對速度為Vr(圖4b)。此時,可以把葉片看成靜止的,并如圖4c那樣展開,而鐵丸則以速度Vr(不變的方向和大小)斜對葉片依次噴射A、B、O··…。
又假定從噴嘴噴出的鐵丸流是連續的,并且完全充滿噴嘴出口斷面,那么,進入葉輪的鐵丸量就是從噴嘴噴出的鐵丸量減去被葉片端面擋去的鐵丸量,圖4c所示的瞬時進入葉輪的鐵丸流量q
q=KVo(Fo-fb)r〔4〕
式中
VO—鐵丸在噴嘴出口處的速度;
Fo—噴嘴出口斷面積;
fb—葉片端面積;
r—鐵丸的流動密度;
K—干擾系數;
由此可見,當葉輪的尺寸,葉片的尺寸和數目,噴嘴的大小一定,鐵丸的流動密度r不變時進入葉輪的鐵丸數量是與V。成正比的。與機械喂丸方式進行比較,由于鐵丸在風力喂丸方式中不完全依靠自身的重力流
入和依靠葉輪旋轉時中心部分產生的負壓吸入,而借助于離心風機產生的高速氣流使其受到強迫輸送,并在輸送過程中得到予加速,較終從噴嘴處以盡量高的速度噴入葉輪,從而減少了供丸控制的不可靠,并使拋丸器自身的鼓風特性充分發揮，所以該類型拋丸器的拋丸能力比較高。
三、風力喂丸拋丸器喂丸裝置及送風管路的設計

基本設計參數
1.每個拋丸器的設計拋丸量Gs為10kg/min
2.輸送鐵丸特性
西安煤礦機械廠采用的鐵丸直徑2-3mm,其特性:密實重度rs`二7800kg/m³;
溫度ts=20(℃);計算粒徑ds=3mm

3車間溫度ta=20℃
4重量濃度
低壓壓送與低真空吸送濃度,一般不超過10。考慮本裝置輸送鐵丸的噴嘴出口面積
小,要保證輸送量,ma選值不能太小。根據本輸送裝置的特點以及輸送物料鐵丸的特
性,按稀相輸送0
粗計耗氣量

5.鐵丸與空氣在輸料管(噴嘴)中的混合溫度tm二20(℃)
6.輸料管中的空氣重度


設計計算
1.計算鐵丸懸浮速度
(1)確定應用計算懸浮速度的公式

圖6加速器裝置噴嘴流道

圖7加速器接管出風口計算用圖

.......

選擇風機
由風機產品樣本,選用灘5,9-19型離心J又七機,轉速2900轉/分,全風壓594mmH20,風量2361n13/h,電動機型號Y13252-2,功率7.SKW。雖然,該風機全壓小于687mmH:o,但根據本設計按d:二3m二,懸浮速變按球形計算,而實測西安煤礦機械廠所用鐵丸直徑大部分在2.sllln左右,所以選用沁5號風機試用。在實際使用中,未見進丸管中鐵丸堵塞現象,且工件拋射時間縮短,說明試用是可行的。
四。風力喂丸裝置在西安煤礦機械廠生產實踐中的使用情況
根據多年來的使用,我們感到與機械喂丸方式相比有如下的優點:
1.實際拋丸量大,生產效率高采用風力喂丸方式,鐵丸在供丸管流道中不易堵塞,因此實際拋丸量較機械喂丸方式(實測30kg/min)提高2~2.5倍,且工件拋射時間縮短,提高清理效率1倍。
2.彈丸拋射較勻,工件清理質量高這是由于在機械喂丸方式時,落入分丸輪的彈丸在進入分丸輪葉片前,發生了極紊亂的運動,這樣,彈丸進入工作輪后,葉片對彈丸的拋射就不勻。而彈丸在鼓風機低壓氣流的輸送下,固氣混合體相比之下是浮動均質流,彈丸的運動比較規則。因此彈丸進入工作輪后,拋射就比較勻。
3.結構簡單,沒有分丸輪和定向套,提高了有效功率,有利于清理質量的提高。這是由于彈丸在定l勻套內隨分丸輪轉動時與定向套產生磨擦,有時相互間摩擦力很大,使彈丸處于研碎狀態,因此,清耗的功率既大又影響工件的清理質量。
4.備件的制造和維修方便易損件噴嘴沒有左右旋之分,裝卸方便當然,從單位功率的拋丸量即拋丸率指標而言,由于增加了風機,相應地在名義上增加了能耗,降低了名義拋丸率。但我們認為風力喂丸方式由于在實際上提高了拋丸量,所以相比較,實際拋丸率是有所提高的,因此,該種喂丸方式是很可取的一種喂丸方式。較后需要說明,采用風力喂丸方式,在運轉條件下,雖然使實際拋丸量有所提高,但在鐵丸粒度一定的條件下,拋丸量的進一步提高將受到鼓風機性能參數的限制,而如何合理選擇鼓風性能參數,還有待于今后進一步的試驗
。
參考文獻
〔1〕一機部濟南鑄造鍛壓機械研究所等,,5的mm高效拋丸器的試驗與研究,《鑄造機城》,1”1,Nos