1、前言：

   随着我【suí zhe wǒ】国汽车行业的【de】不断发【bú duàn fā】展壮大【zhǎn zhuàng dà】，对汽车发动机曲【dòng jī qǔ】轴的【de】质量要【zhì liàng yào】求也不断提高，尤其是表面质【biǎo miàn zhì】量，因为表【yīn wéi biǎo】面质量【miàn zhì liàng】不仅决【bú jǐn jué】定着曲轴【zhe qǔ zhóu】的【de】机械性能，更决定着曲轴【zhe qǔ zhóu】的【de】使用寿命。提高曲轴的【de】表面质【biǎo miàn zhì】量一般都【yī bān dōu】是通过抛丸清【pāo wán qīng】理实现【lǐ shí xiàn】的【de】，但是，普通清理设备对曲轴【duì qǔ zhóu】进行清理效率低，强化效【qiáng huà xiào】果差【guǒ chà】，弹丸泄露严重【lù yán chóng】，已无法【yǐ wú fǎ】满足生产率和表面质【biǎo miàn zhì】量的【de】要求。为此，研制一【yán zhì yī】种能够专门对曲轴【duì qǔ zhóu】表面进行抛丸强【pāo wán qiáng】化清理的【de】设备已成为必然。我公司根据国内市场【nèi shì chǎng】的【de】需求，确立了 Q系列发动机曲【dòng jī qǔ】轴专用抛丸强【pāo wán qiáng】化清理机【qīng lǐ jī】的研发【de yán fā】项目，研发出的【de】发动机曲【dòng jī qǔ】轴专用抛丸强【pāo wán qiáng】化清理机【qīng lǐ jī】能满足市场的【de】需求。

   QD34 系列设【xì liè shè】备最突【bèi zuì tū】出的特点就是：分体式【fèn tǐ shì】新型抛【xīn xíng pāo】丸器【wán qì】、自转与【zì zhuǎn yǔ】公转相结合的转盘吊【zhuǎn pán diào】钩、双工位开放式【kāi fàng shì】转筒清理室、开关式抛丸门、光栅安全装置【quán zhuāng zhì】、降噪安全防护装置。通过这些新结构提高整机的【zhěng jī de】自动化程度及安全环保性能。另外，采用先进的微机模拟系统对设备的整个工【zhěng gè gōng】作过程【zuò guò chéng】进行模【jìn háng mó】拟演示，以确保设备整体性能【tǐ xìng néng】的可靠【de kě kào】性和先进性。

   2、设备简介及功【jiè jí gōng】能概述：

   该设备是在吸收借鉴国际先进技术【jìn jì shù】的基础上，独立研制开发【zhì kāi fā】出的【chū de】。该设备的抛丸【de pāo wán】室及抛丸器的布置均经过三【jīng guò sān】维动态【wéi dòng tài】抛射仿真后确定【dìng】，使各个曲轴处于最佳【yú zuì jiā】的抛射位置，曲轴表【qǔ zhóu biǎo】面获得最佳清理效果。工作时，将曲轴【jiāng qǔ zhóu】挂在吊钩的工装上【zhuāng shàng】，使曲轴【shǐ qǔ zhóu】保持较稳固的直立状态，大转盘旋转 180°，此时挂有曲轴的吊钩【de diào gōu】进入弹【jìn rù dàn】丸抛射打击区【dǎ jī qū】域，大转盘停转（间歇等待），由抛丸器抛射【qì pāo shè】弹丸对【dàn wán duì】曲轴表【qǔ zhóu biǎo】面进行清理，同时，在上下料工位的另一个吊钩【gè diào gōu】上进行【shàng jìn háng】上料【shàng liào】。清理工【qīng lǐ gōng】位完成抛丸后，大转台旋转 180°，将抛丸后的工件【jiàn】取下并再次【bìng zài cì】装载工件【jiàn】，另一个工位进行相应抛丸强化清理【huà qīng lǐ】，如此反复运行【fù yùn háng】，使曲轴【shǐ qǔ zhóu】表面得到均匀彻底的强化和【qiáng huà hé】清理，生产效率提高【lǜ tí gāo】一倍【yī bèi】，设备外【shè bèi wài】观见图 1。

   3、研发的总体思路和技【lù hé jì】术方案【shù fāng àn】:

   3.1、总体思路【lù】:

   在设计研究过程中，根据我公司多年的设计生产经验，大量搜集国内外相关的技术资料，在传统吊钩式抛丸清理机的基础上，确定了主要的创新攻关难点：分体式新型抛丸器、自转与公转相结合的转盘吊钩、双工位开放式转筒清理室、开关式抛丸门、光栅安全装置、降噪安全防护装置，并且确定了该项目新材料的使用。通过这些新结构可以提高整机的自动化程度及安全环保性能。另外，采用先进的微机模拟系统对设备的整个工作过程进行模拟演示，以确保设备整体性能的可靠性和先进性。

   3.2、主要技【zhǔ yào jì】术指标（QD341 型）：

   （1）被清理工件的类型：汽车发动机曲【dòng jī qǔ】轴【zhóu】

   被清理【bèi qīng lǐ】工件范围【wéi】：尴400mm×750mm

   单钩吊重【chóng】：100kg

   （2）生产率：100件【jiàn】/h

   （3）抛丸器抛丸量【pāo wán liàng】：2×120kg/min

   功率【gōng lǜ】：7.5kW

   （4）大转盘【dà zhuǎn pán】直径：1200mm

   转台转【zhuǎn tái zhuǎn】速：2r/min

   驱动功【qū dòng gōng】率：0.2kW

   （5）弹丸直径【jìng】：尴【gān】0.6mm～尴【gān】1.0mm

   材质：不锈钢【bú xiù gāng】丸

   （6）吊钩数量【liàng】：2

   吊钩转【diào gōu zhuǎn】速：2.8r/min

   驱动功【qū dòng gōng】率：0.1kW

   （7）除尘系统总风【tǒng zǒng fēng】量：5000m3/h

   粉尘排放浓度【fàng nóng dù】：100mg/m3

   风机功【fēng jī gōng】率：7.5kW

   振打电机功率【jī gōng lǜ】：0.75kW

   （8）装机总【zhuāng jī zǒng】功率：约21.2kW

   3.3、主要功能部件说明【shuō míng】：

   Q型发动机曲轴专用抛丸强化【wán qiáng huà】清理机主要由分体【tǐ】式新型抛丸器总【wán qì zǒng】成、外部室【wài bù shì】体【tǐ】、双工位【shuāng gōng wèi】开放式转筒清理室、开关式抛丸门【pāo wán mén】、吊钩装【diào gōu zhuāng】置【zhì】、自转装置【zhì】、公转装置【zhì】、提升机、分离器、维修平台、光栅安全装置【zhì】、供丸系【gòng wán xì】统、降噪安【jiàng zào ān】全防护【quán fáng hù】装置【zhì】、除尘系统、电气控【diàn qì kòng】制部分等部件组成（图【tú】2）。

   3.3.1、分体式【fèn tǐ shì】新型抛丸器：

   国内第一台罩壳与主【ké yǔ zhǔ】轴分体固定【dìng】的新型抛【xīn xíng pāo】丸器如【wán qì rú】图 3 所示。这种新【zhè zhǒng xīn】型结构【gòu】的抛丸器主轴【qì zhǔ zhóu】单独结构【gòu】，大大提高了【tí gāo le】抛丸器转速高，抛射速度可达【dù kě dá】 85m 以上，提高了【tí gāo le】抛丸效【pāo wán xiào】率。罩壳不【zhào ké bú】与主轴相联，单独固定【dìng】，受主轴【shòu zhǔ zhóu】振动小、噪音小，实测噪音 85分贝。另外，这种分【zhè zhǒng fèn】体式结构【gòu】的抛丸器便于更换【yú gèng huàn】叶片，便于维修。

   3.3.2、清理室【qīng lǐ shì】：

   清理室【qīng lǐ shì】分为室【shì】壳和双工位【shuāng gōng wèi】开放式【kāi fàng shì】转筒清理【tǒng qīng lǐ】室【shì】。室【shì】壳为钢板焊【gāng bǎn hàn】接结构【jiē jié gòu】，中间部分放置双工位【shuāng gōng wèi】开放式【kāi fàng shì】转筒清理【tǒng qīng lǐ】室【shì】，是对曲轴进行抛丸清理及密封的室【shì】体【tǐ】。为防止弹丸击穿室【shì】体【tǐ】飞出室【shì】体【tǐ】外，外部室【wài bù shì】体【tǐ】抛丸区及转筒清理【tǒng qīng lǐ】室内部【shì nèi bù】均装有轧制 Mn12 衬板。为最大限度地提高弹【tí gāo dàn】丸利用率，减少对清理室【qīng lǐ shì】内防护板的磨【bǎn de mó】损，采用了计算机【jì suàn jī】三维动态模拟【tài mó nǐ】，确保了【què bǎo le】最大限度发挥【dù fā huī】抛丸的效能。

   3.3.3、丸料循环分离【huán fèn lí】系统：

   丸料循环分离系统包含以下【hán yǐ xià】各部件【gè bù jiàn】：螺旋输送器、提升机【tí shēng jī】、分离器、弹丸控制系统等【děng】。

  从抛丸【cóng pāo wán】器抛射【qì pāo shè】出的弹丸落在清理室【qīng lǐ shì】内【nèi】，并在清理室【qīng lǐ shì】内【nèi】收集，然后通【rán hòu tōng】过螺旋【guò luó xuán】输送器【qì】进入斗【jìn rù dòu】式提升机【tí shēng jī】，由斗式提升机【tí shēng jī】将丸渣【jiāng wán zhā】混合物提升至【tí shēng zhì】分离器【qì】，最后通过分离器【qì】调节板的调节，使弹丸呈流幕状均匀分布，合格弹丸进入丸料仓，丸料仓的弹丸经供丸【jīng gòng wán】闸门进入抛丸【rù pāo wán】器【qì】，依此循环使用。

   3.3.4、双工位开放式【kāi fàng shì】转筒清理室及公转装【gōng zhuǎn zhuāng】置：

   该部分主要有【zhǔ yào yǒu】主轴、转筒【zhuǎn tǒng】、护板【hù bǎn】、漏板【lòu bǎn】、公转装【gōng zhuǎn zhuāng】置等组【zhì děng zǔ】成【chéng】。转筒【zhuǎn tǒng】分为两个扇形抛丸区，在每一个抛丸区内设有高耐磨材料进行防护。工作时，由室体【yóu shì tǐ】上部的公转装【gōng zhuǎn zhuāng】置驱动转筒【zhuǎn tǒng】进行公转，每次旋转 180°，实现抛丸工位【wán gōng wèi】与上下【yǔ shàng xià】料工位【liào gōng wèi】互换，这样周而复始【ér fù shǐ】，带动两组吊钩【zǔ diào gōu】在不同的工位间循环。实现了【shí xiàn le】一个工位在抛【wèi zài pāo】丸室内【wán shì nèi】进行工作，另一个工位进【gōng wèi jìn】行上卸料，生产效率提高了一倍。

   3.3.5、吊钩机【diào gōu jī】构及吊钩自转装置【zhuāng zhì】：

   吊钩机【diào gōu jī】构及自【gòu jí zì】转装置【zhuǎn zhuāng zhì】如图4所示。其中吊钩装置【gōu zhuāng zhì】设在转筒上，并通过减速机驱动在【qū dòng zài】抛丸工位进行自转，保证了工件完全被清【quán bèi qīng】理。

   3.3.6、开关式【kāi guān shì】抛丸门：

   两台抛丸器【pāo wán qì】固定在室体后方的大门上【shàng】，大门开关时【guān shí】，抛丸器【pāo wán qì】与大门【yǔ dà mén】一起移动，便于抛【biàn yú pāo】丸器以及室内护板的维修维护。

   3.3.7、光栅安全装置【quán zhuāng zhì】：

   人性化【rén xìng huà】的设计理念【lǐ niàn】，在上下料工位处，设有安全光栅。转筒清理室在【lǐ shì zài】公转时【gōng zhuǎn shí】，任何物【rèn hé wù】体通过光栅进入室体【rù shì tǐ】时，转筒立刻停止，防止误【fáng zhǐ wù】操作伤害操作人员【rén yuán】，以及杂物进入室体【rù shì tǐ】损坏设备。

   3.3.8、降噪安全防护装置【zhuāng zhì】：

   在抛丸门上装有降噪安全防护装置【hù zhuāng zhì】，不仅对【bú jǐn duì】抛丸器【pāo wán qì】进行安全防护，还起到降低噪音的功能【néng】。

   3.3.9、通风除【tōng fēng chú】尘系统：

   本机除尘系统采用机【cǎi yòng jī】械振打【xiè zhèn dǎ】除尘器，合理的通风除尘系统确保了【què bǎo le】设备运行时处于负压状态下工作，使工作时产生【shí chǎn shēng】的粉尘不向清理室体外飘溢【wài piāo yì】，从而使设备周【shè bèi zhōu】围的粉尘浓度不大于【bú dà yú】 10mg/m3，除尘效率达【lǜ dá】99.8%以上，达到了【dá dào le】国家规定的环保要求【bǎo yào qiú】。

   3.3.10、电控系统【tǒng】：

   该系统【gāi xì tǒng】使用西门子公司生产的可编程序控【chéng xù kòng】制器控制，具有手动和自动两种控制方式【shì】，在控制系统中【xì tǒng zhōng】还采用了螺旋检测元件，能够根据实际情况进【qíng kuàng jìn】行故障【háng gù zhàng】诊断及【zhěn duàn jí】报警。同时系【tóng shí xì】统具有良好的【liáng hǎo de】互锁【hù suǒ】、自锁及安全【quán】保护措施，确保了设备和操作人【cāo zuò rén】员的安全【quán】。

   4、技术难度和复【dù hé fù】杂程度：

   本项目【běn xiàng mù】的主要研制内容是一种自动【zhǒng zì dòng】化程度高的吊【gāo de diào】挂与旋转【zhuǎn】相结合的吊【hé de diào】钩转【zhuǎn】盘系统，拥有2个工位，一个工位进行【wèi jìn háng】抛丸【pāo wán】，另一个工位上下料。工件进【gōng jiàn jìn】入抛丸【pāo wán】工位后，小吊钩【xiǎo diào gōu】进行自转【zhuǎn】，由抛丸【pāo wán】器抛射的高速弹丸对【dàn wán duì】曲轴表面进行清理完毕后，大转盘【dà zhuǎn pán】带动工件旋转【jiàn xuán zhuǎn】，实现工【shí xiàn gōng】位互换【wèi hù huàn】。解决了一般吊【yī bān diào】钩清理【gōu qīng lǐ】设备工件进【gōng jiàn jìn】出抛丸【pāo wán】室无法同时进行【shí jìn háng】的技术难题，在清理的同时小吊钩【xiǎo diào gōu】能够自转【zhuǎn】，使曲轴【shǐ qǔ zhóu】达到均【dá dào jun1】匀一致的表面清理效果。清理结束后，大转盘【dà zhuǎn pán】转动【zhuǎn dòng】，大转盘【dà zhuǎn pán】带动工件旋转【jiàn xuán zhuǎn】，实现工【shí xiàn gōng】位互换【wèi hù huàn】，下一组工件进【gōng jiàn jìn】入抛丸【pāo wán】区【qū】，清理后【qīng lǐ hòu】的工件转【zhuǎn】换到下料区【qū】进行下【jìn háng xià】料并再次上料【cì shàng liào】。如此两个工位轮流工作，大大提高了生【gāo le shēng】产率。

   5、结束语：

   Q系列发动机曲【dòng jī qǔ】轴专用抛丸强【pāo wán qiáng】化清理机，解决了用其它清理设备清理曲轴外表面不均匀【jun1 yún】、很难达到要求【dào yào qiú】的弧高值【zhí】，为提高曲轴的【qǔ zhóu de】整体质量【liàng】，为我国【wéi wǒ guó】汽车行业的快速发展奠定了【diàn dìng le】基础。

   该设备自研制【zì yán zhì】成功后【chéng gōng hòu】，已在用【yǐ zài yòng】户处安装使用，用大大增强【zēng qiáng】，更坚固耐用，传动更精准。