1、前言：

   随着我【suí zhe wǒ】国汽车行业的【de】不断发展壮大，对汽车【duì qì chē】发动机曲轴【jī qǔ zhóu】的【de】质量【liàng】要求也不断提高【duàn tí gāo】，尤其是表面质【biǎo miàn zhì】量【liàng】，因为表面质【biǎo miàn zhì】量【liàng】不仅决定着曲【dìng zhe qǔ】轴的【de】机械性能，更决定着曲【dìng zhe qǔ】轴的【de】使用寿命。提高曲【tí gāo qǔ】轴的【de】表面质【biǎo miàn zhì】量【liàng】一般都是通过【shì tōng guò】抛丸清理实现的【de】，但是，普通清理设备对曲轴进行清理效率低【dī】，强化效果差，弹丸泄露严重，已无法【yǐ wú fǎ】满足生产率和表面质【biǎo miàn zhì】量【liàng】的【de】要求。为此【wéi cǐ】，研制一【yán zhì yī】种能够专门对曲轴表面进行【miàn jìn háng】抛丸强【pāo wán qiáng】化清理【huà qīng lǐ】的【de】设备已成为必然。我公司根据国【gēn jù guó】内市场【nèi shì chǎng】的【de】需求【xū qiú】，确立了 Q系列发【xì liè fā】动机曲轴【jī qǔ zhóu】专用抛丸强【pāo wán qiáng】化清理机【qīng lǐ jī】的【de】研发项目，研发出的发动【de fā dòng】机曲轴【jī qǔ zhóu】专用抛丸强【pāo wán qiáng】化清理机【qīng lǐ jī】能满足【néng mǎn zú】市场的【de】需求【xū qiú】。

   QD34 系列设备最突出的特点就是：分体式【fèn tǐ shì】新型抛丸器、自转与公转相结合的【jié hé de】转盘吊钩、双工位【shuāng gōng wèi】开放式【kāi fàng shì】转筒清理室、开关式抛丸门【pāo wán mén】、光栅安【guāng shān ān】全装置【zhuāng zhì】、降噪安【jiàng zào ān】全防护装置【zhuāng zhì】。通过这些新结【xiē xīn jié】构提高【gòu tí gāo】整机的【zhěng jī de】自动化程度及安全环【ān quán huán】保性能。另外，采用先进的微【jìn de wēi】机模拟【jī mó nǐ】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【de kě kào】性和先进性。

   2、设备简【shè bèi jiǎn】介及功能概述：

   该设备【gāi shè bèi】是在吸【shì zài xī】收借鉴国际先进技术【jìn jì shù】的基础上，独立研【dú lì yán】制开发出的。该设备【gāi shè bèi】的抛丸室及抛【shì jí pāo】丸器的布置均【bù zhì jun1】经过三维动态抛射仿真后确【zhēn hòu què】定，使各个曲轴处【qǔ zhóu chù】于最佳的抛射【de pāo shè】位置，曲轴表【qǔ zhóu biǎo】面获得最佳清理效果。工作时，将曲轴挂在吊钩的工装上，使曲轴保持较稳固的直立状态，大转盘旋转【xuán zhuǎn】 180°，此时挂有曲轴【yǒu qǔ zhóu】的吊钩进入弹【jìn rù dàn】丸抛射【wán pāo shè】打击区域，大转盘停转（间歇等待），由抛丸器抛射弹丸对曲轴表【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】上进行上料【shàng liào】。清理工【qīng lǐ gōng】位完成【wèi wán chéng】抛丸后，大转台旋转【xuán zhuǎn】 180°，将抛丸【jiāng pāo wán】后的工【hòu de gōng】件取下并再次【bìng zài cì】装载工【zhuāng zǎi gōng】件，另一个工位进行相应【háng xiàng yīng】抛丸强化清理【huà qīng lǐ】，如此反【rú cǐ fǎn】复运行，使曲轴表【qǔ zhóu biǎo】面得到均匀彻底的【chè dǐ de】强化和清理，生产效率提高一倍【yī bèi】，设备外观见图【guān jiàn tú】 1。

   3、研发的总体思【zǒng tǐ sī】路和技【lù hé jì】术方案:

   3.1、总体思【zǒng tǐ sī】路:

   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【gōng jiàn de】类型【lèi xíng】：汽车发动机曲轴

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

   单钩吊【dān gōu diào】重：100kg

   （2）生产率【shēng chǎn lǜ】：100件/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：尴【gān】0.6mm～尴【gān】1.0mm

   材质【cái zhì】：不锈钢丸

   （6）吊钩数【diào gōu shù】量：2

   吊钩转速【sù】：2.8r/min

   驱动功【qū dòng gōng】率：0.1kW

   （7）除尘系【chú chén xì】统总风量：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）装机总功率：约【yuē】21.2kW

   3.3、主要功能部件说明【shuō míng】：

   Q型发动机曲轴专用抛【zhuān yòng pāo】丸强化清理机主要由分体式【fèn tǐ shì】新型抛丸器总成、外部室体、双工位开放式【kāi fàng shì】转筒清理室、开关式【kāi guān shì】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】、供丸系统【tǒng】、降噪安【jiàng zào ān】全防护装置【zhì】、除尘系【chú chén xì】统【tǒng】、电气控制部分【zhì bù fèn】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【yī tái zhào】壳与主轴分体【zhóu fèn tǐ】固定【dìng】的新型抛丸器如图 3 所示。这种新【zhè zhǒng xīn】型结构的抛【gòu de pāo】丸器主轴单独结构【gòu】，大大提【dà dà tí】高了抛【gāo le pāo】丸器转速高，抛射速度可达【dù kě dá】 85m 以上，提高了抛【gāo le pāo】丸效率。罩壳不【zhào ké bú】与主轴相联【xiàng lián】，单独固【dān dú gù】定【dìng】，受主轴振动小、噪音小，实测噪音 85分贝【fèn bèi】。另外，这种分体式结构的抛【gòu de pāo】丸器便于更换叶片，便于维【biàn yú wéi】修。

   3.3.2、清理室【qīng lǐ shì】：

   清理室【shì】分为室【fèn wéi shì】壳和双【ké hé shuāng】工位开放式转筒清理室【shì】。室壳为【shì ké wéi】钢板焊接结构，中间部【zhōng jiān bù】分放置【fèn fàng zhì】双工位【shuāng gōng wèi】开放式转筒清理室【shì】，是对曲轴进行抛丸清【pāo wán qīng】理及密封的室【fēng de shì】体。为防止【wéi fáng zhǐ】弹丸击穿室【shì】体飞出室【shì】体外，外部室【wài bù shì】体抛丸【tǐ pāo wán】区及转【qū jí zhuǎn】筒清理室【shì】内部均装有轧制 Mn12 衬板。为最大限【zuì dà xiàn】度地提高弹丸利用【wán lì yòng】率，减少对清理室【shì】内防护板的磨损，采用了【cǎi yòng le】计算机三维动态模拟，确保了【què bǎo le】最大限【zuì dà xiàn】度发挥抛丸的效能。

   3.3.3、丸料循环分离系统【xì tǒng】：

   丸料循【wán liào xún】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。

  从抛丸器【qì】抛射出的弹丸落在【wán luò zài】清理室内【lǐ shì nèi】，并在清理室内【lǐ shì nèi】收集，然后通【rán hòu tōng】过螺旋【guò luó xuán】输送器【qì】进入斗式提升机【tí shēng jī】，由斗式提升机【tí shēng jī】将丸渣混合物提升至分离器【fèn lí qì】，最后通【zuì hòu tōng】过分离【guò fèn lí】器调节【qì diào jiē】板的调节，使弹丸呈流幕状均匀分布【fèn bù】，合格弹丸进入丸料仓，丸料仓的弹丸经供丸闸门进【zhá mén jìn】入抛丸器【qì】，依此循环使用。

   3.3.4、双工位【shuāng gōng wèi】开放式【kāi fàng shì】转筒清理室及公转装置：

   该部分主要有主轴、转筒【zhuǎn tǒng】、护板【hù bǎn】、漏板、公转装【gōng zhuǎn zhuāng】置等组【zhì děng zǔ】成【chéng】。转筒【zhuǎn tǒng】分为两个【wéi liǎng gè】扇形抛丸区，在每一【zài měi yī】个抛丸区内设【qū nèi shè】有高耐磨材料【liào】进行防护。工作时，由室体【yóu shì tǐ】上部的【shàng bù de】公转装【gōng zhuǎn zhuāng】置驱动转筒进【zhuǎn tǒng jìn】行公转，每次旋转 180°，实现抛丸工位【wán gōng wèi】与上下料【liào】工位互换，这样周而复始【ér fù shǐ】，带动两组吊钩在不同的工位【de gōng wèi】间循环。实现了一个工位在抛丸室内【wán shì nèi】进行工作，另一个工位进行上卸【háng shàng xiè】料【liào】，生产效率提高了一倍。

   3.3.5、吊钩机构及吊【gòu jí diào】钩自转装置【zhuāng zhì】：

   吊钩机构及自转装置【zhuǎn zhuāng zhì】如图4所示。其中吊【qí zhōng diào】钩装置设在转筒上，并通过减速机驱动在抛丸工位进行【wèi jìn háng】自转，保证了【bǎo zhèng le】工件完【gōng jiàn wán】全被清【quán bèi qīng】理。

   3.3.6、开关式抛丸门【pāo wán mén】：

   两台抛丸器固定在室体后方的大门【de dà mén】上，大门开【dà mén kāi】关时，抛丸器与大门一起移【yī qǐ yí】动，便于抛丸器以及室内护板的【hù bǎn de】维修维【wéi xiū wéi】护【hù】。

   3.3.7、光栅安【guāng shān ān】全装置：

   人性化的设计理念，在上下料工位处，设有安【shè yǒu ān】全光栅【quán guāng shān】。转筒清【zhuǎn tǒng qīng】理室在公转时，任何物体通过【tǐ tōng guò】光栅进入室体时，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【wù jìn rù】室体损坏设备【huài shè bèi】。

   3.3.8、降噪安全防护装置【zhuāng zhì】：

   在抛丸门上装有降噪【yǒu jiàng zào】安全防护【quán fáng hù】装置，不仅对抛丸器进行安全防护【quán fáng hù】，还起到【hái qǐ dào】降低噪【jiàng dī zào】音的功能。

   3.3.9、通风除尘系统【chén xì tǒng】：

   本机除尘系统【chén xì tǒng】采用机【cǎi yòng jī】械振打【xiè zhèn dǎ】除尘器，合理的通风除尘系统【chén xì tǒng】确保了【què bǎo le】设备运行时处于负压状态下工作【gōng zuò】，使工作【gōng zuò】时产生的粉尘【de fěn chén】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【de fěn chén】浓度不大于【bú dà yú】 10mg/m3，除尘效率达99.8%以上，达到了国家规定的环【dìng de huán】保要求。

   3.3.10、电控系【diàn kòng xì】统：

   该系统使用西门子公司生产的可编【de kě biān】程序控制【zhì】器控制【zhì】，具有手动和自【dòng hé zì】动两种【dòng liǎng zhǒng】控制【zhì】方式【shì】，在控制【zhì】系统中还采用【hái cǎi yòng】了螺旋检测元件，能够根据实际情况进【qíng kuàng jìn】行故障诊断及【zhěn duàn jí】报警。同时系统具有良好的【liáng hǎo de】互锁、自锁及安全保护措施，确保了【què bǎo le】设备和【shè bèi hé】操作人【cāo zuò rén】员的安全。

   4、技术难度和复杂程度【zá chéng dù】：

   本项目的主要研制内容是一【róng shì yī】种自动【zhǒng zì dòng】化程度高的吊挂与旋转【zhuǎn】相结合的吊钩转【zhuǎn】盘系统【xì tǒng】，拥有2个工位，一个工位进行抛丸，另一个【lìng yī gè】工位上下料。工件进【gōng jiàn jìn】入抛丸工位后【gōng wèi hòu】，小吊钩进行自转【zhuǎn】，由抛丸器抛射的高速【de gāo sù】弹丸对曲轴表【qǔ zhóu biǎo】面进行【miàn jìn háng】清理完毕后，大转盘【dà zhuǎn pán】带动工【dài dòng gōng】件旋转【zhuǎn】，实现工【shí xiàn gōng】位互换。解决了一般吊【yī bān diào】钩清理设备工件进【gōng jiàn jìn】出抛丸室【pāo wán shì】无法同时进行的技术【de jì shù】难题【nán tí】，在清理的同时【de tóng shí】小吊钩能够自【néng gòu zì】转【zhuǎn】，使曲轴【shǐ qǔ zhóu】达到均匀一致【yún yī zhì】的表面清理效果。清理结束后，大转盘【dà zhuǎn pán】转【zhuǎn】动，大转盘【dà zhuǎn pán】带动工【dài dòng gōng】件旋转【zhuǎn】，实现工【shí xiàn gōng】位互换，下一组工件进【gōng jiàn jìn】入抛丸区【qū】，清理后的工件【de gōng jiàn】转【zhuǎn】换到下料区【xià liào qū】进行下【jìn háng xià】料并再次上料。如此两【rú cǐ liǎng】个工位轮流工作，大大提高了生【gāo le shēng】产率。

   5、结束语：

   Q系列发动机曲轴专用抛丸强【pāo wán qiáng】化【huà】清理机，解决了用其它清理设【qīng lǐ shè】备清理【bèi qīng lǐ】曲轴外表面不【biǎo miàn bú】均匀、很难达到要求的弧高【de hú gāo】值，为提高【wéi tí gāo】曲轴的【qǔ zhóu de】整体质量，为我国汽车行业的快速发展奠定了基础【jī chǔ】。

   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【zhuāng shǐ yòng】，用大大增强，更坚固耐用，传动更精准。