小口徑鋼瓶內腔噴丸清理工藝與設備

魏麗華，宋有軍，張 偉，吳壽喜，龐丕杰

（1.青島海納重工集團公司，山東青島市 266032；2.青島開世密封工業有限公司，山東青島市 266033）

小口徑鋼瓶內腔噴丸清理工藝與設備

魏麗華1，宋有軍1，張 偉1，吳壽喜2，龐丕杰1

（1.青島海納重工集團公司，山東青島市 266032；2.青島開世密封工業有限公司，山東青島市 266033）

介紹了一種小口徑（最小?15.5mm）鋼瓶內腔壓縮空氣噴丸清理技術與設備，闡述了其工作原理、總體結構及主要組成、技術關鍵及解決方案，為鋼瓶制造業提供了一種有效的工藝手段。

鋼瓶；噴丸清理機

鋼瓶制造過程中通過高溫加熱進行沖壓、收口等成形工序,內腔產生了大量堅硬的氧化皮，這些氧化皮如果不在制造過程中徹底清除，就會在鋼瓶使用中逐漸脫落，給鋼瓶的維修、使用造成嚴重不良后果。相對于鋼瓶外壁，內腔特別是小口徑鋼瓶內腔的清除難度更大，需要深入內腔進行清理。

傳統的清除氧化皮多采用酸洗、磷化等化學工藝方法，但此種方法不僅生產效率低、清除效果差，而且勞動條件差、環境污染比較嚴重。所以，采用物理方法即利用壓縮空氣噴丸處理進行去除，越來越多地被使用，這種方法可提高生產效率和清理效果，而且有利于環境保護。

本文介紹針對小口徑鋼瓶（最小口徑為?15.5mm）內腔氧化皮清理，研發的一種噴丸設備。

1 工作原理及組成

1.1 工作原理

本設備共設置兩個工位，在第一個工位噴鋼瓶的下部分，在第二個工位噴鋼瓶的上部分。工作時，鋼瓶首先被放置在第一工位旋轉機構上，壓緊機構氣缸下降壓緊，鋼瓶旋轉，噴槍噴丸同時升降，完成一個行程后噴槍停止噴丸。壓緊機構氣缸上升，鋼瓶從第一個工位上移動到第二個工位旋轉機構上進行噴丸。經過兩個工位后鋼瓶結束噴丸清理。

1.2 組成

本設備主要由卸料器、噴丸器、噴槍、升降機構、工件旋轉機構、工件壓緊機構、氣源處理系統、除塵系統、電氣系統等幾部分組成。圖1為鋼瓶內腔噴丸清理機總圖。

2 技術規格

工件（直徑×高）：?76.3mm×330mm

?140mm×900mm

?190mm×980mm；

工件最小口徑：?15.5mm；

生產率：1～4min/件；

噴槍：2支，同時升降

升降速度 0.5～1.5m/min

最大升降高度1000mm；

工件轉速：20～60r/min；

壓縮空氣：0.5～0.6M P a；

除銹等級達到Sa2以上。

3 技術關鍵及解決方案

3.1 技術關鍵

針對鋼瓶特別是小口徑鋼瓶內腔氧化皮清除難度大的問題，確定如下技術關鍵：

（1）如何保證噴丸均勻、清理質量好且效率高的難題。

（2）開發新型、高效的適用于小口徑鋼瓶內腔噴丸處理的噴丸器，以保證噴丸穩定。

（3）由于鋼瓶口徑過小，所以清理過程中容易造成鋼丸回流不暢、滯留鋼瓶內而影響后續清理的難題。

（4）為滿足生產率要求，噴槍及工件運轉機構應合理、可靠。

3.2 解決方案

3.2.1 采用雙工位噴丸方式

對鋼瓶尤其是小口徑鋼瓶內腔進行表面清理，應首選壓縮空氣噴丸的形式，并且采用雙工位噴丸方式以達到最佳的清理效果。第一工位主要噴鋼瓶下部分，第二工位主要噴鋼瓶上部分。兩個工位噴嘴結構不同，噴丸過程中鋼瓶旋轉，兩支噴槍同步升降，以保證鋼瓶內腔所有表面噴丸均勻。圖2為雙工位噴丸機構。

3.2.2 采用壓入式噴丸器

為使噴丸穩定，采用壓入式噴丸器。通過對現有國內外噴丸器的性能指標的分析，取長補短，重新設計了噴丸穩定、適用的小型雙槍噴丸器。該噴丸器主要由筒體、鐘罩閥、進氣管、筒體與噴槍進氣閥（二位二通截止閥）、排氣閥（二位三通電磁閥）、料位計、混合室等組成，見圖3。

該噴丸器主要特點有：

（1）噴丸器下部的混合室采用先進的“小孔吸入式”結構，滿足了混合均勻、穩定、連續無間歇的要求并且結構簡單，可靠性高，見圖4。

（2）采用多點（處）排放的排氣管路，使排氣更加順暢、迅捷，大大降低了排氣管的堵塞（見圖3）。

（3）采用封閉式排氣方式，大大降低了排氣的噪音，同時也避免了傳統消音器排氣時鋼丸的飛濺（見圖3）。

3.2.3 風力輸送循環系統

針對該設備噴丸量小的特點（噴丸量為15～20kg/min），采用了風力輸送循環系統。參考喉管式結構，物料由噴槍噴出流入收丸室底部，在高壓風機的大力吸引下經管道進入卸料器，大顆粒沉積到卸料器底部備用，小顆粒經卸料器頂部除塵口排到除塵室。整體結構簡單緊湊。

此彈丸循環系統采用高壓風機吸取、流量控制和快速回收的方法，有效解決了彈丸滯留鋼瓶內的難題。

3.2.4 噴槍升降機構，工件旋轉、壓緊機構

如圖5所示。噴槍升降機構由減速機、齒輪齒條、支撐架等組成。兩支噴槍的支撐架交叉設置，由一根升降桿帶動上升與下降，實現兩支噴槍同步工作。

工件旋轉機構由減速機、鏈輪、鏈條等組成。為適應不同規格鋼瓶內腔的噴丸處理，該機構中設置了不同規格的尼龍護套。尼龍護套外殼采用互換方式，更換方便、迅速。

工件壓緊采用曲柄連桿機構對小型鋼瓶進行壓緊，該機構由氣缸帶動上升與下降。對于不同長度鋼瓶的壓緊，氣缸底座高度可調節。該結構簡單實用、操作方便。

4 噴丸工藝

（1）采用小粒度（≤0.4mm）、高硬度（平均硬度為HRC60）的鋼砂作為噴丸磨料，來保證最佳的清理效果；

（2）壓縮空氣管路中設置減壓閥，以調節系統空氣壓力進而調整彈丸的噴射速度（調整范圍約為50～75m/s）；

（3）對不同規格的鋼瓶，電氣控制中設定不同的噴丸時間，設定時間為60～240s。對不同長度的鋼瓶，可通過調節噴槍接近開關的位置來控制不同的升降高度，調整高度為700mm。

5 結束語

通過對小口徑鋼瓶內腔噴丸清理設備與噴丸工藝的研究，解決了鋼瓶內腔清理難度大、效果差的問題，為鋼瓶制造業提供了一種切實可行的內腔處理工藝方法和手段。

Technology and Equipment of Shot Blasting Cleaning for Inner-W all of Small Caliber Steel Cylinder

WEl LiHua1，SONG YuoJun1，ZHANG Wei1，WU ShouXi2，PANG PiJie1
（1.Qingdao Haina Heavy Industry Group Com pany，Qingdao 266032，SHandong China;2.Qingdao Kaishi Sealing Industry Co,Ltd，Qingdao 266032，SHandong China）

The technology and equipment of p ressed air shot b lasting Cleaning machine for inner-wall of small caliber（m in ?15.5 mm）steel cylinder have been introduced w ith expourd ing of work p rincip le,general arrangement and structure constituent，as well as key technology and solution measures hence an effective technological p rocess for manufacture of steel cylinder.

Steel cylinder；Shot b lasting c leaning machine

TG234+.4;

B；

1006－9658（2011）02－3

2009－12－28

2009－173

魏麗華（1974-），女，工程師，研究拋噴丸工藝及設備