鋼管拋丸機自動上料裝置設計

王海超，侯志堅，李建亮

（山東開泰拋丸機械有限公司，山東 濱州 256217）

作為輸送石油、天燃氣、水、煤氣、蒸氣等流體的管道，鋼管在石油化工、鋼鐵、城市集中供熱、供排水等行業大量使用，另外，與實心鋼材相比，在抗彎、抗扭強度相同的情況下，鋼管重量較輕，所以也廣泛用于制造機械零件和工程構件。為提高鋼管使用壽命，鋼管內外壁表面需要強化、除銹、涂漆等處理，表面拋丸、噴砂處理可強化表面，提高疲勞強度及耐腐蝕性，增大漆面與金屬表面的結合力。QGW76拋丸機是我公司生產的一種鋼管外壁自動化處理設備，主要用于直徑不大于76mm的鋼管表面拋丸處理，同類設備多采用人工上料，工人勞動強度大、上料時間長，節拍不好控制，降低拋丸處理效率。設計了QGW76拋丸機的專用自動上料裝置，其組成如圖1所示。整個上料裝置由上料架1、撥料盤2、動力系統3以及送料輥道4和5等組成。撥料盤轉動1轉可將2個鋼管送進拋丸室，大大提高了生產效率。以下簡要介紹該上料裝置工作原理及典型結構。

圖1 自動上料裝置原理圖

1 自動上料裝置工作原理

圖2為撥料盤工作循環示意圖，其工作原理如下：首先將多根需要拋丸處理的鋼管放在帶斜度的上料架1上，在重力作用下，鋼管排列整齊靠緊在上料架下部擋塊上，此時工件被定位；動力系統（減速機）為撥料盤2提供動力，通過鏈傳動帶動其順時針旋轉，撥料盤轉動可將管子送到送料輥道上，送料輥子的連續旋轉將工件送入拋丸室，進行下工序拋丸處理。撥料盤的工作循環如圖2所示：當撥料盤2處于位置Ⅰ時，撥料盤A點圓弧角將上料架上1個鋼管托起，隨著撥料盤2的順時針旋轉，撥料盤上A點向上抬起，B點向下方轉動，在重力作用下，管子沿斜面AB滾動到B點圓弧角，撥料盤2繼續轉動，就將管子放置在內側送料輥道上，此時完成第一根管子上料；撥料盤2從位置Ⅱ開始繼續轉動，達到位置Ⅲ時，撥料盤另一個工作面上的C點圓弧角將第二根管子抬起，撥料盤重復前半周期的運動，其上D點圓弧角將第二根管子放置在外側送料輥道上（位置Ⅳ），此時撥料盤旋轉一周，完成2根管子上料。上料時間節拍由動力系統傳動速度控制。

圖2 撥料盤工作循環圖

2 撥料盤結構設計

本上料機構要實現向2個送料輥道放置鋼管，由于2個輥道相對撥料盤回轉中心距離不同，即撥料盤上B點與D點相對撥料盤回轉中心距離不同（圖2）。撥料盤從位置Ⅰ到位置Ⅱ轉變過程中，AD段輪廓的曲率半徑逐漸增大，因為上料架上會有部分待上料的鋼管，其沿上料架斜面方向的分力會直接作用在AD段上，撥料盤順時針轉動時，需要推動鋼管沿斜面向上移動，大大增大了撥料盤徑向載荷，需加大其機械結構剛度及動力系統功率，也容易引起振動。為解決該問題，將撥料盤設計成組合式，如圖3所示，AD段與BC段為同心圓弧，在D點增加鉸鏈連接的搖臂，當撥料盤由位置Ⅰ向位置Ⅱ轉動過程中，在重力作用下搖臂會逆時針擺動，不會對管子產生壓力；當撥料盤由位置Ⅲ向位置Ⅳ轉動過程中，撥料盤上的鋼管沿CD向下滾動推動搖臂順時針擺動打開，將鋼管放置在外側送料輥道上。

鋼管直徑改變時，應調節上料架底部擋塊位置，同一批處理的鋼管直徑也不要差別太大，保證只有1個鋼管進入撥料盤即可；上料架的斜度一般控制在3°以內，如果斜度太大，鋼管對撥料盤沖擊較大，使工作中振動及噪聲增大。

圖3 撥料盤結構示意圖

3 結論

QGW76拋丸機采用自動上料裝置，可協調上料時間節拍，使機器拋丸處理基本時間與上料輔助時間重合起來，機器空運轉時間減少，提高了設備的利用率；自動上料可在1min之內完成，與人工上料相比：降低了勞動強度，效率提高4倍以上。