懸卦式砂輪清磨機結構設計與應用場合

田建忠

懸卦式砂輪清磨機結構設計與應用場合

田建忠

（太原機車車輛配件廠開發部，山西太原030003）

針對工業制造業大型鑄件澆冒口切割后修磨量大的實際問題，通過現狀分析和工藝驗證，設計出具有高效、安全、便捷的懸卦式砂輪清磨機，以滿足現場生產對大型鑄件的清磨需要，實際應用后提高了工作效率，減輕了工人的勞動強度，從而進一步降低了產品的制造成本，取得了較好的應用效果。

砂輪清磨機；結構設計；應用場合

工業制造企業在大型鑄件的生產實踐中，為了滿足產品的質量要求，從工藝設計角度對鑄件澆冒系統的設計有著嚴格的規定和要求，其形狀、尺寸較中、小型鑄件要大出許多，以滿足鑄件澆注后及時進行補縮的工藝質量要求。為了在切割澆冒口時不傷及本體，切割后的殘余高度比鑄件表面要高出5～8 mm，鑄件需要清磨時，若采用傳統的手持式砂輪機往往費工費時，勞動強度大，操作者體力消耗多，從而加大了生產制造成本，成為制約生產任務順利完成的主要瓶徑之一，因此選擇高效、可靠、適用的清磨方法和手段就顯得十分必要。

1 懸卦式砂輪清磨機結構設計[1]

針對生產作業現場大型鑄件澆冒口切割后清磨量大的實際問題，克服采用手持式砂輪機工作效率低、作業時間長的弊端，需要采用有效措施，選擇安全、高效、便捷的解決方案，以達到提高生產效率、降低工人勞動強度的目的，根據以上要求，設計出懸卦式砂輪清磨機結構原理圖見圖1所示。

圖1 懸掛式砂輪清磨機結構原理圖

為了直觀地顯示出懸卦式砂輪清磨機的結構原理與外觀特征，畫出其三維效果圖如圖2所示[2]。具體使用時，應將工件固定在工作臺面上（工件自重足夠時可以不考慮緊固），鑄件的待清磨工作表面放置在上面，懸卦式砂輪清磨機吊鏈組成4的鏈條應牢固地懸掛在支架橫梁上，調節高度至合適位置，以方便砂輪的清磨，通過控制手把8的高度和左右平衡位置來調節磨削力的大小，不可用力過大，以免損壞砂輪。

懸卦式砂輪清磨機主要由三相異步電動機3、砂輪架9、主軸總成10、三角膠帶4、吊鏈組成8等零部件組成。為了安全起見，在砂輪的上部加裝了防護罩13.

主要技術參數如下：

三相異步電動機型號：Y132S-4；功率：7.5 kW；轉速：1 440 r/min；

三角皮帶型號：B2616Ld2659GB/T1171-2006；

砂輪型號：φ300×127×40；

圖2 懸掛式砂輪清磨機三維效果圖

主軸總成是懸掛式砂輪清磨機的主要部件，為了清楚地反映出主軸總成的結構原理，畫出其三維爆炸圖如圖3所示。

圖3 懸掛式砂輪清磨機主軸總成三維爆炸圖

工作時，啟動三相異步電動機的電源開關，電動機轉動，通過電動機輸出軸上的平鍵帶動電動機皮帶輪一同旋轉，依靠三角皮帶將動力傳遞到主軸總成的主軸皮帶輪12上，依托鍵6驅動主軸5一同旋轉，主軸運轉時，通過鍵4和與其聯接在一起的砂輪盤座1、砂輪盤蓋3與砂輪2一同轉動，實現對工件的清磨。

為了確保主軸總成運轉時的平穩性和剛度要求，主軸材質采用40Cr合金鋼調質處理[3]，熱處理硬度48 HRC～52 HRC，在左右軸承座8中各安裝了兩盤深溝球軸承60000型，以滿足鑄件清磨時沖擊、振動對設備帶來的不利因素。

砂輪主要靠砂輪盤座、砂輪盤蓋的軸向摩擦擠壓帶動實現旋轉運動，對砂輪的夾持力如果過緊，容易將砂輪損壞，反之砂輪沒有得到足夠的側壓力，就不能對工件進行有效的施力進行清磨，因此夾緊力的大小應適宜。

懸掛式砂輪清磨機，除了能對大型鑄件的澆冒口殘留部分進行有效清磨外，還可對鑄件的皮縫、多肉、各種鑄造缺陷進行修磨，同時也適用于磨削不銹鋼、鈦錠、合金鋼、特種鋼、鋼錠及各種金屬的裂縫、夾碳、毛邊等，是鋼廠及鑄造行業的專用磨削設備，尤其是磨削鈦、不銹鋼等材料更能體現出維修率低、生產效率高的優越性。

2 懸卦式砂輪清磨機操作要點

（1）使用前先檢查吊鏈組成是否牢固安全，工件位置是否穩定可靠。

（2）第一次使用時，先觀察電動機的轉向是否正確，正常情況下，磨削火花是往電動機方向噴射，反之，應立即關機檢查電路是否正常。

（3）砂輪機啟動后，應在砂輪機旋轉平穩后再進行磨削。若砂輪機跳動明顯，應及時停機檢修。

（4）磨削時用力不宜過大，以免損壞砂輪或傷及工件非清磨表面。

（5）根據砂輪使用要求，選擇與清磨機主軸轉數相符合的砂輪。

（6）新領的砂輪要有出廠合格證，或檢查試驗標志。安裝前如發現砂輪的質量、硬度、粒度和外觀有裂縫等缺陷時，不得使用。

（7）安裝砂輪時，砂輪的內孔與主軸配合的間隙不宜太緊，應按松動配合的技術要求，一般控制在0.05 mm～0.10 mm之間。

懸卦式砂輪清磨機現場使用情況見圖4所示。

圖4 懸掛式砂輪清磨機現場使用情況

現場實際使用時，還可借助活動軟管收集清磨過程中的粉塵，通過配制專業除塵設備來進一步凈化工作環境，改善作業條件，達到安全文明生產的環保要求。

3 結束語

懸卦式砂輪清磨機自投入使用以來，極大地方便了現場工人的操作，工作效率也得到了顯著提高，具體來講有以下幾個特點：

（1）投資少、見效快。通過自制就可實現大磨削量快速清磨，無需投入大量資金用于技術改造。

（2）操作簡單、經濟實用。對操作者的技術等級要求不高，只要按照動作要領進行操作，就可十分便捷、有效、經濟地解決鑄件的清磨問題。

（3）安全可靠、效率較高。由于采用了力臂式吊掛結構，加上大規格砂輪和自重壓力，操作起來十分方便，生產效率較手持式砂輪機提高3～5倍。

（4）通過吊掛裝置高度的適時調整，可以滿足不同產品的清磨工作，因此該解決方案具有推廣和應用價值。

[1]于惠力，馮新敏.現代機械零部件設計手冊[M].北京：機械工業出版社，2013.

[2]尚鳳武.CAXA創新三維CAD教程[M].北京：航空航天大學出版社，2004.

[3]史美堂，金屬材料及熱處理[M].上海：上海科學技術出版社，1984.

Structure Design and Application Situation of Suspension Type Grinding Wheel Grinding Machine

TIAN Jian-zhong
（Taiyuan Locomotive and Vehicle Accessories Factory，Taiyuan Shanxi 030003，China）

for the manufacturing of large castings riser cutting after grinding a large amount of practical problems，through the analysis of the status and process validation,design is efficient，safe and convenient hanging type grinding mill in Qing Gua，meet the production of large castings cleaning mill after the practical application needs，improve work efficiency，reduce the labor intensity of the workers，so as to further reduce the manufacturing cost of the products，and achieved good application effect.

grinding wheel cleaning machiner；structural designr；application situation

TG580.2

A

1672-545X（2017）07-0163-02

2017-04-17

田建忠（1958-），男，山西太原人，工程師，研究方向：鐵路機車車輛新產品研發。