懸架彈簧應力拋丸強化機的設計與應用

懸架彈簧應力拋丸強化機的設計與應用

藺青,余兆遐
（青島新東機械有限公司，山東青島 266 319）

S N T 2Z A懸架彈簧應力拋丸強化機是針對高應力彈簧而進行專門開發的產品，目的在于去除彈簧制作過程中產生的殘余應力，進而提高懸架彈簧的壽命。介紹了懸架彈簧應力拋丸強化機的工作原理和設計要點。

彈簧；應力；拋丸；強化

D O I：10.39 69/j.i s s n.100 6-96 58.2017.05.015

隨著汽車行業的發展，拋丸清理機在汽車彈簧行業中的應用日益廣泛，待清理彈簧的應力越來越高，對拋丸清理機的要求也越來越高。SNT2ZA懸架彈簧應力拋丸強化機是針對高應力彈簧而進行專門開發的產品，目的在于去除彈簧制作過程中產生的殘余應力，進而提高懸架彈簧的壽命。

1 機型工作原理簡述

將待清理彈簧置于轉臺部，自動起動后，轉臺由清理室自動旋轉到清理室投射位后停止。頂部伺服電缸下壓將彈簧壓縮(模擬汽車彈簧載重時的工況)，同時拋丸器起動，從清理室側方對彈簧進行高速投射，同時彈簧上下部的自轉臺帶動彈簧均勻自轉，以確保清理均勻，到達投射時間后，會自動返回投射初始位，同時下一工位彈簧進入清理室。打到彈簧上的鋼丸經過擋板緩沖后落到絞籠里，通過絞籠運送到斗式提升機的從動部。斗式提升機通過安裝在提升帶上的鋼挖斗將鋼丸運送到頭部，并將鋼丸甩到鋼丸分選裝置。由于風的作用，大部分的雜丸和灰塵通過管路被抽走，可以繼續使用的好鋼丸進入下部的分選篩，然后進行各種鋼丸的分選后進入儲丸斗，再通過儲丸斗下部的流丸閘門進入拋丸器。運行過程中產生的灰塵和雜丸等由除塵系統吸收。

2 主要部件參數

(1)處理彈簧基本參數

彈簧外徑： φ80～φ200 mm

彈簧長度：200～450 mm

彈簧線徑：φ8～φ15 mm

彈簧形狀：直筒形、香蕉形、梭形、錐形

(2)拋丸器

型號：X-30直射型

葉輪直徑：φ360 mm

電機功率：30 kW（變頻）

拋丸器數量：4臺

基準投射速度：73 m/s

投射量：460 kg/min（基準投射量）

(3)轉臺

下壓伺服缸壓力：2000 kg

下壓伺服缸功率：11kW

下壓伺服缸行程：0～500 mm

公轉電機功率：3.7 kW（變頻）

自轉電機功率：0.75 kW（變頻）

(4)彈丸循環系統

斗式提升機：5.5 kW

輸送絞籠：3.7×2kW

(5)除塵器：QUDC86PR27型

風機功率： 11kW

風量：100 m3/min

過濾面積：67 m2

過濾風速：.5 m/min

3 主要設計內容

3.1 滿足客戶的需求

因本機為懸架彈簧應力拋丸強化專用機，客戶提出：①每種懸架彈簧的使用高度不同，在下壓過程中可以根據承載時需要下壓的高度進行任意高度設定；②拋丸時的鋼丸粒度和投射量要穩定，滿足不同的表面粗糙度，并且投射出的試片弧高值要穩定；③彈簧的上下端面劃傷要盡量減少。

本項目針對要求①對下壓裝置選用伺服電缸驅動，行程可調滿足客戶的要求。采用了分層振動篩選的方法進行二次分離，就是讓經過斗式提升機、鋼丸分選裝置送來的鋼丸分別進入到三個不同的振動輸送中。通過不同的篩網大小篩分出不同大小的鋼丸，然后根據拋丸試驗的數據對鋼丸進行精確配比，然后固定成單一模式對應不同的粗糙度弧高值等，保證拋丸過程中鋼丸的單一穩定性，確保滿足要求②保持穩定表面粗糙度，并且采用電磁式流丸閘門通過調整電磁吸力，控制流丸量的大小，設定完成后，能確保通過的流量為設定的數值，前后浮動較小，能保證每次的拋丸量在固定的范圍內，有效解決了拋丸量不一致的問題。針對要求③，經過調研發現端面劃傷主要是由上下兩端轉臺旋轉不同步造成，對此采用上下長軸連接齒輪帶動上下轉臺同步轉動，減少劃傷的產生。

3.2 防火對策

由于彈簧強化產生的粉塵為細小顆粒，有一點火源也能引起起火甚至爆炸，以前部分彈簧廠家的除塵設備也發生過火災。因此針對性的采取了防火對策：除塵管路加裝碳酸鈣防火裝置、整體加裝防靜電接地導線、除塵器采用防靜電布袋、除塵器加裝溫度感應器、除塵器出入口加裝防火蝶閥、設備整體加裝自動滅火裝置等，通過以上措施可以降低起火的可能性。

4 主要部件及動作流程

本機主要由拋丸器、清理室、轉臺、彈丸循環系統（含絞籠、斗式提升機、鋼丸分選裝置、流丸閘門等）、除塵系統及電控系統等部件組成（圖1）。

(1)拋丸器

拋丸器為X-30直射型，在原有的X-30拋丸器結構基礎上將外擴形導向護板改為直通式導向護板，將投射熱區更加集中于彈簧，減少投射時間。在驅動電機上安裝大脹套輪，在拋丸器上安裝小脹套輪，用皮帶進行傳動，保證高速投射。由于使用脹套，安裝和調整都非常方便，另外電機采用變頻器，可以根據效果方便的進行調整。

圖1 拋丸強化機簡圖

(2)轉臺

轉臺由公轉部、自轉部、下壓部等部件組成，其中公轉部驅動和自轉部驅動均變頻可調，可以根據實際需要調整公轉速度和自轉速度，以達到客戶的要求。在轉臺上下件區域設置安全光幕，只有轉臺停止時才可以裝卸工件；在檢修門處安裝有電磁鎖，設備不運轉時檢修門才可打開，避免不必要的安全事故。

(3)彈丸循環系統

該循環系統含絞籠、斗式提升機、鋼丸分選裝置、流丸閘門等。絞籠的驅動由減速機直連，減小了設備的空間，客戶維修空間更大。打到彈簧上的鋼丸經過擋板緩沖后落到絞籠里，通過絞籠運送到斗式提升機的從動部。斗式提升機通過安裝在提升帶上的鋼挖斗將鋼丸運送到頭部，并將鋼丸甩到鋼丸分選裝置。由于風的作用，大部分的雜丸和灰塵通過管路被抽走，可以繼續使用的好鋼丸進入下部的分選篩，然后進行各種鋼丸的分選后進入儲丸斗，再通過儲丸斗下部的流丸閘門進入拋丸器。

(4)除塵系統

除塵系統由脈沖除塵器、高壓風機、排塵后管路等構成。除塵器使用防靜電加厚型布袋，不僅排塵濃度符合嚴格的環保要求，而且布袋中的導電絲可以講靜電導入大地，防止靜電火化造成火災。此外除塵器采用防靜電布袋、除塵器加裝溫度感應器、除塵器出入口加裝防火蝶閥、設備整體加裝自動滅火裝置等，通過以上措施可以降低起火的可能性和降低爆炸產生的危害。

(5)電控系統

電控系統由三菱公司生產的Q系列PLC控制器控制，電控柜設有觸摸屏，可以直觀的看到設備的動作狀況，并且將設備的說明書、保養周期、易損件損耗情況可視化，方便客戶進行維修。觸摸屏上設有多種語言，可以根據需要進行語言切換操作。此外PLC上具有遠程通信功能，方便遠距離對故障進行排除和監控。

5 結語

該項目制作后已經投產使用，強化后的彈簧壓縮壽命達到60萬次以上，超過用戶要求的50萬次，用戶對該機型非常滿意，后期陸續采購了幾臺。通過該用戶的使用和該用戶在國內的領頭羊作用，許多國內汽車彈簧企業對該機型非常感興趣，相信該機型會有廣闊的空間。

[1] 曹生輝，杜澤進，呂洪偉.汽車后橋整橋拋噴丸清理機的開發與應用 [J].中國鑄造裝備與技術，200 9（1）.

[2] 曹生輝,丁仁相.QLG6汽車連桿拋丸強化清理機的開發與應用 [J].中國鑄造裝備與技術，2010（1）.

[3] 逄紹金,余兆遐. 軋輥用臺車式拋丸清理機的開發與應[J].中國鑄造裝備與技術，2014（1）.

Design and application of suspension spring stress shot blasting machine

LIN Qing ,YU ZhaoXia
(QingDao Sinto Machinery Co.Ltd., QingDao 266319,Shandong,China)

SNT2ZA suspension spring stress shot blasting machine is specially developed for high stress spring products, the purpose is to remove the spring produced in the process of residual stress, thereby improving the life of the suspension spring. This paper introduces the working principle and design points of the suspension spring stress shot blasting machine.

springs；stress; shot blasting；reinforcement

T G 234+.4；

A；

100 6-96 58（2017）05-00 46-03

2016-12-30

稿件編號:1612-1629

藺青(198 4—），工程師，主要從事鑄造機械的設計和開發工作.