拋丸機臺架對坯料劃傷原因及改進措施的分析

朱清行，王鵬，王長豪，李巖峰

（邢臺鋼鐵有限責任公司,河北 邢臺 054027）

在冶金等行業生產中，鋼坯拋丸用于消除鋼坯表面氧化鐵皮及毛刺，提高鋼坯表面光潔程度，避免在盤條上形成結疤等質量問題，是生產汽車及其他工業用高端鋼種的必備工序。隨著社會的發展，汽車、橋梁等工業用高端鋼種需求越來越大，對生產企業的產量和質量的要求也越來越高。

1 拋丸機臺架實施改造前的狀態

坯料在拋丸臺架上運行時出現劃傷嚴重，存在劃傷坯料數量占總坯料數量的60%，這些存在劃傷的坯料進入下道工序后將會在盤條表面產生結疤、折疊等質量問題，影響銷售交付訂單，甚至會產生質量異議賠付損失。同時在拋丸工序后檢查時發現劃傷，需要進行人工二次打磨處理，延長了本工序的生產效率，延長了訂單的交付周期，也會涉及不能及時交付訂單的賠償損失。拋丸對比圖如圖1、圖2。

圖1

圖2

通過上述情況可以看出，坯料經過拋丸臺架后劃傷嚴重，有可能對最終產品造成質量問題，人工進行打磨會造成人力浪費和生產效率降低。

2 拋丸臺架對坯料劃傷的原因分析

2.1 改造前拋丸臺架結構

臺架由四條水平滑軌支撐坯料，并在其中兩條滑軌處各有一個推鋼小車，推鋼小車由液壓缸驅動，并推鋼小車上的由撥爪推動坯料在滑軌上向前移動。實現坯料的運行。改造前臺架結構如圖3。

圖3 改造前臺架結構

（1）劃傷原因分析。通過對臺架結構進行分析，能夠與坯料接觸對坯料表面產生劃傷的部位為：滑軌和撥爪。具體分析如下：①2000kg 重坯料的自身重力作用在100mm 寬度的兩根滑軌上，單個支撐面的作用力達到1000kg；坯料寬度150mm。硬度較低質量較重的坯料在較小接觸片支撐下滑動時，坯料表面造成嚴重劃傷。影響后續產品的質量。②撥爪在經過一段時間運行后，與坯料接觸面產生磨損、起毛邊，在撥爪趴倒和立起時與坯料表面接觸產生劃傷。撥爪磨損及起毛邊情況如圖4 所示。

圖4

2.2 改進方案設計

針對上述原因分析，采取了如下改進方案：將臺架滑動式推鋼改為鏈條式，實現坯料與臺架相對靜止，徹底解決坯料與滑軌和撥爪之間相對運動產生的摩擦劃傷問題，避免二次人工打磨造成的生產效率低影響，從而提高產品質量，同時，提高鋼坯運行速度。根據現場臺架尺寸設計鏈式臺架結構如圖5，實現坯料在移動過程中與接觸鏈條保持相對靜止狀態，徹底避免滑動劃傷。

圖5

根據現場實際用途及鏈條設計類型選擇32B 型鏈條，小鏈輪齒數15，選擇鏈條節距50.8mm，確保低噪音情況和鏈輪與鏈條的卷繞角度大于120 度。根據動力類型和用途選擇使用速比為1，設計主動齒輪和被動齒輪外形尺寸，利用圖6 公式計算鏈條長度。

圖6

根據鏈條長度、鏈輪齒數N1、N2與軸間中心距利用公式確定鏈條長度，計算出鏈條長度后四舍五入成偶數鏈接。

通過上述計算得出10239.664mm，共202 節。

2.3 改造實施

針對上述原因分析，采取了如下改進方案：

將臺架滑動式推鋼改為鏈條式，實現坯料與臺架相對靜止，徹底解決坯料與滑軌和撥爪之間相對運動產生的摩擦劃傷問題，避免二次人工打磨造成的生產效率低影響，從而提高產品質量，同時提高鋼坯運行速度。主要有：（1）拆除原滑動式推鋼小車及撥爪、液壓缸。對原有臺架支撐立柱和橫梁進行部分割除改造。（2）制作被動鏈輪、漲緊鏈輪支架，采購主動鏈輪、被動鏈輪、支撐鏈輪、鏈條、軸承座（含軸承）及11kW 四級電機等。（3）利用閑置軸類備件進行改造加工，為了坯料平穩地運行，利用閑置速比80 的減速機備件連接電機和同步軸。（4）將被動鏈輪、漲緊鏈輪安裝到鏈輪支架上，并固定到臺架立柱和橫梁端部。在立柱據地面400mm高度位置安裝固定同步軸軸承座，將主動鏈輪、支撐軸承組裝到同步軸上并固定，并將同步軸與軸承座組裝到一起。（5）制作電機和減速機支撐底座，并固定至立柱200mm 高度，底部加裝支撐與地面進行固定。（6）安裝電機和減速機支底座上，并通過聯軸器與同步軸相連，對聯軸器的同軸度打表進行找正，緊固電機和減速機地腳螺栓。（7）安裝輸送鏈條至主動鏈輪、漲緊鏈輪和被動鏈輪上，對鏈條高度進行標高檢測，避免坯料隨鏈條運行時，坯料與其他結構產生摩擦干涉，調整高度后對鏈條進行連接，調整鏈條的漲緊至合適位置。（8）鏈接電機電源線，并送電進行試車，確定轉速方向正確，各位置運轉無干涉。（9）通過變頻器控制電機轉速，從而實現坯料隨輸送鏈條上平穩移動，不會產生相對的移動位移，避免產生坯料表面劃傷。（10）根據生產工藝要求，加裝坯料位置檢測元件和鏈條氣動停止信號檢測元件，實現輸送鏈條根據坯料位置自動運行和停止，在解決坯料表面劃傷的基礎上提高坯料運輸效率、減少人工操作強度和頻次。

改造后臺架結構如圖7。改造后實物圖片如圖8。

圖7 改造后臺架結構

圖8

2.4 效果分析

通過上述改進措施的實施，解決了坯料在拋丸臺架上運行時產生劃傷的問題，自改造完成后未出現臺架運輸過程中產生坯料劃傷現象，實現了拋丸坯料表面質量100%合格，無運輸過程中劃傷現象。同時，避免了人工打磨坯料表面劃傷工作，提高了生產效率（如圖9、圖10）。

圖9

圖10

改造后效果見圖11。

圖11 改造后坯料效果