一種理化結(jié)合的脫脂清理機(jī)的開發(fā)

夏克廷，李曉波，張 艷，王召波，王 磊

（青島雙星鑄造機(jī)械有限公司，山東青島市 266400）

一種理化結(jié)合的脫脂清理機(jī)的開發(fā)

夏克廷，李曉波，張 艷，王召波，王 磊

（青島雙星鑄造機(jī)械有限公司，山東青島市 266400）

一些機(jī)械零部件，特別是沖壓件，表面會在沖壓過程中附著上一層礦物油脂，這在拋丸清理的過程中不僅會影響清理效果，而且礦物油也無法用物理方法完全清除掉，影響工件下道工序的加工和表面涂漆，因此就需要在拋丸清理工序之前用化學(xué)方法脫去礦物油脂。本文介紹了一種理化結(jié)合的脫脂清理機(jī)，專門用于對這些表面被礦物油脂污染的工件進(jìn)行清理。

化學(xué)脫脂；拋丸清理

隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的加快，機(jī)械裝備的不斷升級，對機(jī)械零部件的質(zhì)量要求也越來越高，對機(jī)械零部件的加工工藝也不斷優(yōu)化升級。一些機(jī)械零部件，特別是沖壓件，表面會在沖壓過程附著一層很厚的沖壓用礦物油脂，這些油脂一般只是在沖壓過程中起到潤滑作用，便于成型，但是會影響到下到工序的加工以及工件的表面拋丸清理效果。為此需要將油脂徹底清除掉。去除油脂的傳統(tǒng)方法都是將工件成批地放入專用的化學(xué)脫脂池中浸泡，工件表面的油脂溶入化學(xué)清洗劑后，再將工件取出用清水沖洗、晾干。這樣不僅費時費工，而且會浪費大量的化學(xué)清洗液及清水。為此，尋求一種能夠自動脫脂的清理設(shè)備一直是機(jī)械裝備生產(chǎn)廠家探索追求的目標(biāo)。

青島雙星鑄造機(jī)械有限公司根據(jù)這一市場需求，在成熟的鋼板型材表面自動預(yù)處理生產(chǎn)線技術(shù)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過多次試驗和改進(jìn)，成功研制出一種理化結(jié)合的脫脂拋丸清理機(jī)。

1 功能概述

該設(shè)備用于對表面被油脂污染且需要進(jìn)行拋丸清理強(qiáng)化的機(jī)械零部件進(jìn)行脫脂、表面拋丸除銹的清理。待清理的工件首先由帶定向環(huán)的輥道輸送進(jìn)脫脂清洗機(jī)內(nèi)，由噴淋裝置噴淋高壓高溫化學(xué)清洗液，溶解沖刷掉工件表面的油脂，再噴淋高壓清水進(jìn)行清洗，去除工件表面的清洗液。清洗干凈后的工件經(jīng)烘干后再進(jìn)行拋丸清理。經(jīng)脫脂、拋丸清理后的工件表面清潔度達(dá)到A－B級，表面除銹等級達(dá)到Sa2～2.5級。工件從進(jìn)入輸送輥道到清理完畢后由液壓卸料裝置移出輥道系統(tǒng)，整個過程都是在機(jī)械自動化條件下進(jìn)行的，大大提高了生產(chǎn)效率，改善了勞動環(huán)境，降低了勞動強(qiáng)度。而且各清理工位都設(shè)有專門的除塵、除水霧裝置，保證了車間的工作環(huán)境，滿足國家有關(guān)環(huán)保方面的要求。

2 主要技術(shù)規(guī)格

處理工件規(guī)格：沖壓件寬度≤300mm、長度5600～12000mm、高度≤180mm；

工件運行速度：輸送輥道速度0.5～6m/min（變頻調(diào)速），清理速度：0.5～1.1m/min；

輥道有效工作寬度：2000mm；

工件最大單重：600kg；

脫脂清洗方式：噴淋；

清漂洗液工作溫度：常溫～80℃（可調(diào)）；

烘干室加熱方式：天燃?xì)饧訜幔娓蓽囟龋?0～120℃（可調(diào)）；

拋丸器：數(shù)量8只，型號Q034；

彈丸循環(huán)量：150t/h；

脫水爐除水霧風(fēng)量：35000m3/h；

除塵系統(tǒng)風(fēng)量：29000m3/h；

設(shè)備總功率:～350kW。

3 設(shè)備的組成及結(jié)構(gòu)特點

該設(shè)備主要由液壓上料裝置、輥道輸送系統(tǒng)、脫脂清洗機(jī)、烘干裝置、拋丸清理系統(tǒng)、彈丸循環(huán)系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、液壓卸料裝置、電氣控制系統(tǒng)等組成，見圖1。

3.1 脫脂清洗機(jī)

脫脂清洗機(jī)是該設(shè)備的重要功能部件，主要由噴淋室體、脫脂槽、漂洗槽、管道泵、噴淋及過濾系統(tǒng)、水霧處理系統(tǒng)、液位自動控制系統(tǒng)、油水分離裝置、自動吹水裝置等組成，見圖2。

噴淋室體長8260mm，寬 2500mm，高 1780mm，采用普通型鋼作框架，內(nèi)層采用304不銹鋼板，外層采用不銹鋼板加保溫板。在噴淋段頂部適當(dāng)位置設(shè)有檢修門，噴淋通道采用迷宮式打扣結(jié)構(gòu)。在室體前后及中間適當(dāng)位置設(shè)有6個防濺門。室體內(nèi)部的噴淋工位內(nèi)部噴淋管采用鍍鋅管，活結(jié)式連接，在脫脂工位內(nèi)設(shè)有4排環(huán)形噴管，在漂洗工位內(nèi)設(shè)有2排環(huán)形噴管；在噴淋泵出口設(shè)有不銹鋼袋式過濾器，進(jìn)出口設(shè)有不銹鋼閥門，便于調(diào)整噴淋壓力及維護(hù)，盡可能減少槽內(nèi)氧化皮等雜質(zhì)，防止噴嘴堵塞。在前處理進(jìn)出口兩側(cè)及脫脂、漂洗工位間分別設(shè)有自動吹水裝置，采用過濾的壓縮空氣為氣源，通過上下氣梳排方式吹除工件表面的積水。

噴淋系統(tǒng)的脫脂工位及漂洗工位下部分別對應(yīng)著脫脂槽和漂洗槽，槽內(nèi)各設(shè)置一座SUS304不銹鋼燃燒室和列管換熱器，通過天燃?xì)馊紵骷訜嵋后w，槽液溫度為室溫至80℃連續(xù)可調(diào)。脫脂槽、漂洗槽分別設(shè)有液位自動控制開關(guān)，實現(xiàn)水位自動控制，且在缺水狀態(tài)下自動切斷噴淋系統(tǒng)及燃燒加熱系統(tǒng)并報警，防止不銹鋼燃燒室和列管換熱器的損壞。在脫脂工位設(shè)有帶式油水分離器裝置，可以將浮油自動從槽液中排出，提高藥液的處理效果，并且能夠循環(huán)利用。清洗及進(jìn)出口設(shè)有隔離過渡段，過渡段頂部設(shè)有排風(fēng)機(jī)等水霧處理系統(tǒng)，將水蒸汽排出，避免水蒸汽外溢而污染車間環(huán)境。

3.2 烘干裝置

由室體、底架、燃?xì)饧訜崞?、熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)、送回風(fēng)管道、補(bǔ)風(fēng)裝置、排氣裝置及自動控溫系統(tǒng)組成。烘干室溫度為80～120℃可調(diào)，可使清洗后的工件盡快干燥。

3.3 拋丸清理系統(tǒng)

拋丸清理系統(tǒng)由前附室、拋丸室、拋丸器、彈丸清掃室、吹丸室組成。前附室內(nèi)設(shè)有多道密封簾，防止彈丸飛出室外傷人。拋丸室采用優(yōu)質(zhì)鋼材焊接而成，室內(nèi)裝有高耐磨ZGMn13防護(hù)板，耐磨包鑄螺母。采用積木式結(jié)構(gòu)安裝，耐用且維修方便。拋丸室上下各布置4臺拋丸器，保證對通過的工件進(jìn)行一次性全面徹底的拋丸清理。拋丸器布置方式及角度均經(jīng)過微機(jī)模擬實驗，使其清理效果達(dá)到最佳。本機(jī)使用的Q034型懸臂離心式拋丸器具有高效，安裝、維修方便，占用空間小，能進(jìn)行左右旋轉(zhuǎn)等優(yōu)點。

清掃室主要負(fù)責(zé)工件拋丸除銹后的表面積丸清理。清掃室內(nèi)裝有聚氨酯刮板、高彈性尼龍滾刷、收丸螺旋和高壓吹風(fēng)機(jī)吹管等。在清掃室前部封閉的中間隔離室內(nèi)裝有遠(yuǎn)紅外光電測高裝置，本裝置與拋丸室入口處脈沖計數(shù)器共同實現(xiàn)對不同工件的精確測高，進(jìn)而靈敏、準(zhǔn)確地控制刮板裝置、滾刷、收丸和高壓吹管同步升降至最佳位置。

3.4 丸料循環(huán)系統(tǒng)

丸料循環(huán)系統(tǒng)包含以下各部件：提升機(jī)、分離器、螺旋輸送篩、丸料控制系統(tǒng)、丸料補(bǔ)充裝置、拋丸器等。從斗式提升機(jī)流入的丸渣混合物，由分離器螺旋送到分離器，并被分離器螺旋沿分離器均布，然后通過分離器重錘的調(diào)節(jié)，呈流幕狀均勻流至丸料倉，丸料倉的彈丸經(jīng)供丸閘門進(jìn)入拋丸器，拋丸后的丸渣混合物經(jīng)清理室、螺旋輸送器進(jìn)入提升機(jī)，提升機(jī)再提至分離器進(jìn)行分離，依次循環(huán)使用。

3.5 輥道輸送系統(tǒng)

由送進(jìn)輥道、拋丸室輥道、送出輥道組成，全長55m。送進(jìn)及送出輥道均采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼無縫鋼管與調(diào)質(zhì)軸頭焊接而成，上套有八個橡膠環(huán)，對工件起到導(dǎo)向作用。拋丸室內(nèi)輥道通過微機(jī)模擬設(shè)計，完全避開了拋丸器的直接拋打和彈丸的二次反彈拋打，各輥道均裝有可方便更換的高耐磨護(hù)套。輥軸兩端采用耐磨材料迷宮式密封，徹底杜絕彈丸對兩端軸承的磨損。輥道系統(tǒng)的兩端分別設(shè)置有液壓上、卸料裝置，由橫移小車運送工件，液壓升降工件，實現(xiàn)工件進(jìn)入和移出輥道系統(tǒng)。

3.6 除塵系統(tǒng)

除塵系統(tǒng)由一級塵降室、二級旋風(fēng)除塵器、濾筒除塵器、離心式高壓風(fēng)機(jī)、管道、排塵煙囪等組成。

拋丸清理時產(chǎn)生的含塵氣流經(jīng)過一級沉降室和連接管進(jìn)入二級旋風(fēng)體除塵器、然后進(jìn)入濾筒除塵器，含塵氣流經(jīng)濾筒過濾后（除塵效率不低于99.9%）經(jīng)過離心式通風(fēng)機(jī)排入煙囪進(jìn)行高空排放，排放粉塵濃度80mg/m3，符合國家環(huán)保局規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。由于通過抽風(fēng)機(jī)使拋丸清理室內(nèi)形成一定負(fù)壓，拋丸時產(chǎn)生的灰塵不向室體外飄逸，從而使車間內(nèi)粉塵濃度低于10mg/m3。

4 設(shè)備清理工藝流程

工件并列放置，將液壓上料裝置升起橫向運行將工件同時放至送進(jìn)段輥道平面，液壓上料裝置下降返回。輥道自動將工件平移通過清洗室、烘干室、拋丸清理室。工藝流程為：上料→脫脂→水洗→壓縮空氣吹干→天燃?xì)夂娓伞鷴佂枨謇怼鷱椡枨鍜摺邏猴L(fēng)機(jī)吹丸→卸料→直至下料段由卸料裝置將工件升起，橫向運行，卸料裝置下降，將工件放置在存放架上，橫向運行卸料裝置返回。

設(shè)備的整個工作過程采用可編程控制器集中控制，動態(tài)模擬監(jiān)控，為操作人員提供了良好的人機(jī)界面。

5 結(jié)束語

一直以來，傳統(tǒng)的清理設(shè)備都是通過拋丸器將彈丸加速到高速，打擊到工件表面，去除工件表面的銹蝕、氧化皮、附著物等，是對工件的一種物理清理法。該設(shè)備的問世，徹底顛覆了傳統(tǒng)的拋噴丸清理工藝，實現(xiàn)了化學(xué)清理與物理清理的完美結(jié)合，開創(chuàng)了理化結(jié)合清理工藝的先河，為國內(nèi)首創(chuàng)。

The Development of Degreasing Shot Blasting Machine Combining Chemical and Physical Method

XIA KeTing,LI XiaoBo，ZHANG Yan,WANG ZhaoBo，WANG Lei
（Qingdao Duo-Star Foundry Machinery Co.Ltd.，Qingdao 266400,Shandong China）

A special designed degreasing shot blasting machine combining chemical method with physical method has been introduced which is properly used in cleaning of machine parts especial of punched workpieces to which a layer of mineral grease difficult to be removed has adhered with punching process.

Chemical degrease；Shot blasting cleaning

TG234;

B；

1006－9658（2010）02－3

2009－12－11

2009－161

夏克廷（1977－），男，工程師，主要從事鑄造機(jī)械的開發(fā)與