鋼管拋丸機(jī)自動(dòng)上料裝置設(shè)計(jì)

王海超，侯志堅(jiān)，李建亮

（山東開(kāi)泰拋丸機(jī)械有限公司，山東 濱州 256217）

作為輸送石油、天燃?xì)?、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(yè)大量使用，另外，與實(shí)心鋼材相比，在抗彎、抗扭強(qiáng)度相同的情況下，鋼管重量較輕，所以也廣泛用于制造機(jī)械零件和工程構(gòu)件。為提高鋼管使用壽命，鋼管內(nèi)外壁表面需要強(qiáng)化、除銹、涂漆等處理，表面拋丸、噴砂處理可強(qiáng)化表面，提高疲勞強(qiáng)度及耐腐蝕性，增大漆面與金屬表面的結(jié)合力。QGW76拋丸機(jī)是我公司生產(chǎn)的一種鋼管外壁自動(dòng)化處理設(shè)備，主要用于直徑不大于76mm的鋼管表面拋丸處理，同類設(shè)備多采用人工上料，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、上料時(shí)間長(zhǎng)，節(jié)拍不好控制，降低拋丸處理效率。設(shè)計(jì)了QGW76拋丸機(jī)的專用自動(dòng)上料裝置，其組成如圖1所示。整個(gè)上料裝置由上料架1、撥料盤2、動(dòng)力系統(tǒng)3以及送料輥道4和5等組成。撥料盤轉(zhuǎn)動(dòng)1轉(zhuǎn)可將2個(gè)鋼管送進(jìn)拋丸室，大大提高了生產(chǎn)效率。以下簡(jiǎn)要介紹該上料裝置工作原理及典型結(jié)構(gòu)。

圖1 自動(dòng)上料裝置原理圖

1 自動(dòng)上料裝置工作原理

圖2為撥料盤工作循環(huán)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(shí)工件被定位；動(dòng)力系統(tǒng)（減速機(jī)）為撥料盤2提供動(dòng)力，通過(guò)鏈傳動(dòng)帶動(dòng)其順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，撥料盤轉(zhuǎn)動(dòng)可將管子送到送料輥道上，送料輥?zhàn)拥倪B續(xù)旋轉(zhuǎn)將工件送入拋丸室，進(jìn)行下工序拋丸處理。撥料盤的工作循環(huán)如圖2所示：當(dāng)撥料盤2處于位置Ⅰ時(shí)，撥料盤A點(diǎn)圓弧角將上料架上1個(gè)鋼管托起，隨著撥料盤2的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，撥料盤上A點(diǎn)向上抬起，B點(diǎn)向下方轉(zhuǎn)動(dòng)，在重力作用下，管子沿斜面AB滾動(dòng)到B點(diǎn)圓弧角，撥料盤2繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，就將管子放置在內(nèi)側(cè)送料輥道上，此時(shí)完成第一根管子上料；撥料盤2從位置Ⅱ開(kāi)始繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到位置Ⅲ時(shí)，撥料盤另一個(gè)工作面上的C點(diǎn)圓弧角將第二根管子抬起，撥料盤重復(fù)前半周期的運(yùn)動(dòng)，其上D點(diǎn)圓弧角將第二根管子放置在外側(cè)送料輥道上（位置Ⅳ），此時(shí)撥料盤旋轉(zhuǎn)一周，完成2根管子上料。上料時(shí)間節(jié)拍由動(dòng)力系統(tǒng)傳動(dòng)速度控制。

圖2 撥料盤工作循環(huán)圖

2 撥料盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本上料機(jī)構(gòu)要實(shí)現(xiàn)向2個(gè)送料輥道放置鋼管，由于2個(gè)輥道相對(duì)撥料盤回轉(zhuǎn)中心距離不同，即撥料盤上B點(diǎn)與D點(diǎn)相對(duì)撥料盤回轉(zhuǎn)中心距離不同（圖2）。撥料盤從位置Ⅰ到位置Ⅱ轉(zhuǎn)變過(guò)程中，AD段輪廓的曲率半徑逐漸增大，因?yàn)樯狭霞苌蠒?huì)有部分待上料的鋼管，其沿上料架斜面方向的分力會(huì)直接作用在AD段上，撥料盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，需要推動(dòng)鋼管沿斜面向上移動(dòng)，大大增大了撥料盤徑向載荷，需加大其機(jī)械結(jié)構(gòu)剛度及動(dòng)力系統(tǒng)功率，也容易引起振動(dòng)。為解決該問(wèn)題，將撥料盤設(shè)計(jì)成組合式，如圖3所示，AD段與BC段為同心圓弧，在D點(diǎn)增加鉸鏈連接的搖臂，當(dāng)撥料盤由位置Ⅰ向位置Ⅱ轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，在重力作用下?lián)u臂會(huì)逆時(shí)針擺動(dòng)，不會(huì)對(duì)管子產(chǎn)生壓力；當(dāng)撥料盤由位置Ⅲ向位置Ⅳ轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，撥料盤上的鋼管沿CD向下滾動(dòng)推動(dòng)搖臂順時(shí)針擺動(dòng)打開(kāi)，將鋼管放置在外側(cè)送料輥道上。

鋼管直徑改變時(shí)，應(yīng)調(diào)節(jié)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(gè)鋼管進(jìn)入撥料盤即可；上料架的斜度一般控制在3°以內(nèi)，如果斜度太大，鋼管對(duì)撥料盤沖擊較大，使工作中振動(dòng)及噪聲增大。

圖3 撥料盤結(jié)構(gòu)示意圖

3 結(jié)論

QGW76拋丸機(jī)采用自動(dòng)上料裝置，可協(xié)調(diào)上料時(shí)間節(jié)拍，使機(jī)器拋丸處理基本時(shí)間與上料輔助時(shí)間重合起來(lái)，機(jī)器空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間減少，提高了設(shè)備的利用率；自動(dòng)上料可在1min之內(nèi)完成，與人工上料相比：降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，效率提高4倍以上。