懸架彈簧應(yīng)力拋丸強(qiáng)化機(jī)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

懸架彈簧應(yīng)力拋丸強(qiáng)化機(jī)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

藺青,余兆遐
（青島新東機(jī)械有限公司，山東青島 266 319）

S N T 2Z A懸架彈簧應(yīng)力拋丸強(qiáng)化機(jī)是針對(duì)高應(yīng)力彈簧而進(jìn)行專門開發(fā)的產(chǎn)品，目的在于去除彈簧制作過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，進(jìn)而提高懸架彈簧的壽命。介紹了懸架彈簧應(yīng)力拋丸強(qiáng)化機(jī)的工作原理和設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

彈簧；應(yīng)力；拋丸；強(qiáng)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(yè)的發(fā)展，拋丸清理機(jī)在汽車彈簧行業(yè)中的應(yīng)用日益廣泛，待清理彈簧的應(yīng)力越來越高，對(duì)拋丸清理機(jī)的要求也越來越高。SNT2ZA懸架彈簧應(yīng)力拋丸強(qiáng)化機(jī)是針對(duì)高應(yīng)力彈簧而進(jìn)行專門開發(fā)的產(chǎn)品，目的在于去除彈簧制作過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，進(jìn)而提高懸架彈簧的壽命。

1 機(jī)型工作原理簡(jiǎn)述

將待清理彈簧置于轉(zhuǎn)臺(tái)部，自動(dòng)起動(dòng)后，轉(zhuǎn)臺(tái)由清理室自動(dòng)旋轉(zhuǎn)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(shí)的工況)，同時(shí)拋丸器起動(dòng)，從清理室側(cè)方對(duì)彈簧進(jìn)行高速投射，同時(shí)彈簧上下部的自轉(zhuǎn)臺(tái)帶動(dòng)彈簧均勻自轉(zhuǎn)，以確保清理均勻，到達(dá)投射時(shí)間后，會(huì)自動(dòng)返回投射初始位，同時(shí)下一工位彈簧進(jìn)入清理室。打到彈簧上的鋼丸經(jīng)過擋板緩沖后落到絞籠里，通過絞籠運(yùn)送到斗式提升機(jī)的從動(dòng)部。斗式提升機(jī)通過安裝在提升帶上的鋼挖斗將鋼丸運(yùn)送到頭部，并將鋼丸甩到鋼丸分選裝置。由于風(fēng)的作用，大部分的雜丸和灰塵通過管路被抽走，可以繼續(xù)使用的好鋼丸進(jìn)入下部的分選篩，然后進(jìn)行各種鋼丸的分選后進(jìn)入儲(chǔ)丸斗，再通過儲(chǔ)丸斗下部的流丸閘門進(jìn)入拋丸器。運(yùn)行過程中產(chǎn)生的灰塵和雜丸等由除塵系統(tǒng)吸收。

2 主要部件參數(shù)

(1)處理彈簧基本參數(shù)

彈簧外徑： φ80～φ200 mm

彈簧長(zhǎng)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(hào)：X-30直射型

葉輪直徑：φ360 mm

電機(jī)功率：30 kW（變頻）

拋丸器數(shù)量：4臺(tái)

基準(zhǔn)投射速度：73 m/s

投射量：460 kg/min（基準(zhǔn)投射量）

(3)轉(zhuǎn)臺(tái)

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(zhuǎn)電機(jī)功率：3.7 kW（變頻）

自轉(zhuǎn)電機(jī)功率：0.75 kW（變頻）

(4)彈丸循環(huán)系統(tǒng)

斗式提升機(jī)：5.5 kW

輸送絞籠：3.7×2kW

(5)除塵器：QUDC86PR27型

風(fēng)機(jī)功率： 11kW

風(fēng)量：100 m3/min

過濾面積：67 m2

過濾風(fēng)速：.5 m/min

3 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容

3.1 滿足客戶的需求

因本機(jī)為懸架彈簧應(yīng)力拋丸強(qiáng)化專用機(jī)，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(jù)承載時(shí)需要下壓的高度進(jìn)行任意高度設(shè)定；②拋丸時(shí)的鋼丸粒度和投射量要穩(wěn)定，滿足不同的表面粗糙度，并且投射出的試片弧高值要穩(wěn)定；③彈簧的上下端面劃傷要盡量減少。

本項(xiàng)目針對(duì)要求①對(duì)下壓裝置選用伺服電缸驅(qū)動(dòng)，行程可調(diào)滿足客戶的要求。采用了分層振動(dòng)篩選的方法進(jìn)行二次分離，就是讓經(jīng)過斗式提升機(jī)、鋼丸分選裝置送來的鋼丸分別進(jìn)入到三個(gè)不同的振動(dòng)輸送中。通過不同的篩網(wǎng)大小篩分出不同大小的鋼丸，然后根據(jù)拋丸試驗(yàn)的數(shù)據(jù)對(duì)鋼丸進(jìn)行精確配比，然后固定成單一模式對(duì)應(yīng)不同的粗糙度弧高值等，保證拋丸過程中鋼丸的單一穩(wěn)定性，確保滿足要求②保持穩(wěn)定表面粗糙度，并且采用電磁式流丸閘門通過調(diào)整電磁吸力，控制流丸量的大小，設(shè)定完成后，能確保通過的流量為設(shè)定的數(shù)值，前后浮動(dòng)較小，能保證每次的拋丸量在固定的范圍內(nèi)，有效解決了拋丸量不一致的問題。針對(duì)要求③，經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)端面劃傷主要是由上下兩端轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)不同步造成，對(duì)此采用上下長(zhǎng)軸連接齒輪帶動(dòng)上下轉(zhuǎn)臺(tái)同步轉(zhuǎn)動(dòng)，減少劃傷的產(chǎn)生。

3.2 防火對(duì)策

由于彈簧強(qiáng)化產(chǎn)生的粉塵為細(xì)小顆粒，有一點(diǎn)火源也能引起起火甚至爆炸，以前部分彈簧廠家的除塵設(shè)備也發(fā)生過火災(zāi)。因此針對(duì)性的采取了防火對(duì)策：除塵管路加裝碳酸鈣防火裝置、整體加裝防靜電接地導(dǎo)線、除塵器采用防靜電布袋、除塵器加裝溫度感應(yīng)器、除塵器出入口加裝防火蝶閥、設(shè)備整體加裝自動(dòng)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(dòng)作流程

本機(jī)主要由拋丸器、清理室、轉(zhuǎn)臺(tái)、彈丸循環(huán)系統(tǒng)（含絞籠、斗式提升機(jī)、鋼丸分選裝置、流丸閘門等）、除塵系統(tǒng)及電控系統(tǒng)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(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上將外擴(kuò)形導(dǎo)向護(hù)板改為直通式導(dǎo)向護(hù)板，將投射熱區(qū)更加集中于彈簧，減少投射時(shí)間。在驅(qū)動(dòng)電機(jī)上安裝大脹套輪，在拋丸器上安裝小脹套輪，用皮帶進(jìn)行傳動(dòng)，保證高速投射。由于使用脹套，安裝和調(diào)整都非常方便，另外電機(jī)采用變頻器，可以根據(jù)效果方便的進(jìn)行調(diào)整。

圖1 拋丸強(qiáng)化機(jī)簡(jiǎn)圖

(2)轉(zhuǎn)臺(tái)

轉(zhuǎn)臺(tái)由公轉(zhuǎn)部、自轉(zhuǎn)部、下壓部等部件組成，其中公轉(zhuǎn)部驅(qū)動(dòng)和自轉(zhuǎn)部驅(qū)動(dòng)均變頻可調(diào)，可以根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整公轉(zhuǎn)速度和自轉(zhuǎn)速度，以達(dá)到客戶的要求。在轉(zhuǎn)臺(tái)上下件區(qū)域設(shè)置安全光幕，只有轉(zhuǎn)臺(tái)停止時(shí)才可以裝卸工件；在檢修門處安裝有電磁鎖，設(shè)備不運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)檢修門才可打開，避免不必要的安全事故。

(3)彈丸循環(huán)系統(tǒng)

該循環(huán)系統(tǒng)含絞籠、斗式提升機(jī)、鋼丸分選裝置、流丸閘門等。絞籠的驅(qū)動(dòng)由減速機(jī)直連，減小了設(shè)備的空間，客戶維修空間更大。打到彈簧上的鋼丸經(jīng)過擋板緩沖后落到絞籠里，通過絞籠運(yùn)送到斗式提升機(jī)的從動(dòng)部。斗式提升機(jī)通過安裝在提升帶上的鋼挖斗將鋼丸運(yùn)送到頭部，并將鋼丸甩到鋼丸分選裝置。由于風(fēng)的作用，大部分的雜丸和灰塵通過管路被抽走，可以繼續(xù)使用的好鋼丸進(jìn)入下部的分選篩，然后進(jìn)行各種鋼丸的分選后進(jìn)入儲(chǔ)丸斗，再通過儲(chǔ)丸斗下部的流丸閘門進(jìn)入拋丸器。

(4)除塵系統(tǒng)

除塵系統(tǒng)由脈沖除塵器、高壓風(fēng)機(jī)、排塵后管路等構(gòu)成。除塵器使用防靜電加厚型布袋，不僅排塵濃度符合嚴(yán)格的環(huán)保要求，而且布袋中的導(dǎo)電絲可以講靜電導(dǎo)入大地，防止靜電火化造成火災(zāi)。此外除塵器采用防靜電布袋、除塵器加裝溫度感應(yīng)器、除塵器出入口加裝防火蝶閥、設(shè)備整體加裝自動(dòng)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(chǎn)生的危害。

(5)電控系統(tǒng)

電控系統(tǒng)由三菱公司生產(chǎn)的Q系列PLC控制器控制，電控柜設(shè)有觸摸屏，可以直觀的看到設(shè)備的動(dòng)作狀況，并且將設(shè)備的說明書、保養(yǎng)周期、易損件損耗情況可視化，方便客戶進(jìn)行維修。觸摸屏上設(shè)有多種語(yǔ)言，可以根據(jù)需要進(jìn)行語(yǔ)言切換操作。此外PLC上具有遠(yuǎn)程通信功能，方便遠(yuǎn)距離對(duì)故障進(jìn)行排除和監(jiān)控。

5 結(jié)語(yǔ)

該項(xiàng)目制作后已經(jīng)投產(chǎn)使用，強(qiáng)化后的彈簧壓縮壽命達(dá)到60萬次以上，超過用戶要求的50萬次，用戶對(duì)該機(jī)型非常滿意，后期陸續(xù)采購(gòu)了幾臺(tái)。通過該用戶的使用和該用戶在國(guó)內(nèi)的領(lǐng)頭羊作用，許多國(guó)內(nèi)汽車彈簧企業(yè)對(duì)該機(jī)型非常感興趣，相信該機(jī)型會(huì)有廣闊的空間。

[1] 曹生輝，杜澤進(jìn)，呂洪偉.汽車后橋整橋拋噴丸清理機(jī)的開發(fā)與應(yīng)用 [J].中國(guó)鑄造裝備與技術(shù)，200 9（1）.

[2] 曹生輝,丁仁相.QLG6汽車連桿拋丸強(qiáng)化清理機(jī)的開發(fā)與應(yīng)用 [J].中國(guó)鑄造裝備與技術(shù)，2010（1）.

[3] 逄紹金,余兆遐. 軋輥用臺(tái)車式拋丸清理機(jī)的開發(fā)與應(yīng)[J].中國(guó)鑄造裝備與技術(shù)，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(hào):1612-1629

藺青(198 4—），工程師，主要從事鑄造機(jī)械的設(shè)計(jì)和開發(fā)工作.