風葉輪葉片插銷自動包邊工藝研究與應(yīng)用

賀全忠，吳廣輝

（湖南聯(lián)誠軌道裝備有限公司，湖南 株洲 412001）

風機是依靠輸入的機械能，提高氣體壓力并排送氣體的機械，它是一種從動的流體機械。風機主要有兩種：離心風機和軸流風機。風機應(yīng)用范圍非常廣，廣泛應(yīng)用于工業(yè)和民用領(lǐng)域。

風葉輪是風機中的關(guān)鍵部件，它的質(zhì)量，將直接影響風機的性能。風葉輪有多種結(jié)構(gòu)形式，它主要由前輪盤、后輪盤、葉片、輪轂等零件組成。

本文針對風葉輪，通過工藝研究與應(yīng)用，實現(xiàn)葉片插銷自動包邊工藝，從而降低操作者的勞動強度，提高勞動生產(chǎn)率，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

1 風葉輪結(jié)構(gòu)

風葉輪的基本結(jié)構(gòu)如圖1 所示（本圖不包括輪轂），我司有多種不同尺寸規(guī)格的風葉輪，在此以其中一種尺寸規(guī)格的風葉輪為例，外形尺寸Φ256×100，葉片數(shù)量27 片，厚度2mm，葉片兩端各自帶2 個插銷，組裝時葉片插銷插入前輪盤、后輪盤的插銷孔內(nèi)，起定位葉片的作用，易于保證葉片的弧度和葉片之間的間隙。如圖2 所示，葉片插銷插入前、后輪盤插銷孔后，需要將插銷露出部分折彎包邊。

圖1 風葉輪基本結(jié)構(gòu)圖

圖2 風葉輪葉片插銷包邊圖

2 葉片插銷包邊工藝的現(xiàn)狀

目前，我公司風葉輪葉片插銷包邊全部采用手工操作完成，操作者利用手錘，將插銷敲彎進行包邊。這樣的工藝操作方法主要有以下缺點：

（1）勞動強度大。每片葉片有4 個插銷，27 片葉片共計108 個插銷（如圖1 所示）。據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，葉片插銷手工操作包邊，平均每個插銷操作者要用手錘錘擊3 次，組裝一個葉輪就要錘擊324 次，一個工作日，操作者要錘擊葉片插銷數(shù)千次，勞動強度大。

（2）生產(chǎn)效率低。據(jù)現(xiàn)場測算，一個工作日，男性操作者僅能組裝完成20 個左右的風葉輪，女性操作者僅能組裝完成15 個左右風葉輪，生產(chǎn)效率低。

（3）質(zhì)量不穩(wěn)定。用手錘錘擊葉片插銷進行手工操作包邊，因用力不均勻，插銷包邊松緊度不一致，產(chǎn)品一致性差，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。同時，手工操作，手錘有時難免會打偏，直接打在前輪盤或后輪盤上，造成輪盤損傷，影響產(chǎn)品質(zhì)量。

3 葉片插銷包邊新工藝的研究與應(yīng)用

3.1 葉片插銷包邊新工藝的研究

鑒于上述葉片插銷包邊工藝的缺點，我公司急需開發(fā)一種自動包邊新工藝，以降低操作者的勞動強度，提高勞動生產(chǎn)率，提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性。

前期，我們想從市場上采購一款風葉輪葉片插銷自動包邊機，實現(xiàn)葉片插銷自動包邊新工藝，但通過市場調(diào)研，市面上沒有滿足我公司需求的自動包邊設(shè)備，需要自行設(shè)計與制造自動包邊機，才可實現(xiàn)葉片插銷自動包邊新工藝。

3.1.1 葉片插銷自動包邊機設(shè)計

葉片插銷自動包邊機的設(shè)計由我公司與合作方共同完成，我公司提功能需求，合作方根據(jù)我公司的需求進行設(shè)計，設(shè)計方案通過我公司組織的方案評審后實施。

（1）設(shè)計目標：葉片插銷自動包邊機要能實現(xiàn)以下功能：包邊機要有自動頂料裝置，包邊機的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)要能夠正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，要能夠同時對葉片兩端的插銷進行自動包邊。

（2）針對上述設(shè)計目標，合作方通過分析和計算，并結(jié)合我公司現(xiàn)有風葉輪的尺寸規(guī)格，選定葉片插銷自動包邊機的主要技術(shù)參數(shù)如下：①額定功率：4.5kW；②電源電壓：AC 380V；③加工直徑：Φ150 ～Φ400mm；④最大加工高度：300mm；⑤加工材料厚度：1.0 ～3.0mm；⑥加工效率：10～15s/p；⑦推力系統(tǒng)：氣液混合；⑧外形尺寸：1200mm×1200mm×1800mm

（3）根據(jù)上述的技術(shù)參數(shù)設(shè)計自動包邊機，包邊機的設(shè)計結(jié)構(gòu)如圖3 所示。設(shè)備由基座、控制箱、旋壓機構(gòu)、頂料裝置四部分組成?；糜诎惭b控制箱、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)和頂料裝置。控制箱安裝在基座正面，用于控制旋轉(zhuǎn)機構(gòu)和頂料裝置。旋轉(zhuǎn)機構(gòu)和頂料裝置設(shè)置在基座的工作臺上，相互配合完成風葉輪葉片插銷自動包邊。

圖3 葉片插銷自動包邊機結(jié)構(gòu)圖

3.1.2 葉片插銷自動包邊機制造

葉片插銷自動包邊機由合作方負責制造，制造周期40天，制造完成后我司組織驗收，驗收合格交付，設(shè)備實物如圖4 所示。

圖4 葉片插銷自動包邊機實物圖

3.2 葉片插銷包邊新工藝的應(yīng)用

葉片插銷自動包邊機安裝與調(diào)試完成后，即可組織生產(chǎn)了，葉片插銷自動包邊工藝步驟如下：

（1）將組裝好的風葉輪（見圖1）人工放入葉片插銷自動包邊機的頂料氣缸（見圖4）上。（2）按下設(shè)備啟動按鈕，頂料裝置的壓料氣缸下移動，壓緊工件。（3）頂料裝置的主軸電機開始動作，帶動工件一起旋轉(zhuǎn)。（4）旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的上下包邊油缸前進，開始對工件的上下的葉片插銷進行包邊。（5）旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的包邊油缸向后移動，葉片插銷包邊完成。（6）頂料裝置的主軸電機停止動作。（7）壓料氣缸上升，松開工件。（8）頂料氣缸上升，人工拿下工件，完成一次包邊。

4 風葉輪葉片插銷包邊新舊工藝效果對比

（1）勞動強度。舊工藝為手工操作，操作者勞動強度大；新工藝用設(shè)備自動包邊，操作者只需上、下料，勞動強度小。

（2）生產(chǎn)效率。舊工藝生產(chǎn)效率低，每個工作日僅能完成15 ～20 個風葉輪葉片插銷包邊；新工藝生產(chǎn)效率高，每個工作日可完成100 個風葉輪葉片插銷包邊，生產(chǎn)效率是舊工藝的5 ～7 倍。

（3）產(chǎn)品質(zhì)量。舊工藝產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，一致性差；新工藝產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，一致性好。

5 結(jié)語

風葉輪葉片插銷包邊，傳統(tǒng)工藝一般采用手工操作完成，操作者利用手錘，將插銷敲彎進行包邊，但該工藝方法勞動強度大、生產(chǎn)效率低、質(zhì)量不穩(wěn)定。通過設(shè)計并制造葉片插銷自動包邊設(shè)備，開發(fā)自動包邊工藝，就能有效地降低勞動強度，提高生產(chǎn)效率，提高產(chǎn)品質(zhì)量的一致性和穩(wěn)定性。