1、前言：

   隨著我國汽車行業(yè)的不斷發(fā)展壯大，對汽車發(fā)動機曲軸的質量要求也不斷提高，尤其是表面質量，因為表面質量不僅決定著曲軸的機械性能，更決定著曲軸的使用壽命。提高曲軸的表面質量一般都是通過拋丸清理實現(xiàn)的，但是，普通清理設備對曲軸進行清理效率低，強化效果差，彈丸泄露嚴重，已無法滿足生產率和表面質量的要求。為此，研制一種能夠專門對曲軸表面進行拋丸強化清理的設備已成為必然。我公司根據(jù)國內市場的需求，確立了 Q系列發(fā)動機曲軸專用拋丸強化清理機的研發(fā)項目，研發(fā)出的發(fā)動機曲軸專用拋丸強化清理機能滿足市場的需求。

   QD34 系列設備最突出的特點就是：分體式新型拋丸器、自轉與公轉相結合的轉盤吊鉤、雙工位開放式轉筒清理室、開關式拋丸門、光柵安全裝置、降噪安全防護裝置。通過這些新結構提高整機的自動化程度及安全環(huán)保性能。另外，采用先進的微機模擬系統(tǒng)對設備的整個工作過程進行模擬演示，以確保設備整體性能的可靠性和先進性。

   2、設備簡介及功能概述：

   該設備是在吸收借鑒國際先進技術的基礎上，獨立研制開發(fā)出的。該設備的拋丸室及拋丸器的布置均經過三維動態(tài)拋射仿真后確定，使各個曲軸處于最佳的拋射位置，曲軸表面獲得最佳清理效果。工作時，將曲軸掛在吊鉤的工裝上，使曲軸保持較穩(wěn)固的直立狀態(tài)，大轉盤旋轉 180°，此時掛有曲軸的吊鉤進入彈丸拋射打擊區(qū)域，大轉盤停轉（間歇等待），由拋丸器拋射彈丸對曲軸表面進行清理，同時，在上下料工位的另一個吊鉤上進行上料。清理工位完成拋丸后，大轉臺旋轉 180°，將拋丸后的工件取下并再次裝載工件，另一個工位進行相應拋丸強化清理，如此反復運行，使曲軸表面得到均勻徹底的強化和清理，生產效率提高一倍，設備外觀見圖 1。

   3、研發(fā)的總體思路和技術方案:

   3.1、總體思路:

   在設計研究過程中，根據(jù)我公司多年的設計生產經驗，大量搜集國內外相關的技術資料，在傳統(tǒng)吊鉤式拋丸清理機的基礎上，確定了主要的創(chuàng)新攻關難點：分體式新型拋丸器、自轉與公轉相結合的轉盤吊鉤、雙工位開放式轉筒清理室、開關式拋丸門、光柵安全裝置、降噪安全防護裝置，并且確定了該項目新材料的使用。通過這些新結構可以提高整機的自動化程度及安全環(huán)保性能。另外，采用先進的微機模擬系統(tǒng)對設備的整個工作過程進行模擬演示，以確保設備整體性能的可靠性和先進性。

   3.2、主要技術指標（QD341 型）：

   （1）被清理工件的類型：汽車發(fā)動機曲軸

   被清理工件范圍：尷400mm×750mm

   單鉤吊重：100kg

   （2）生產率：100件/h

   （3）拋丸器拋丸量：2×120kg/min

   功率：7.5kW

   （4）大轉盤直徑：1200mm

   轉臺轉速：2r/min

   驅動功率：0.2kW

   （5）彈丸直徑：尷0.6mm～尷1.0mm

   材質：不銹鋼丸

   （6）吊鉤數(shù)量：2

   吊鉤轉速：2.8r/min

   驅動功率：0.1kW

   （7）除塵系統(tǒng)總風量：5000m3/h

   粉塵排放濃度：100mg/m3

   風機功率：7.5kW

   振打電機功率：0.75kW

   （8）裝機總功率：約21.2kW

   3.3、主要功能部件說明：

   Q型發(fā)動機曲軸專用拋丸強化清理機主要由分體式新型拋丸器總成、外部室體、雙工位開放式轉筒清理室、開關式拋丸門、吊鉤裝置、自轉裝置、公轉裝置、提升機、分離器、維修平臺、光柵安全裝置、供丸系統(tǒng)、降噪安全防護裝置、除塵系統(tǒng)、電氣控制部分等部件組成（圖2）。

   3.3.1、分體式新型拋丸器：

   國內第一臺罩殼與主軸分體固定的新型拋丸器如圖 3 所示。這種新型結構的拋丸器主軸單獨結構，大大提高了拋丸器轉速高，拋射速度可達 85m 以上，提高了拋丸效率。罩殼不與主軸相聯(lián)，單獨固定，受主軸振動小、噪音小，實測噪音 85分貝。另外，這種分體式結構的拋丸器便于更換葉片，便于維修。

   3.3.2、清理室：

   清理室分為室殼和雙工位開放式轉筒清理室。室殼為鋼板焊接結構，中間部分放置雙工位開放式轉筒清理室，是對曲軸進行拋丸清理及密封的室體。為防止彈丸擊穿室體飛出室體外，外部室體拋丸區(qū)及轉筒清理室內部均裝有軋制 Mn12 襯板。為最大限度地提高彈丸利用率，減少對清理室內防護板的磨損，采用了計算機三維動態(tài)模擬，確保了最大限度發(fā)揮拋丸的效能。

   3.3.3、丸料循環(huán)分離系統(tǒng)：

   丸料循環(huán)分離系統(tǒng)包含以下各部件：螺旋輸送器、提升機、分離器、彈丸控制系統(tǒng)等。

  從拋丸器拋射出的彈丸落在清理室內，并在清理室內收集，然后通過螺旋輸送器進入斗式提升機，由斗式提升機將丸渣混合物提升至分離器，最后通過分離器調節(jié)板的調節(jié)，使彈丸呈流幕狀均勻分布，合格彈丸進入丸料倉，丸料倉的彈丸經供丸閘門進入拋丸器，依此循環(huán)使用。

   3.3.4、雙工位開放式轉筒清理室及公轉裝置：

   該部分主要有主軸、轉筒、護板、漏板、公轉裝置等組成。轉筒分為兩個扇形拋丸區(qū)，在每一個拋丸區(qū)內設有高耐磨材料進行防護。工作時，由室體上部的公轉裝置驅動轉筒進行公轉，每次旋轉 180°，實現(xiàn)拋丸工位與上下料工位互換，這樣周而復始，帶動兩組吊鉤在不同的工位間循環(huán)。實現(xiàn)了一個工位在拋丸室內進行工作，另一個工位進行上卸料，生產效率提高了一倍。

   3.3.5、吊鉤機構及吊鉤自轉裝置：

   吊鉤機構及自轉裝置如圖4所示。其中吊鉤裝置設在轉筒上，并通過減速機驅動在拋丸工位進行自轉，保證了工件完全被清理。

   3.3.6、開關式拋丸門：

   兩臺拋丸器固定在室體后方的大門上，大門開關時，拋丸器與大門一起移動，便于拋丸器以及室內護板的維修維護。

   3.3.7、光柵安全裝置：

   人性化的設計理念，在上下料工位處，設有安全光柵。轉筒清理室在公轉時，任何物體通過光柵進入室體時，轉筒立刻停止，防止誤操作傷害操作人員，以及雜物進入室體損壞設備。

   3.3.8、降噪安全防護裝置：

   在拋丸門上裝有降噪安全防護裝置，不僅對拋丸器進行安全防護，還起到降低噪音的功能。

   3.3.9、通風除塵系統(tǒng)：

   本機除塵系統(tǒng)采用機械振打除塵器，合理的通風除塵系統(tǒng)確保了設備運行時處于負壓狀態(tài)下工作，使工作時產生的粉塵不向清理室體外飄溢，從而使設備周圍的粉塵濃度不大于 10mg/m3，除塵效率達99.8%以上，達到了國家規(guī)定的環(huán)保要求。

   3.3.10、電控系統(tǒng)：

   該系統(tǒng)使用西門子公司生產的可編程序控制器控制，具有手動和自動兩種控制方式，在控制系統(tǒng)中還采用了螺旋檢測元件，能夠根據(jù)實際情況進行故障診斷及報警。同時系統(tǒng)具有良好的互鎖、自鎖及安全保護措施，確保了設備和操作人員的安全。

   4、技術難度和復雜程度：

   本項目的主要研制內容是一種自動化程度高的吊掛與旋轉相結合的吊鉤轉盤系統(tǒng)，擁有2個工位，一個工位進行拋丸，另一個工位上下料。工件進入拋丸工位后，小吊鉤進行自轉，由拋丸器拋射的高速彈丸對曲軸表面進行清理完畢后，大轉盤帶動工件旋轉，實現(xiàn)工位互換。解決了一般吊鉤清理設備工件進出拋丸室無法同時進行的技術難題，在清理的同時小吊鉤能夠自轉，使曲軸達到均勻一致的表面清理效果。清理結束后，大轉盤轉動，大轉盤帶動工件旋轉，實現(xiàn)工位互換，下一組工件進入拋丸區(qū)，清理后的工件轉換到下料區(qū)進行下料并再次上料。如此兩個工位輪流工作，大大提高了生產率。

   5、結束語：

   Q系列發(fā)動機曲軸專用拋丸強化清理機，解決了用其它清理設備清理曲軸外表面不均勻、很難達到要求的弧高值，為提高曲軸的整體質量，為我國汽車行業(yè)的快速發(fā)展奠定了基礎。

   該設備自研制成功后，已在用戶處安裝使用，用大大增強，更堅固耐用，傳動更精準。