1、前言：

   随着我【suí zhe wǒ】国汽车【guó qì chē】行业的不断发【bú duàn fā】展壮大，对汽车发动机曲轴的【qǔ zhóu de】质量要【zhì liàng yào】求也不【qiú yě bú】断提高【duàn tí gāo】，尤其是表面质量，因为表【yīn wéi biǎo】面质量不仅决定着曲轴的【qǔ zhóu de】机械性能，更决定【gèng jué dìng】着曲轴的【qǔ zhóu de】使用寿命【shòu mìng】。提高曲轴的【qǔ zhóu de】表面质量一般都是通过抛丸清理实现【lǐ shí xiàn】的，但是，普通清理设备对曲轴进行清理效率低【dī】，强化效【qiáng huà xiào】果差【guǒ chà】，弹丸泄露严重【lù yán chóng】，已无法满足生产率和表面质量的要【liàng de yào】求。为此【wéi cǐ】，研制一种能够专门对曲轴表【qǔ zhóu biǎo】面进行抛丸强化清理的设备已成为必然【bì rán】。我公司根据国内市场的需求【xū qiú】，确立了 Q系列发动机曲轴专用【zhóu zhuān yòng】抛丸强化清理机的研发项目【xiàng mù】，研发出的发动【de fā dòng】机曲轴专用【zhóu zhuān yòng】抛丸强化清理机能满足【néng mǎn zú】市场的需求【xū qiú】。

   QD34 系列设备最突出的特【chū de tè】点就是【diǎn jiù shì】：分体式【fèn tǐ shì】新型抛【xīn xíng pāo】丸器、自转与公转相【gōng zhuǎn xiàng】结合的转盘吊【zhuǎn pán diào】钩、双工位开放式转筒清理室、开关式抛丸门、光栅安全装置【quán zhuāng zhì】、降噪安全防护装置。通过这些新结构提高【gòu tí gāo】整机的【zhěng jī de】自动化【zì dòng huà】程度及安全环【ān quán huán】保性能。另外，采用先进的微机模拟系统对【xì tǒng duì】设备的【shè bèi de】整个工作过程进行模【jìn háng mó】拟演示，以确保设备整体性能【tǐ xìng néng】的可靠性和先进性。

   2、设备简介及功能概述【néng gài shù】：

   该设备【gāi shè bèi】是在吸收借鉴【shōu jiè jiàn】国际先【guó jì xiān】进技术的基础上，独立研【dú lì yán】制开发【zhì kāi fā】出的。该设备【gāi shè bèi】的抛丸【de pāo wán】室及抛丸器的布置均【bù zhì jun1】经过三维动态抛射仿真后确【zhēn hòu què】定【dìng】，使各个曲轴处于最佳的抛射【de pāo shè】位置，曲轴表【qǔ zhóu biǎo】面获得最佳清理【qīng lǐ】效果。工作时，将曲轴挂在吊钩的工【gōu de gōng】装上【zhuāng shàng】，使曲轴【shǐ qǔ zhóu】保持较稳固的直立状态，大转盘【dà zhuǎn pán】旋转【xuán zhuǎn】 180°，此时挂有曲轴的吊钩进入弹【jìn rù dàn】丸抛射打击区域，大转盘【dà zhuǎn pán】停转【tíng zhuǎn】（间歇等待【dài】），由抛丸器抛射弹丸对曲轴表【qǔ zhóu biǎo】面进行清理【qīng lǐ】，同时，在上下料工位【liào gōng wèi】的另一个吊钩上进行上料。清理【qīng lǐ】工位完成【wèi wán chéng】抛丸后，大转台旋转【xuán zhuǎn】 180°，将抛丸后的工件取下【jiàn qǔ xià】并再次【bìng zài cì】装载工件，另一个工位进行相应抛丸强化清理【qīng lǐ】，如此反复运行，使曲轴【shǐ qǔ zhóu】表面得到均匀彻底的【chè dǐ de】强化和清理【qīng lǐ】，生产效率提高一倍，设备外【shè bèi wài】观见图【guān jiàn tú】 1。

   3、研发的【yán fā de】总体思【zǒng tǐ sī】路和技术方案:

   3.1、总体思路【lù】:

   在设计研究过程中，根据我公司多年的设计生产经验，大量搜集国内外相关的技术资料，在传统吊钩式抛丸清理机的基础上，确定了主要的创新攻关难点：分体式新型抛丸器、自转与公转相结合的转盘吊钩、双工位开放式转筒清理室、开关式抛丸门、光栅安全装置、降噪安全防护装置，并且确定了该项目新材料的使用。通过这些新结构可以提高整机的自动化程度及安全环保性能。另外，采用先进的微机模拟系统对设备的整个工作过程进行模拟演示，以确保设备整体性能的可靠性和先进性。

   3.2、主要技【zhǔ yào jì】术指标（QD341 型）：

   （1）被清理工件的【gōng jiàn de】类型：汽车发动机曲【dòng jī qǔ】轴

   被清理【bèi qīng lǐ】工件范【gōng jiàn fàn】围：尴400mm×750mm

   单钩吊重【chóng】：100kg

   （2）生产率【shēng chǎn lǜ】：100件/h

   （3）抛丸器【pāo wán qì】抛丸量：2×120kg/min

   功率【gōng lǜ】：7.5kW

   （4）大转盘【dà zhuǎn pán】直径：1200mm

   转台转速【sù】：2r/min

   驱动功【qū dòng gōng】率：0.2kW

   （5）弹丸直【dàn wán zhí】径【jìng】：尴0.6mm～尴1.0mm

   材质【cái zhì】：不锈钢丸

   （6）吊钩数【diào gōu shù】量：2

   吊钩转【diào gōu zhuǎn】速：2.8r/min

   驱动功【qū dòng gōng】率：0.1kW

   （7）除尘系统总风量【liàng】：5000m3/h

   粉尘排【fěn chén pái】放浓度：100mg/m3

   风机功【fēng jī gōng】率：7.5kW

   振打电【zhèn dǎ diàn】机功率：0.75kW

   （8）装机总功率：约【yuē】21.2kW

   3.3、主要功【zhǔ yào gōng】能部件说明：

   Q型发动机曲轴专用抛丸强化清理机主要由分体式新型抛丸器总【wán qì zǒng】成、外部室【wài bù shì】体、双工位开放式转筒清理室、开关式【kāi guān shì】抛丸门【pāo wán mén】、吊钩装置【zhuāng zhì】、自转装【zì zhuǎn zhuāng】置【zhì】、公转装置【zhuāng zhì】、提升机【tí shēng jī】、分离器、维修平台【tái】、光栅安全装置【zhuāng zhì】、供丸系【gòng wán xì】统、降噪安全防护装置【zhuāng zhì】、除尘系统、电气控制部分【zhì bù fèn】等部件【děng bù jiàn】组成【zǔ chéng】（图2）。

   3.3.1、分体式新型抛【xīn xíng pāo】丸器：

   国内第【guó nèi dì】一台罩壳与主【ké yǔ zhǔ】轴分体固定【dìng】的新型抛丸器如图 3 所示【suǒ shì】。这种新【zhè zhǒng xīn】型结构【gòu】的抛丸器主轴单独结构【gòu】，大大提高了抛【gāo le pāo】丸器转【wán qì zhuǎn】速高，抛射速【pāo shè sù】度可达【dù kě dá】 85m 以上，提高了抛【gāo le pāo】丸效率【lǜ】。罩壳不与主轴相联【xiàng lián】，单独固【dān dú gù】定【dìng】，受主轴振动小、噪音小，实测噪音 85分贝。另外，这种分体式结构【gòu】的抛丸器便于更换叶片，便于维【biàn yú wéi】修。

   3.3.2、清理室【qīng lǐ shì】：

   清理室【qīng lǐ shì】分为室【fèn wéi shì】壳和双【ké hé shuāng】工位开【gōng wèi kāi】放式转筒清理室【qīng lǐ shì】。室壳为【shì ké wéi】钢板焊接结构，中间部分放置双工位【shuāng gōng wèi】开放式转筒清理室【qīng lǐ shì】，是对曲轴进行【zhóu jìn háng】抛丸清理及密封的室【fēng de shì】体。为防止弹丸击穿室体【chuān shì tǐ】飞出室体外【tǐ wài】，外部室体抛丸区及转筒清理室【qīng lǐ shì】内部均装有轧制 Mn12 衬板【chèn bǎn】。为最大【wéi zuì dà】限度地提高弹丸利用率【lǜ】，减少对清理室【qīng lǐ shì】内防护板的磨损【sǔn】，采用了计算机【jì suàn jī】三维动态模拟【tài mó nǐ】，确保了最大限度发挥【dù fā huī】抛丸的效能。

   3.3.3、丸料循【wán liào xún】环分离系统：

   丸料循环分离【huán fèn lí】系统包【xì tǒng bāo】含以下【hán yǐ xià】各部件：螺旋输送器、提升机、分离器、弹丸控制系统等【děng】。

  从抛丸器抛射出的弹丸落在清理室【qīng lǐ shì】内，并在清【bìng zài qīng】理室内收集【shōu jí】，然后通过螺旋【guò luó xuán】输送器【shū sòng qì】进入斗式提升【shì tí shēng】机【jī】，由斗式【yóu dòu shì】提升机【jī】将丸渣混合物提升至分离器，最后通【zuì hòu tōng】过分离【guò fèn lí】器调节板的调节，使弹丸呈流幕状均匀【zhuàng jun1 yún】分布【fèn bù】，合格弹丸进入丸料仓，丸料仓的弹丸经供丸闸门进入抛丸器，依此循【yī cǐ xún】环使用。

   3.3.4、双工位开放式转筒清【zhuǎn tǒng qīng】理室及公转装置【zhì】：

   该部分主要有【zhǔ yào yǒu】主轴、转筒、护板【hù bǎn】、漏板【lòu bǎn】、公转装置等组【zhì děng zǔ】成。转筒分【zhuǎn tǒng fèn】为两个扇形抛【shàn xíng pāo】丸区，在每一个抛丸区内设【qū nèi shè】有高耐【yǒu gāo nài】磨材料【mó cái liào】进行防护。工作时，由室体上部的【shàng bù de】公转装置驱动转筒进【zhuǎn tǒng jìn】行公转，每次旋转 180°，实现抛丸工位与上下料【liào】工位互换，这样周而复始，带动两【dài dòng liǎng】组吊钩【zǔ diào gōu】在不同的工位间循环。实现了一个工位在抛丸室内进行工作，另一个工位进行上卸【háng shàng xiè】料【liào】，生产效【shēng chǎn xiào】率提高了一倍【le yī bèi】。

   3.3.5、吊钩机构及吊【gòu jí diào】钩自转装置【zhuāng zhì】：

   吊钩机构及自【gòu jí zì】转装置如图【rú tú】4所示。其中吊钩装置设在转筒上，并通过减速机【jiǎn sù jī】驱动在【qū dòng zài】抛丸工【pāo wán gōng】位进行自转，保证了工件完全被清【quán bèi qīng】理。

   3.3.6、开关式【kāi guān shì】抛丸门：

   两台抛丸器固定在室体后方【tǐ hòu fāng】的大门【de dà mén】上【shàng】，大门开关时，抛丸器与大门【yǔ dà mén】一起移动，便于抛丸器以及室内【jí shì nèi】护【hù】板的维修维护【hù】。

   3.3.7、光栅安全装置【quán zhuāng zhì】：

   人性化的设计理念，在上下料工位处，设有安全光栅。转筒清【zhuǎn tǒng qīng】理室在公转时【gōng zhuǎn shí】，任何物【rèn hé wù】体通过光栅进【guāng shān jìn】入室体时，转筒立【zhuǎn tǒng lì】刻停止，防止误【fáng zhǐ wù】操作伤害操作【hài cāo zuò】人员，以及杂物进入室体损【shì tǐ sǔn】坏设备。

   3.3.8、降噪安全防护【quán fáng hù】装置：

   在抛丸门上装有降噪安全防护【quán fáng hù】装置，不仅对抛丸器进行安全防护【quán fáng hù】，还起到【hái qǐ dào】降低噪【jiàng dī zào】音的功【yīn de gōng】能。

   3.3.9、通风除【tōng fēng chú】尘系统：

   本机除尘系统采用机【cǎi yòng jī】械振打除尘器，合理的通风除【tōng fēng chú】尘系统确保了设备运行时处【háng shí chù】于负压状态下工作，使工作时产生【shí chǎn shēng】的粉尘不向清理室体外飘溢，从而使【cóng ér shǐ】设备周围的粉尘浓度不大于 10mg/m3，除尘效【chú chén xiào】率达99.8%以上【yǐ shàng】，达到了国家规【guó jiā guī】定的环【dìng de huán】保要求【bǎo yào qiú】。

   3.3.10、电控系【diàn kòng xì】统：

   该系统使用西门子公【mén zǐ gōng】司生产的可编程序控制器控制，具有手动和自动两种【dòng liǎng zhǒng】控制方【kòng zhì fāng】式，在控制系统中还采用【hái cǎi yòng】了螺旋检测元件【jiàn】，能够根【néng gòu gēn】据实际【jù shí jì】情况进行故障诊断及【zhěn duàn jí】报警。同时系统具有良好的互锁、自锁及安全【quán】保护措施，确保了设备和【shè bèi hé】操作人【cāo zuò rén】员的安【yuán de ān】全【quán】。

   4、技术难度和复【dù hé fù】杂程度：

   本项目的主要研制内容是一种自动化程度【huà chéng dù】高的吊挂与旋转【zhuǎn】相结合的吊【hé de diào】钩转盘【gōu zhuǎn pán】系统【xì tǒng】，拥有2个工位，一个工位进行【wèi jìn háng】抛丸，另一个工位上【gōng wèi shàng】下料【xià liào】。工件进入抛丸【rù pāo wán】工位后【gōng wèi hòu】，小吊钩【xiǎo diào gōu】进行自转【zhuǎn】，由抛丸【yóu pāo wán】器抛射【qì pāo shè】的高速弹丸对【dàn wán duì】曲轴表面进行清理完毕后，大转盘【dà zhuǎn pán】带动工件旋转【jiàn xuán zhuǎn】，实现工位互换。解决了一般吊钩清理设备工【shè bèi gōng】件进出【jiàn jìn chū】抛丸室无法同【wú fǎ tóng】时进行的技术难题，在清理【zài qīng lǐ】的同时【de tóng shí】小吊钩【xiǎo diào gōu】能够自转【zhuǎn】，使曲轴【shǐ qǔ zhóu】达到均【dá dào jun1】匀一致的表面清理效果。清理结【qīng lǐ jié】束后，大转盘【dà zhuǎn pán】转【zhuǎn】动，大转盘【dà zhuǎn pán】带动工件旋转【jiàn xuán zhuǎn】，实现工位互换，下一组工件进入抛丸【rù pāo wán】区，清理后的工件转【zhuǎn】换到下料【xià liào】区进行下料【xià liào】并再次上料。如此两个工位轮流工作【zuò】，大大提高了生产率【chǎn lǜ】。

   5、结束语：

   Q系列发动机曲轴专用抛丸强化清理机，解决了用其它【yòng qí tā】清理设【qīng lǐ shè】备清理【bèi qīng lǐ】曲轴外表面不均匀、很难达到要求的弧高值【zhí】，为提高【wéi tí gāo】曲轴的整体质量，为我国【wéi wǒ guó】汽车行【qì chē háng】业的快【yè de kuài】速发展奠定了【diàn dìng le】基础。

   该设备自研制【zì yán zhì】成功后【chéng gōng hòu】，已在用户处安【hù chù ān】装使用，用大大增强，更坚固耐用，传动更精准【jīng zhǔn】。