抛丸机设备改造与应用

抛丸机设备改造与应用

许璋

柳工无锡路面机械有限公司 江苏江阴 214422

摘要：抛丸机属于重要的工业机械设备，抛丸机的主要作用是，利用抛丸机抛出的高速弹丸对工件表面进行清洁，或者强化工件表面。随着现代工业的发展，抛丸机重要性也在提升。在现代的机械制造中有相当一部分抛丸机本身有一定的缺陷，对工件件进行表面处理时，容易出现抛丸不彻底的现象，甚至在工件表面残留抛丸子；另外，抛丸机故障停机，影响公司正常生产，严重时导致停产，增加制造成本，增加能耗。因此本文主要研究如何对抛丸设备进行改造和优化，提升抛丸机的使用性能。

关键词：抛丸机；改造；故障率；生产效率；制造成本

引言

公司2020年硬仗项目，提出制造成本下降10%，其中要求设备维修及能耗成本下降200元/台。而2019年抛丸机故障率达0.674(平均值)，严重影响生产节拍；能源消耗为358元/台，制造成本高。因此抛丸机设备优化改造势在必行。

图1 图2

一．抛丸机工作原理

抛丸机的结构上，主要的结构组件可以分为以下几个部分，分别是抛头，螺旋输送器，预刮板、除尘风机及斗提机等。通过吊钩将工件调运至葫芦输送线上，由输送线进入抛丸机内进行抛丸，在叶片的带动下，抛出高速的铁丸，铁丸在撞击钢板时，会产生强大的冲击力，利用这种冲击力可以将钢板表面已经氧化的部分祛除，起到清洁钢板、增加涂装油漆附着的力作用。

二．抛丸机的改造优化方案

2.1 抛头控制系统优化

2.1.1问题调查

目前本公司抛丸机有16个抛头，上面8个，下面8个，在实际的作业中是默认开启12个，即上面6个，下面6个。由于本公司工程机械产品种类多，工件尺寸不一，大件的长度在5米以上，小件只有0.8m。当抛丸机处理大工件时，12个抛头无法完全覆盖工件的所有表面，这样会导致抛丸不彻底，还需手工去氧化皮，造成生产线效率降低；当抛丸机处理小工件时，同样也是开启12个抛头，导致抛丸过度，造成能源的浪费。

2.1.2 改造方案

工作原理：在抛丸机的入口处加装感应装置跟控制系统，感应装置用来识别工件的大小，分别检测工件的长宽高，对应XYZ值；控制器用来启动不同数量的抛头，控制器共有3组，分为A组、B组及C组，A组控制器可以控制8个抛头的开启，B组控制器可以控制12个抛头的开启,C组控制器可以控制18个抛头的开启。在控制系统程序里设定三种模式：①XYZ值任意值大于5.5时启动C组、②XYZ值任意值大于2时并小于5时启动B组、③XYZ值任意值均小于2时启动A组。在对抛丸机进行改造的过程中，通过实际工作中的统计发现，50%的工件尺寸在2米以下，10%的工件5米之上，40%的工件在2米到5米之间。根据这个数据对入口处的检测感应器进行改造，主要是对其检测的位置进行调整，处于中间位置（2m处）的感应位置不变，而处于两侧位置的感应装置间距调整到5m左右。在对感应器的位置进行调整后，尺寸小于2m的工件，经感应器检测后就可以开启8个抛头，而尺寸大于5m的工件就可以开启全部十个抛头，其余就默认开启12个抛头。

2.1.3 改造效果

这样就有效的保证了铁丸抛射的覆盖，防止出现抛丸不彻底，多次处理的情况。在单位时间以及单位空间内，铁丸的数量以及铁丸覆盖的面积都有所增加，同时铁丸的打击力度也不受影响。从抛丸作业的效果上来看，板材表面氧化物处理的比较彻底，且抛丸的效果比较均匀，经处理后的板材，表面光洁均匀，即使边缘部分也能被很好的处理。而且通过对不同规格的工件来启动抛头数量，还极大的降低能源损耗。财务收益：A:改进前设备单台套运行成本=358元；B:改进后设备单台套运行成本=297元；C:2019年7月-2020年7产品产量=3500台；D:投入费用=28250元；财务效果计算公式 =(A-B)*C-D=（358-297）×3500-28250=185250元。

2.2丸料循环装置优化

2.2.1 问题调查

在抛丸机结束后，需要对工件表面进行清扫，但是在实际的作业中，清扫的效果往往不理想，主要是由于工件表面的平整度不佳，凸起的部分可以实现较好的清扫效果，而凹下去的部门则很难保证丸料清扫的效果，因此还需要人工对工件表面的丸料进行二次清理，严重影响了产线的生产效率。再加上抛丸机长时间运转，丸料中存在大量杂质、铁粉，还有不符合标准的铁丸，尤其是机加过程中残留的铁削，对抛头伤害最大，导致抛头故障率很高。

2.2.2 改造方案

改造一：在工件的出口处增加吹扫设备，来提升丸料清扫的效果。为了保证吹扫的效果，该装置的总长在5米左右，内径为5厘米，外径为6厘米，一般来说，每隔20厘米就需要设置一个吹嘴，该装置使用压缩空气，在进行吹扫作业时，喷射压缩空气，通过强大的气压可以将工件表面的丸料清除，另外该装置还可以与抛丸机的光栅检测单元相结合，在钢板的出口处，当光栅检测单元检测到工件，吹扫装置就可以开始运行，当工件的尾部离开了检测的范围，就可以停止吹扫作业。改造二：对抛头伤害最大的机加残留的铁削，会导致钢丸循环不畅，严重会抛头堵死，在丸料仓增加一层筛选器，丸料在通过筛选器将这些有害物质提前分馏出来；改造三：抛丸不彻底或抛丸效果不佳，原因是钢丸中存在大量铁粉或者偏小的钢丸，改造增加风选器，在丸料循环过程中通过风速将粉尘和质量轻的丸粒分离出来。

2.2.3 改造效果

经过改造，钢板表面残留的丸料能够被有效的清理，不需要专门再对工件进行清理，同时对循环使用的丸料进行了净化、筛选，提高了抛丸质量，极大的提升了产线生产效率。财务收益：A:改进前抛丸工序节拍时间=55分钟；B:改进后抛丸工序节拍时间=38分钟；C:2019年7月-2020年7产品产量=3500台；D：人工费=80元/小时；E:投入费用=17550元；财务效果计算公式 =(A-B)*C*D-E=(55-38)/60*3500*80-17550=61783.33元。

三、总结：

通过对抛丸机的设备优化改造，降低维修成本（时间成本、备件采购成本），工件板材的抛丸质量得到很大提升，工作装置的能耗成本明显降低，获得了较好的收益；同时还缩短了部件抛丸线故障时间，提升了产线的生产能力，保障了生产节拍稳定，减少等待浪费，为精益生产提供基础。

参考文献：

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