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南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文
外文翻譯譯文
用拋丸清理機(jī)對(duì)板材軋輥進(jìn)行拋丸處理
V. I. Meleshko, A. P. Kachailov, V. G. Boikov,
V. L. Mazur, T. P, Kobka, 和 I. I. Krivolapov
目前，軋制品的質(zhì)量受到許多關(guān)注，特別是板料。這從相當(dāng)大的程度上取決于軋輥表面處理。許多公司著手提高軋輥表面處理的質(zhì)量，為輾壓作準(zhǔn)備。這篇文章的作者來自Zaporozhstal公司，Magnetogorsk冶金聯(lián)合企業(yè)的人員，有色冶金研究所, Dnepropetrovsk和Magnetogorsk采礦和冶金學(xué)院，來研究這個(gè)現(xiàn)實(shí)的問題。
微表面質(zhì)量，或粗糙施工的冷軋板，對(duì)金屬的機(jī)械性能和生產(chǎn)性能，也對(duì)來自于這塊板料部分的最終質(zhì)量有影響。薄鋼板最終微表面的形成是通過對(duì)已用金屬球粗加工過的表面進(jìn)行工作輾壓得到的。
通常情況下，對(duì)不合標(biāo)準(zhǔn)表面的工作輾壓粗加工是由氣動(dòng)力學(xué)和電動(dòng)拋丸清理機(jī)完成。在使用中的經(jīng)驗(yàn)表明國家鋼鐵廠使用的氣動(dòng)機(jī)不能滿足輥板表面拋丸處理的高質(zhì)量要求。
1969年，Dnepropetrovsk冶金研究所在Zaprozhstal廠1號(hào)冷的混亂的磨房研究了SM-2型拋丸清理機(jī)，發(fā)現(xiàn)了一些它結(jié)構(gòu)上的缺點(diǎn)。
為了提供符合伏爾加汽車廠表面粗糙度要求的板料（粗糙度為0.8-1.6u）,用于拋丸機(jī)設(shè)計(jì)的基本要求是確定的。機(jī)器必須滿足：
1. 在操作時(shí)一個(gè)持續(xù)的噴丸尺寸，換句話說，有效去除已磨損彈丸的既定尺寸；
2. 平穩(wěn)操作時(shí)，控制拋丸機(jī)收集的空氣氣壓的可能性；
3. 在機(jī)器沒有特別的設(shè)備時(shí)，對(duì)不同直徑（400-500mm）的工作輥的處理；
4. 控制簡(jiǎn)單，維修方便。
圖一
SM-2拋丸機(jī)（如圖1）是由一個(gè)裝有輪子的固定的封閉室1，一個(gè)可移動(dòng)噴管2（2在壓縮空氣的行動(dòng)下，對(duì)軋輥表面發(fā)射彈丸），一個(gè)蠕蟲輸送機(jī)3，有分隔的傳送機(jī)4，拋丸裝置5，和排氣系統(tǒng)6組成。該設(shè)備安裝在一個(gè)低于地面水平1905毫米的特殊地基上。有小車的機(jī)器的長(zhǎng)度是15，200拉姆 ，高度是4070毫米，寬度4600毫米。操作的輥的尺寸是直徑400-500毫米，長(zhǎng)度2000-4000毫米。整臺(tái)設(shè)備的總重量是15噸。
研究表現(xiàn)了操作中一個(gè)工作中混合磨料磨損的動(dòng)力和彈丸變化的原始情況。在拋丸時(shí)，彈丸在一個(gè)更大的尺寸范圍內(nèi)變化，磨損，形成許多微粒。在這種情況下，零件的拋丸取決于所用彈丸的尺寸。特定大小的微粒污染會(huì)破壞拋丸過程，使輥表面以及最后板料上的表面粗糙度降低。為了解決這些問題，有必要既定期地檢查彈丸構(gòu)成，在拋丸過程中做適當(dāng)調(diào)整（在實(shí)際中很難做到），又要在機(jī)器運(yùn)行過程中篩選彈丸以提供特定大小的微粒。
拋丸過程中的穩(wěn)定性也是由送入噴管的彈丸的數(shù)量所決定的。實(shí)驗(yàn)表明，在氣壓2.5 -4.0atm下,提供0.3-0.4kg/sec的彈丸到運(yùn)行的兩個(gè)噴管中可以使操作穩(wěn)定。給機(jī)器裝配一個(gè)篩選裝置是一個(gè)保持彈丸尺寸的有效方法。理論上的數(shù)據(jù)和Zaporozhstal公司在SM-1 和TsKb_P-1拋丸清理機(jī)的實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)都證實(shí)了這一點(diǎn)。
彈丸通過拋丸裝置傳送到輥表面，機(jī)器的封閉室被分為兩個(gè)隔膜間，每間分為三格，并配備一個(gè)電子氣動(dòng)控制裝置。工作混合物從上格式下降到較低的，然后收集。在操作機(jī)器時(shí)，排氣口被關(guān)閉（打開）。彈丸要么在電子氣動(dòng)控制裝置關(guān)閉閥門后送入，要么在操作者關(guān)閉拋丸機(jī)以后送入。當(dāng)機(jī)器關(guān)閉時(shí)，出氣孔下降，并且在它和膜片之間形成了一個(gè)圓空5毫米寬的圓孔。排氣口是一個(gè)大約有30度的錐體，彈丸慢慢通過這一缺口，但不完全，然后彈丸直徑減少到10毫米。裝載噴口由控制裝置輪流打開。首次維修SM-2拋丸機(jī)時(shí)，發(fā)現(xiàn)由于零件的腐蝕，控制系統(tǒng)經(jīng)常不運(yùn)行。正常磨料（根據(jù)銘牌三百七十五千克），在交替通過每個(gè)噴管后必須停止拋丸，因?yàn)橹罅硪粋€(gè)通過彈丸的低射艙室是不夠的。在拋丸時(shí)由于控制裝置不運(yùn)轉(zhuǎn)，它不能從較高的艙室下降到較低的。僅僅在操作者將拋丸設(shè)備從空氣系統(tǒng)中分離后，下一部分的彈丸才能被送過來。在這種情況下，兩個(gè)掌管的通風(fēng)口都必須被打開，磨料要被送到較低的艙室。機(jī)器的連續(xù)工作使磨料通過沒有控制裝置的三至四個(gè)噴管，在磨料增加到標(biāo)準(zhǔn)要求650kg后，上述彈丸的運(yùn)輸才變?yōu)榭赡?。然而，解決這個(gè)問題的基本方案還是控制裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。
可用的彈丸是由工作室的收集艙收集的，然后落入蠕蟲傳送機(jī)的接受槽。平行于蠕蟲傳送機(jī)的板材處在一個(gè)更大的角度，而那些垂線正處于一個(gè)角度，傾向于收集朝它們射來的彈丸。因此，在對(duì)一個(gè)輥板進(jìn)行拋丸后有必要關(guān)閉機(jī)器將累積的彈丸推到螺旋傳送器上。為了消除這個(gè)缺點(diǎn)，將螺旋傳送器加長(zhǎng)到工作室長(zhǎng)度的一半是可行的。此外，更小的板料已經(jīng)完全消除，平行板被拉長(zhǎng)以符合蠕蟲輸送機(jī)的長(zhǎng)度。
提供給拋丸設(shè)備收集室的壓縮空氣被油水分離裝置烘干。然而，這種干燥方法是不夠的。水蒸氣凝結(jié)在主線和拋丸設(shè)備內(nèi)，結(jié)果彈丸在低艙室內(nèi)都粘到一起，形成了堅(jiān)實(shí)的一堆。這一堆彈丸阻塞在垂直管內(nèi)，阻礙了磨料沿著垂直管到達(dá)收集室的過程，也打亂了拋丸過程中彈丸拋向空中的最佳比例。這對(duì)拋丸過程及軋輥表面質(zhì)量有不良影響。空氣中存在的水分導(dǎo)致機(jī)器的腐蝕，也導(dǎo)致機(jī)器氣動(dòng)設(shè)備的操作性能更差。因此，在設(shè)計(jì)拋丸清理機(jī)時(shí)，有必要指定干燥空氣的設(shè)備。例如，外國企業(yè)使用特殊的干燥設(shè)備利用吸水物質(zhì)，如硅膠和活性氧化鋁干燥壓縮空氣。
圖二
移動(dòng)噴管的機(jī)制存在一些缺陷。磨料射到軋輥表面是通過一個(gè)安裝在肘形槍管（圖2）上的噴管完成的。槍管的一個(gè)缺點(diǎn)是對(duì)壓縮空氣的混合物和彈丸的節(jié)流作用，節(jié)流處橫向和縱向的管道也在。交匯處是一個(gè)直角，這導(dǎo)致了肘形槍的快速磨損，管道和噴管的交界區(qū)域增加。然而，隨著噴管直徑從10毫米增加到12毫米（允許的最大值），空氣的消耗從13增加到19立方米每小時(shí)，改變了彈丸射向空中的比例。然而，這個(gè)比例必須保持穩(wěn)定。因?yàn)樵趻佂柽^程中很難糾正這個(gè)問題，因此有必要改善設(shè)計(jì)，增加零件的抗磨損度。
為了這個(gè)目的設(shè)計(jì)了一款新型噴槍，它的管道直徑增大了（圖2b），從管道過渡到管道和噴嘴的形狀也改變了。提出并經(jīng)過測(cè)試，新的噴嘴設(shè)計(jì)更為有效。五個(gè)月的操作后，改良后肘槍和噴管沒有發(fā)現(xiàn)顯著的磨損跡象，而舊的肘槍一個(gè)月后就損壞了。
噴槍通過傳送帶沿著輥移動(dòng)。在臺(tái)車重量和它沿著導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的振蕩的作用下，傳送帶離開對(duì)準(zhǔn)線。從輥表面落下的彈丸在導(dǎo)軌上積累。結(jié)果，彈丸流對(duì)其表面的作用不是一個(gè)直角，而是掃過，導(dǎo)致表面質(zhì)量更差。安置小條在肘槍之下解決了這個(gè)問題，而且使輥表面質(zhì)量變得更令人滿意。
運(yùn)行初期，SM-2拋丸機(jī)的壓縮空氣是從主要線路間得到的，其間有6atm的壓力。根據(jù)在拋丸單位的收集室前安置的測(cè)壓器讀數(shù)，其間的氣壓不超過4.0atm 。在這個(gè)氣壓下，即使用尺寸最合適的彈丸，輥的粗糙度也在上限（粗糙度為2.7u）。
因此，有必要降低空氣的工作壓力?？諝忾y是用來控制壓力的，但它對(duì)空氣壓力的變化非常敏感，而且拋丸機(jī)的操作也不穩(wěn)定。因此，減壓閥被放置在油水分離器和拋丸設(shè)備間。這使我們能在精確度0.1atm下把在收集室的氣壓從4.0控制到2.0atm ?？諝忾y的運(yùn)用使拋丸裝置能夠穩(wěn)定的運(yùn)行。
為了把輥加工到不同直徑，有必要每次都改變拋丸槍的位置，而SM-2拋丸機(jī)的設(shè)計(jì)沒有提供這個(gè)功能。例如，現(xiàn)在要把直徑為400毫米的輥加工到500毫米，必須關(guān)閉拋丸機(jī)做調(diào)整。在設(shè)計(jì)新拋丸機(jī)時(shí)，應(yīng)該考慮改變槍的高度的可能。
為了觀察拋丸過程，燈火通明的工作艙長(zhǎng)壁上開了一個(gè)特別的觀察窗。然而，觀察輥表面的拋丸過程是很困難的。因此，三個(gè)額外的500瓦燈泡在百葉窗的保護(hù)下，安裝在工作艙的天花板上。
圖三
機(jī)器（圖3）的控制是通過控制面板2，在空中路線的閥5，用來控制輥的轉(zhuǎn)速和噴管移動(dòng)的變阻器，可以起動(dòng)排氣風(fēng)扇機(jī)、在機(jī)器后的起動(dòng)按鈕來完成的。
SM-2拋丸裝置這樣的布置控制起來不方便，控制速度的變阻器沒有精確的范圍，這使決定正確的速度變的困難。事實(shí)上，為確定每個(gè)控制手柄的新位置，有必要決定速度。這些缺點(diǎn)在設(shè)計(jì)新機(jī)器的時(shí)候必須消除。排氣線的水平部分累積的金屬垃圾的清除也有必要改善。排氣線難以達(dá)到地面水平4米以上的位置。
為了給拋丸機(jī)的獨(dú)立單元提供更多方便和簡(jiǎn)化它的維護(hù)，鋼鐵冶金研究所開發(fā)并交給Zaporozhstal廠的建議已部分投入在現(xiàn)有的機(jī)器使用，而且將研究設(shè)計(jì)類似的新機(jī)型。
SM-2氣動(dòng)拋丸機(jī)的改進(jìn)使得控制和維持指定順序拋丸冷軋工作輥和表面通過板料站更加可能。因此，Zaporozhstal廠正大量生產(chǎn)被冷軋的建設(shè)板料，這些板料以符合有色冶金技術(shù)規(guī)格1-683-69 和 1-686-69的表面粗糙度生產(chǎn)。
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