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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(lái)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(lái)研究這個(gè)現(xiàn)實(shí)的問(wèn)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(lái)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(guò)對(duì)已用金屬球粗加工過(guò)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(guó)家鋼鐵廠使用的氣動(dòng)機(jī)不能滿(mǎn)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(chē)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(mǎn)足：
1. 在操作時(shí)一個(gè)持續(xù)的噴丸尺寸，換句話(huà)說(shuō)，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(méi)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(chóng)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(chē)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(guò)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(wèn)題，有必要既定期地檢查彈丸構(gòu)成，在拋丸過(guò)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(guò)程中篩選彈丸以提供特定大小的微粒。
拋丸過(guò)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(guò)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(kāi)）。彈丸要么在電子氣動(dòng)控制裝置關(guān)閉閥門(mén)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(guò)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(kāi)。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(guò)每個(gè)噴管后必須停止拋丸，因?yàn)橹罅硪粋€(gè)通過(guò)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(guò)來(lái)。在這種情況下，兩個(gè)掌管的通風(fēng)口都必須被打開(kāi)，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(guò)沒(méi)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(wèn)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(chóng)傳送機(jī)的接受槽。平行于蠕蟲(chóng)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(lái)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(chóng)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(guò)程，也打亂了拋丸過(guò)程中彈丸拋向空中的最佳比例。這對(duì)拋丸過(guò)程及軋輥表面質(zhì)量有不良影響?？諝庵写嬖诘乃謱?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(guó)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(guò)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^(guò)程中很難糾正這個(gè)問(wèn)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?zhuān)墓艿乐睆皆龃罅耍▓D2b），從管道過(guò)渡到管道和噴嘴的形狀也改變了。提出并經(jīng)過(guò)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(méi)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(guò)傳送帶沿著輥移動(dòng)。在臺(tái)車(chē)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(kāi)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(guò)，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(wèn)題，而且使輥表面質(zhì)量變得更令人滿(mǎn)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(guò)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(lái)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(méi)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(guò)程，燈火通明的工作艙長(zhǎng)壁上開(kāi)了一個(gè)特別的觀察窗。然而，觀察輥表面的拋丸過(guò)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(guò)控制面板2，在空中路線的閥5，用來(lái)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(lái)完成的。
SM-2拋丸裝置這樣的布置控制起來(lái)不方便，控制速度的變阻器沒(méi)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(kāi)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(lèi)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(guò)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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