抛丸机中抛丸器的优化设计.pdf

2007年6月
RESEARCI STUD IES ON TOUNDRY EQU MENT
Jun 2007 N93
设备研究
抛丸机中抛丸器的优化设计
徐金鸿
济南铸造锻炷机硪研究所山东济南250061)
摘要:根据作者多年米对抛丸清理设备的设计与研究经验,对抛丸机中关键部件抛丸器的历史与设计
哩论作了分析比较;并对抛丸器木身参数的选择以及结构的设计作了详细闻述。通过分析认为:啊克肖诺夫
理论只适用」小抛丸量抛丸器的设计而不适用」人抛丸量的抛丸器:在叶轮叶片的结构设计上山叶片与后
出叶片各有优点适当缩短被抛表距离和适当增加抛丸器数量既可提高抛丸牛产率、又可减小机器体积降
低制造成本和使川面积。该文为口前抛丸机的设计与研究起一个抛砖引玉作用。
关键词:抛丸机:抛丸器;定向套;分丸轮
中图分类号:TG231.64文献标识码:B文章编号:1004-6178(2007)03-0006-06
抛丸器是抛丸清理设备抛丸机的关健部件,它用过而被淘汰(如前出叶片)了的抛丸器结构乂
已经有百余年使用历史,已经イ了完整的理论体系了回来为新技术来吸引用户等等。在抛丸机的设
和多种型号的抛丸器产品。我国是在由原苏联援建计上也有模糊观念:在一台抛丸机上采用多台抛丸
汽后,小イ了国产仿苏抛丸器产品的生产与使用,器时究竟是分散布置还是集中布置好呢?抛丸器距
抛丸量只有每分钟几十千克,很小。在抛丸器的理离被抛表面究竟远些好还是近一些好等等,没有
论和观念上只接受适用于小抛丸量的阿克肖诺人的个理论上的理由利标准。还有抛丸器木身?些参数
观念特点是以铁丸作为分析实例,略去其鼓风作选择上也有些模糊观念存在。为此猥写木文以阐明
用影响)。进入上世纪七十年未,引进?些大批量诸多问题,起?个抛传引卡作用
牛:产线,配带人抛丸量抛丸器,由于以老观念认认
它,国庐化后不但抛丸量大大低丁引进的,而H寿命
分析对象选取
很短、短得不可想象。为此国家划拨科研经费抛
在当今虚拟样机广泛应用时代,抛丸器研究者
丸耐磨材料利抛丸器结构同时开展研究,取得了
首先想到应用虚拟技术米研究其优化设计问题。
定成果,首先用丁太原钢铁公司第七轧钢)的轧钢这就要选择分析样机。那么选择的样机就要能较普
自列生产线上的替换磨耗的进门抛丸器(其特点是遍地代表分析对象,使分析问题能揭迫用规律,不
采用钢丸,充分利用了其鼓风作用),节省外汇支是只优化设计一个产品,而是要用丁优化设计系列
ll。由丁商品经济要求各参与单位对核心资料不公产品。由此,笔者觉得应将标准抛丸器产品参数、图
布丁学术刊物上。到如今,有些单位和有关人员对纸和资料导入 ADAMS中为好。日前我国各制造
人抛丸量抛丸器只知道所然,不知道所以然。历史制造的标准抛丸器有中360mm(3000rmin直联)
发展倒当今Ⅱ时代,在计算机钦件不断发展尤其是中420mm(260rmip)和中500m(250rmin
人的三维造型软件建模,将模型导入到 ADAMS个基本规格品种。为满足机械零部件抛丸强化要求
中。这样一来对拟要分析研究的机器,只要掌握了另设置:中380mm配2极电机),420m(2600
共结构参数和施工.图纸,将其建立的模型输入电脑rmin),中500mm(2400r/min)三个变型规格产
1就可在电脑里敲打健分析各种包括静、动力学品,前者是直径変人,转速不変,人多数采川电机直
在内各种问题了,取得应有的结果、数据和资料2。联传动,后两者是直径不变,转速加快,一殷采川
出于大批丸量抛丸器的核心资料在刊物上难以找角带轮转动。由叶片宽度不同,还有些派4产品。也
到,以至日前个别以T技术出现研究抛丸器和以还有个别非标无分丸轮单轴双叶片多叶轮串联式抛
数理分析抛丸器对现代地丸器工作原理了解比丸器用于非机械制造行业部门。这些品种抛丸器符
较模糊这不但影响其分析效果,也会波炇到抛丸器合国际标准
正确的使用利制造;有些制造商(率先的是国外的
制造商)的抛丸器广告上,说明『上,将历史上曾使
收稿日期:2007-04-11
作者简介:徐金鸿(1932-),男,高级工科帅,主要从事铸造设备开发研究。
c7994-2008chincademicoumelectronicPublishingHousearightsreseedht2//www.cnkiner
2007年第3期
徐金鸿:抛丸机中抛丸器的优化设计
如Q033只有9mmに,为分析简化,abed丸团的厚
2分丸轮作用
度上:只有数颗弾丸,可全按(2)式计算)的速度,以
根据有关资料,可建立弹丸在抛丸器内运动的切线方向飞向叶轮叶片,在R2点和叶片相遇,接受
微分方科。
叶片上按微分方程式用力对弹丸加速,从叶片叶顶
设:N是叶片反作用力弹丸法向力),ア是切端以1リ、(3)式关系抛出。在b点弹丸抛出斤,第
向力,/是摩擦系数,m是质量,是角速度。并设初始颗弹丸接着跟随其斤,直到ab线上全部跟出后,b点
条件是:t=(0,向位移ァ=R,7=0。丁是可解运此处b点是指分丸轮上的点,如是弹丸,是和它重
动微分方程后得到在叶片任不位置上的K点弹丸:叠的弹丸,当离开了,就不是了)还没有越过定向套
绝対运动速度:Fa-oR-E3/F
窗门时,还能够从分丸轮中心即。包围的弹丸
此处R。是标原点,本例是抛丸器中心
取得弹丸继续跟随其后此时跟上的弹丸是按(1)、
当/2足够大时
3)式所示规律运动),能够使得全窗口基不上得到
。=oR2/ん1+r=(L3~14oR
充分利用,达到最大抛丸量心住:大抛丸量,要
相应的大功率,如配的功率小,用供丸阀控制供丸
量,使不超载,这时不需要的。中的弹丸补充了),以
不考虑摩擦和R够人
后重复上述过程,直到边越过定套窗为止
2R,-R=L AOR
(2)如果分丸轮叶片较长,abed弹丸群体剩下的弹丸被
相对运动向)速度
分丸轮叶片带动旋转并被后来挤入的弹丸推向定向
Tアに-oR-R6/(1D
套壁,仍H保持塞得满满的abel的弹丸团,在第
此处R。是相对速度起始点,木例是片进口点)圈築续按上描述的过程飞向叶轮吚片上,以后又重
设牵连速度
R
复上述过程…出此可见,要提高抛丸量:第一在
考虑摩擦和R/R够人
有限分丸轮的体积内,尽量加大中心内脳深间,以聚
TェーoR。-Te连速度
集更多的弹丸,源源不断得到补充到ab边的弹丸供
当R-R。时.:Fr-0
抛丸之用;乂能减少风送的气流阻力,充分发挥风送
方向角g=1-(R/R
作用,使弹丸挤入分丸轮中心及其叶片问空腔内,保
设、/表示分丸轮:表示定向套:x表示川轮:ゅ逆。め边的延长线上的弾丸补充:第二与之相配匹地
和R为其直径和半径:0利1分别为内径和外径的注加人进丸管通道,使弹丸在风力作用下畅通无阻,阻
脚。作图如下图1e
力损失少。
山于弹丸州具有散体性质(即其压力传播具有
在此要说阴的是对人抛丸量抛丸器的进丸管、
流体力学规律),山进丸管进来的弹丸,依靠风力
,依靠风力分丸轮都很人,其鼓风作用前产生的风力输送弾丸
输送流体力学)送到抛丸器中获得速度能有作用很人,而啊克肖诺夫所遇到的是小抛丸量抛丸
量)和重力作用使弹丸从供丸阀流出到抛头器中心
器,进丸管和分丸轮都较小,抛丸器的鼓