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抛丸清理設備的發展史
2016/4/7 阅读次数:[2115]

上 台抛丸机设备诞生于100年前,开始是在各种金属或非金属表面去除杂质、氧化皮,增加粗拙度等方面得到应用。经由百年的发展,抛丸处理工艺以及设备已经相称的成熟,其应用已经不仅仅是在各个重产业的工厂。跟着 上 台水平移动式抛丸设备在美国佰莱泰克(BLASTRAC)诞生,其应用领域迅速扩展到混凝土表面涂装处理和船舶甲板金属表面处理上,并且直接引导了该行业的尺度制订和行业施工方法的规范。

跟着佰莱泰克抛丸处理设备的精益求精和技术成熟,抛丸处理工艺和设备已经进入欧美发达 公路养护、桥梁施工和机场维护等领域。中国在此方面的应用却依旧是很少,只有在少数项目中使用了抛丸处理工艺,而在高速公路、市政道路及混凝土桥梁防水涂装方面,仍是一个空缺。
未來海內造船用鋼將呈現如下趨勢:

1. 船舶大型化引发了船板使用规格大型化的趋势。国外一般多采用宽度3.5-4.5米的钢板,甚至是4.5米以上的钢板。在长度方面,国外钢企最长定尺可达22-24米,部门是26米,并且要求能够根据船厂出产定尺供给,这也要求在处理钢板方面的抛丸机也达到相应的要求,普华重工在辊道式抛丸机上有自己上风和特点,完全可以适应海内船钢要求技术特色。

2.对船板涂层防腐机能和使用寿命更高的要求,以保证船体结构的安全。跟着去年国际压载舱涂层新规范的正式出台,明确将船板涂层要乞降尺度纳入船级前提。新造船涂层配套和涂装施工质量控制有个更严格和明确的指南,因此抛丸机在处理钢板强度上海要解决部门技术挫折,这 涉及到了抛丸的速度,质量等技术细节,需要工程师涉及更为公道的抛丸机结构

3.在型材方面,船厂对大规格、高质量、耐腐机能强的球扁钢、大型不等边不等厚角钢的需求量将加大,这也 意味着抛丸机的需求量将会增大,特别是针对船钢方面。

抛丸強化技術的應用可有效改善和進步汽車樞紐部件的抗疲憊壽命和耐侵蝕機能。目前,全球良多聞名的汽車整車廠商和零部件制造商都已將強化列入尺度的出産工藝流程中,同時,強化設備也與其他制造設備一樣形成了完整的現代制造流水線。

跟着抛丸强化技术的不断发展,其在汽车制造领域用于改善和进步汽车枢纽部件的抗疲惫寿命越来越成为人们关注的重点,并且在轿车、卡车、摩托车等设计的最初 对其进行了充分考虑和正视。目前,大部门发念头零件的设计中都会有喷/抛丸强化技术和工艺的应用,包括:曲轴 (去氧化皮和强化)、连杆(强化)、传动齿轮和其他轴类零件,齿圈、活塞,太阳齿和行星齿以及板簧和圆簧等。大量的汽车零部件,不管是铸/锻件、压铸件,仍是机械切削件、焊接件都需要利用不同类型的喷/抛设备进行表面处理,如去除氧化皮,去毛刺、清砂和清理其他表面杂质。

有確鑿的數據證實:通過噴丸強化,能讓板簧的抗疲憊壽命延長600%,傳動齒輪的抗疲憊壽命延長1500%,曲軸的抗疲憊壽命延長900%。有效進步零部件的抗疲憊機能和耐侵蝕機能,對其使用壽命和使用安全性具有重大的意義。依賴噴丸強化技術,零件可設計地更輕盈,一些原來因工藝規格要求不得不使用昂貴材質的零件現在也可替代使用低價格材料,通過噴丸強化工藝能夠達到平等甚至更好的機能尺度。

曲軸制造流程中的抛丸清理作爲制造流程的一個環節,熱處理過的曲軸需要經過抛丸清理來去除表面的熱氧化皮。曲軸被置于旋轉輥輪上,在動彈時,曲軸所有表面被充分曝露在多個抛頭抛射出的丸流下,多角度的丸粒沖擊使曲軸的外表面得到徹底清理。

曲轴的尺寸决定了选用抛丸机的类型。对于大的发念头,曲轴尺寸可能大到φ762mm、长6096mm, 曲轴被置放于安装在台车上的一组滚轮间。有几种工作方式,客户可以根据自己厂房车间的实际情况选择固定抛头,既可让台车在抛头下移动,也可固定台车,移动上方的抛头。不管选择哪种方式,安放在滚轮间的曲轴都是不停地旋转,使其各表面都接受充分地抛丸清理。 小一些的曲轴,如φ152~203mm、长914mm,通常是利用旋吊式抛丸机进行抛丸清理。曲轴被吊挂在一个吊钩上,然后经悬链的滚动被送入安装有多个抛头的抛丸室,进行抛丸清理。吊钩在抛丸室里旋转,让工件充分曝露在高速丸流下,边旋转边通过。其清理速度可达到250件/h,且清理效果非常好。

固然對流程控制的要求不如強化那麽嚴苛,但現代的曲軸抛丸清理設備也通過對流程參數的監控來保證清理質量。
曲軸的強化

因爲曲軸在交變應力作用下工作,其軸頸面變化轉接圓角處發生應力疲憊和應變破壞的危險性極大。目前,通過噴丸強化來改變曲軸抗疲憊機能已在大範圍內得到普遍應用,且效果令人滿足。

传统滚压工艺的缺陷是,因为受曲轴加工工艺性的限制,各轴颈圆角很难与滚轮相吻合,往往造成圆角的啃切现象,而且滚压后的曲轴变形较大,效果不佳。喷丸强化的机理是利用严格控制直径并具有一定强度的丸粒,在高速气流作用下,形成弹丸流并连续向曲轴金属表面喷射, 像用无数个小锤进行锤击,使曲轴表面产生极为强烈的塑性变形,形成冷作硬化层。简而言之,因为曲轴在加工中受各种机械切削力的作用,其表面特别是曲轴截面变化转接圆角处的应力分布极不平均,工作中又受交变应力作用,很轻易产生应力侵蚀而使曲轴的疲惫寿命降低。而喷丸强化工艺是通过引入一个预压应力来抵消零件在以后工作周期会受到的拉应力,从而进步工件抗疲惫机能和安全使用寿命。

對于噴丸強化過程,有兩個最樞紐的參數。一個是應力強度,這通常是采用“阿爾門試片”進行強度檢測。多個試片固定在曲軸的不同表面,特別是應力最集中的曲軸截面變化轉接圓角處,一同進行噴丸,試片上産生的壓應力影響導致試片弓曲。曲率的擴大變化與丸料沖擊的能量成比例。另一個確定噴丸質量的主要參數是籠蓋率,這主要是指強化後表面彈坑占據的面積與總強化表面的比值,該參數由曲軸的設計工程師來定義,通常要求是在100%~200%,有些曲軸應用可能要求籠蓋率高于200%。

根据曲轴的硬度和理想的导入压应力强度,通常曲轴喷丸强化使用的丸粒硬度在50~55 HRC,大小在S 280~S 330 (0.7 mm~0.84 mm)。这样产生在“阿尔门试片”上的强度范围约在0.008~0.010 C (0.025 on the A cale)。相较于抛丸清理,喷丸强化的工艺参数监控更为严苛。 曲轴强化应用而言,需要监控的参数包括:喷丸速度、喷丸强度、丸粒直径、喷丸的间隔、强化的时间及笼盖率。这些参数中任意一个的变化,都会不同程度地影响曲轴表面强化的效果。

准確應用可控的噴丸強化技術,能使曲軸和其它在高載荷前提下工作的零件的疲憊強度得到大幅進步,從而大大延長零件的抗疲憊壽命。提高前輩、精密的帶電腦程控技術的噴丸設備能夠對噴丸流程進行嚴密監控,以確保噴丸質量的恒定性和可重複性。目前,全球良多聞名的汽車整車廠商和零部件制造商都已將強化列入尺度的出産工藝流程中,強化設備也與其他制造設備一樣形成了完整的現代制造流水線。

 
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