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抛丸清理設備的發展史
2016/4/7 阅读次数:[1929]

上 台抛丸機設備誕生于100年前,開始是在各種金屬或非金屬表面去除雜質、氧化皮,增加粗拙度等方面得到應用。經由百年的發展,抛丸處理工藝以及設備已經相稱的成熟,其應用已經不僅僅是在各個重産業的工廠。跟著 上 台水平移動式抛丸設備在美國佰萊泰克(BLASTRAC)誕生,其應用領域迅速擴展到混凝土表面塗裝處理和船舶甲板金屬表面處理上,並且直接引導了該行業的尺度制訂和行業施工方法的規範。

跟著佰萊泰克抛丸處理設備的精益求精和技術成熟,抛丸處理工藝和設備已經進入歐美發達 公路養護、橋梁施工和機場維護等領域。中國在此方面的應用卻依舊是很少,只有在少數項目中使用了抛丸處理工藝,而在高速公路、市政道路及混凝土橋梁防水塗裝方面,仍是一個空缺。
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.對船板塗層防腐機能和使用壽命更高的要求,以保證船體結構的安全。跟著去年國際壓載艙塗層新規範的正式出台,明確將船板塗層要乞降尺度納入船級前提。新造船塗層配套和塗裝施工質量控制有個更嚴格和明確的指南,因此抛丸機在處理鋼板強度上海要解決部門技術挫折,這即涉及到了抛丸的速度,質量等技術細節,需要工程師涉及更爲公道的抛丸機結構

3.在型材方面,船廠對大規格、高質量、耐腐機能強的球扁鋼、大型不等邊不等厚角鋼的需求量將加大,這也即意味著抛丸機的需求量將會增大,特別是針對船鋼方面。

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, 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即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。

傳統滾壓工藝的缺陷是,因爲受曲軸加工工藝性的限制,各軸頸圓角很難與滾輪相吻合,往往造成圓角的啃切現象,而且滾壓後的曲軸變形較大,效果不佳。噴丸強化的機理是利用嚴格控制直徑並具有一定強度的丸粒,在高速氣流作用下,形成彈丸流並連續向曲軸金屬表面噴射,即像用無數個小錘進行錘擊,使曲軸表面産生極爲強烈的塑性變形,形成冷作硬化層。簡而言之,因爲曲軸在加工中受各種機械切削力的作用,其表面特別是曲軸截面變化轉接圓角處的應力分布極不平均,工作中又受交變應力作用,很輕易産生應力侵蝕而使曲軸的疲憊壽命降低。而噴丸強化工藝是通過引入一個預壓應力來抵消零件在以後工作周期會受到的拉應力,從而進步工件抗疲憊機能和安全使用壽命。

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。即曲轴强化应用而言,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, 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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