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連續加砂型噴砂機的研究與應用
- 2021-03-26-

連續加砂型噴砂機的研究與應用

噴砂機的工作原理是以壓縮空氣為主要動力,將磨料以一定的速度噴向被處理的鋼材表面,以磨料對鋼材表面的沖擊和磨削作用,將鋼材表面的氧化皮、銹蝕產物及其他污物除去。噴砂機在鋼結構行業的應用極其廣泛,在船廠分段涂裝生產線的應用最為集中,是分段涂裝生產線最關鍵的設備。噴砂機的技術水平基本代表當代涂裝行業的發展水平。

一、噴砂機的發展歷程及存在的問題

早期涂裝生產線中的噴砂機主要為間隙加砂型噴砂機,工作程序為:缸體內磨料加滿→噴砂→缸體內磨料全部噴完→噴砂機停機加料→缸體內磨料加滿。

系統按如下動作執行:當缸體磨料滿時排氣閥關閉,封閉閥關閉,進氣閥打開,磨料閥和吹氣閥打開,則噴砂槍可以進行噴砂作業;缸體中磨料噴射完畢后進氣閥、吹氣閥、磨料閥關閉,排氣閥和封閉閥打開則開始進行加料;循環往復工作。

在此過程中噴砂作業為一個不連續的工作狀態,當噴砂機內的磨料噴完后,噴砂工人只能等待設備加料完畢后才能繼續工作;噴砂時不能加料,加料時不能噴砂,由此影響了涂裝生產線的作業效率,而且工人在噴砂作業時并不能精確知道噴砂機內的用料情況,這也是噴砂作業中的一個安全隱患。

二、噴砂機的升級改造

為改善噴砂機的結構缺陷,滿足連續生產的需要,急需對噴砂機進行升級改造。

改造的首要目標是將噴砂與加料兩個功能設計為兩個互不干涉的獨立功能,設備在進行噴砂作業的同時也能順利完成加料,且不能影響正常的噴砂作業。由于不再需要停機等待加料,因此只要有足夠的磨料,升級改造后的噴砂機即可進行連續噴砂作業,從而可大幅提高生產效率。

設計思路如下:將噴砂機設計成上下兩個獨立的倉室,倉室與外部、倉室之間由封閉閥封閉和聯通。每個倉室布置一個物料傳感器用于檢測料位狀態,通過可編程邏輯控制器計算分析并發出程序信號控制閥門的開啟與關閉,相應進行加料或噴砂作業,改進為連續加砂型噴砂機。

噴砂機在初始狀態下,關閉下倉排氣閥,下倉體通入壓縮空氣,下倉封閉閥關閉,此時上倉排氣閥處于開啟狀態,進氣閥處于關閉狀態,上倉室呈無壓力狀態,上倉封閉閥自動落下。控制程序開啟加料閥,磨料儲料桶內的磨料落入噴砂機上倉室。當磨料加注到料位儀位置時,上倉料位儀發出信號,程序控制關閉加料閥、關閉上倉排氣閥、打開上倉進氣閥、關閉上倉封閉閥(見圖2)。上倉室呈有壓力狀態,由于此時上下倉室都呈壓力狀態,因此下倉封閉閥自動落下,上倉室的磨料在封閉的壓力環境中落入到下倉室內。此時,噴砂機可進行噴砂作業。

隨著缸體內磨料的噴出,下倉室內磨料不斷減少。當下倉室的磨料料位低于下倉料位儀時,下倉料位儀發出信號,程序控制上倉排氣閥打開,進氣閥關閉,上倉室排氣減壓,上下兩倉產生壓差,下倉封閉閥頂起關閉,上倉封閉閥由于上倉室的卸壓而自動落下(見圖3)。此時,由于下倉室仍然有足夠壓力,噴槍可以繼續噴砂。上倉封閉閥落下后控制程序打開加料閥,磨料儲料桶內的磨料再次進入噴砂機上倉室。從理論角度分析,只要磨料儲料桶內有足夠的磨料,此形式的噴砂機就可以實現周而復始連續工作的目的。

三、結束語

經過認真分析、討論、試驗和調試,研制的連續加砂型噴砂機明顯提高了工作效率,得到廣大船企的熱烈歡迎。連續加砂型噴砂機在使用過程中遇到的問題,經反復分析討論、試驗,已經基本得到解決,經過船廠的實際使用,性能穩定可靠,可以滿足船廠連續噴砂作業的需求,后續還需在封閉閥的安裝和加工精度上不斷完善,提高封閉閥的質量和設備的可靠性。


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