鼎铸重工

通过研究国内外路面抛丸机产品工作原理及结构，运用理论知识和仿真手段，对抛丸机的抛头装置中的弹丸进行运动学以及动力学的分析，以计算机为辅助工具，采用适当的工程软件，应用动态仿真技术，仿真抛丸器的工作原理，通过定向套开口角大小及其位置确定弹丸的运动轨迹及其抛射速度，进一步确定弹丸的抛射面积，并结合现代设计的方法确定其整体结构。对双抛头抛丸机进行设计开发。

    我们主要做了如下工作:

    1)通过对抛丸头以及整机的结构进行分析，研究抛丸机械的工作机理;

    2)对抛丸机的抛头装置(主要是抛丸器)进行运动学及动力学分析，建立弹丸在分丸轮及定向套中的力学模型，确定弹丸抛射的最终速度及抛射区域;

    3)通过二维绘图软件建立抛丸机的二维实体模型;

    4)将模型导入机械系统动力学仿真软件Adams2005，并进行动力学仿真，使之达到抛丸机的各项性能，保证循环能够顺利进行;

    5)运用动态仿真技术，对弹丸在分丸轮内的运动过程进行仿真，分析影响弹丸速度的因素，确定定向套开口角大小及位置对弹丸的运动轨迹的影响;

    6)确定整机的结构形式及尺寸;

    7)双抛头抛丸机的整机设计。

  抛丸机械工作原理及抛丸器的设计

    路面抛丸机的设计首先要从它的工作原理入手，首先保证原理上的可行性与可靠性，然后才能进一步从实际上去实践，去总结。因此对一个机器的工作原理进行深层次的分析与探讨是于分必要的，也是必不可少的。

    抛丸器是整个路面抛丸机的核心工作装置，它决定了整个机器的工作效率与抛打质量，因此抛丸器的设计对整个抛丸机的设计来说至关重要。

2. 1路面抛丸机结构与工作机理简介

   路面 抛丸机是以电力为动力，通过离心力加速弹丸，射击被清理平面。它是一种远距离投射的非接触式清理。其工作原理如下:抛丸机是利用电机驱动的抛丸轮在高速旋转过程中产生离心力和风力，一定颗粒度的弹丸流入进丸管时(可以控制弹丸的流量)便被加速带入高速回转的分丸轮中，在离心力的作用下，弹丸由分丸轮窗口抛出进入定向套，再经由定向套窗口(控制丸料的抛打方I初抛出，由高速回转的叶片拾起，并沿叶片之长度方向不断加速运动直至抛出，抛出的弹丸形成一定的扇型流束，冲击工作平面起着清理强化的作用。然后弹丸和灰尘、杂质一起经过反弹室来到储料一斗的上方。大功率的除尘器通过储料斗上方的分离装置将丸料和灰尘分离，丸料进入储料一斗继续循环使用，灰尘则通过连接管进入除尘器。当灰尘进入除尘器后，通过滤芯的分离，停留在储灰斗中和I滤芯的表面。自动反吹除尘器可以通过压缩机提供的反吹空气自动间隔清理每一个滤芯。最后在机器内部通过配套吸尘器的气流清洗，将丸料和清理下来的杂质分别回收，并且使丸料可以再次利用。抛丸机配有除尘器，可做到无尘无污染施工，既提高了效率，又保护环境。

    路面抛丸机的原理是基于高速弹丸打击被清理表面，使其局部变形产生弹丸压痕。每一个弹丸压痕有二层区别明显的结构。即:零件表面脆性变形层;零件中层的基体塑性变形区;深层的弹性变形区。后者在弹丸打击以后几乎同时产生如下二个作用:①对中层塑性区的前后左右和向上，从五个方向瞬间产生压缩应力;②使中层在五个方向上瞬间产生压缩变形，并瞬间向表层推动，从而使已经有破裂线的脆性层迅速脱落;③几乎同时又推动弹丸产生反弹力，使其获得反弹速度反弹出去。弹丸压痕二个区域是同时发生和存在的。

    要使脆性层得到脆性破裂，必须要达到其脆性破坏变形量，因此要求有适当压痕深度，即必须有适量的塑性变形区。塑性区和基体之间有一弹性区的中间状态，二者的厚薄是随抛丸目的不同有差异。一般抛丸机清理仅仅是要求能破坏其表面附属物，使其脱落就够了，脆性基体越少越好。因此必须合理选取工艺参数。

    以美国佰莱泰克抛丸机为参考背景，对抛丸机的工作原理进行探讨，并以它为模型，对抛丸及进行整机设计。为了能够得到抛丸机的一些重要数据，我们到国内某机场进行了调研。.

  路面抛丸机参数

长度        1900mm           

宽度        980mm            

高度        1200mm           

重量        750公斤            

2-30DS      功率消耗 输入电流 

抛丸轮电机 2*1 1kW  最大2*30A

行走电机  1 .1kW     2. 8A    

吸尘器    5 . 5kW    12A      

2.1.1抛丸头

    抛丸头是整个抛丸机的核心工作装置。安装在带有可更换的保护衬板的抛丸机室体内，它由抛丸电机驱动，弹丸沿着其上的叶片不断的获得动能，弹丸的大部分动能转换为对被清理表面的冲量，从而达到清理表面的目的。抛丸清理的工作原理就是将弹丸的动能转化为对工件表面的冲击力。抛丸清理的效率取决于弹丸的数量、大小、速度和冲击的方向。因此，抛丸机的经济、技术指标几乎全部依赖于抛丸器的性能。

       抛丸头由以下几个主要部件构成:

    轴承座、定位环、安装板、抛头卡座、抛丸轮组件。其中抛丸机叶轮组件主要包括:进丸管、分丸轮、带有一定开口角的定向套、叶片、叶轮。抛丸轮的中心是带有窗口的分丸轮，将进入到叶片上的丸料进行分配。其外围是带有一定开口角的定向套，它需要小心的安装好，控制丸料的抛出方向。弹丸最初由分丸轮获得一定的速度，接着从定向套窗口进入叶轮中心抛向工作表面。

2.1.2路面抛丸机室体

    抛丸头所抛打出来的弹丸都要在抛丸机室体(又称抛丸开口)中进行工作，因此抛丸开口的设计对于整个抛丸机来说是至关重要的。尤其是它的密封性的问题，要保证足够的负压，使弹丸能够顺利进入回丸管，这涉及到整个循环能否利实现。密封主要采用以下措施:在抛丸开口周边安装可以调节离地高度的磁板，该磁板安装在两侧以及前侧，在磁板的外部环绕着密封刷，后部安装普通的密封板。为了保证部分遗漏在外的弹丸能够通过拾丸器将会作介绍回收，整个抛丸机室体的外部需要采用绝缘材料，以避免弹丸被吸附到上面不能顺利被拾丸器回收。因此，磁板架以及刷火都需要做成铸铝件。密封装置的作用一个是保证抛丸机室体内有足够的负压，另一个是避免丸料从抛丸开口飞出发生意外伤害。

磁板与地面的距离的调节是于分重要的，此高度的调节可以通过机器后轮上的螺栓和驱动系统的螺栓进行。