摘 要 针对本厂板带材共用抛丸机的使用状况及存在的问题，分析了提升机构故障、盘刷清扫调整机构设计不合理、抛丸后板带材表面残留钢丸多、除尘效果不佳等导致抛丸机生产效率低下的原因，并提出了相应的改进措施。抛丸机经过改进，作业效率得到有效地提升。
关键词:抛丸机；效率提升；改造
前言
抛丸的目的是对钛材表面进行连续除鳞，表面经丸粒连续打击，使表面氧化铁皮松落，从而提高酸洗效果。本厂在其酸洗槽入口设置了抛丸机。随着近年来需要抛丸处理钢板数量的不断增加，抛丸机的故障情况也随即增加，本文即针对抛丸机存在的问题进行了分析及研究，并采取了相应的改进措施，提高了设备稳定性，取得了良好的效果。
1 抛丸机的设备组成和工作原理
1.1 设备的组成
本厂抛丸机主要由抛丸室体、抛打区、清扫区、抛丸器、丸粒循环系统、丸粒流量控制阀、除尘系统、输送装置、气动、电气控制系统等组成。
1.2 工作原理
抛丸机的工作原理由电机驱动抛丸轮在高速旋转过程中产生离心力和风力，当一定颗粒度的丸粒流入进丸管时便被加速带入高速旋转的分丸轮中，在离心力的作用下，经由定向套窗口抛出，由高速回转的叶片拾起抛出，抛出的丸粒形成一定的扇形流束，均匀地打击在带钢表面上，使其氧化皮脱落除去，从而达到清理的目的。
2 常见的故障与原因分析
2.1 斗士提升机经常性料斗脱落
提升系统是完成钢砂循环的重要组成部分，是螺旋系统与分离螺旋系统的中间桥梁。由于提升斗重量过大，外形等原因导致提升系统经常性故障，经常出现提升斗掉落、连接螺栓断裂、皮带损坏等情况，有时掉落的料斗进入分离螺旋，造成分离螺旋严重变形，不仅影响了生产效率，还增加了维修次数，加大了备件的使用费用。
2.2 抛丸后板带材表面有钢砂残留
不同厚度的料通过抛丸机时，盘刷高度需要进行相应的调节。原设计的盘刷是手动调节固定在盘刷上的螺杆、螺母。但是由于抛丸机的工况环境比较恶劣，螺杆、螺母很难调节，见图1，这样就影响了盘刷高度调节的及时性，降低了板面的清洁程度。因此抛丸后无法将钢板表面残留丸粒和粉尘彻底清除，需要人工进行2次清扫，效率低下，浪费钢砂，且增加了劳动强度和作业安全风险，表面残留丸粒和粉尘会影响酸洗段的工艺卫生，使酸液的清洁程度降低，增加换酸的次数，增加了原酸的使用成本。
图1 原设计升降机构布置图
2.3 除尘效果不佳，影响现场环境
除尘系统包含两个系统，一是反吹系统，通过脉冲阀压缩空气将聚集在合成纤维滤筒表面上的粉尘吹掉，进入粉尘收集系统，过滤后的清洁气体直接排放到大气中;二是粉尘收集系统，将滤筒上吹扫下来的粉尘进行收集储存，除尘系统压差高主要是粉尘聚集在滤筒表面，导致过滤系统出入口压差大，粉尘温度升高，存在安全隐患。除尘效果不佳直影响着现场的工作环境，通过现场使用情况分析导致除尘效果不佳的主要原因有一下几点：
（1）抛丸室体与除尘器之间距离过长，连接管道长时间使用，管道底部积灰过多，产生风阻，导致除尘效果不佳，并存在安全隐患。
（2）除尘器收集装置设计不完善，除尘器底部没有收集装置，除尘器通过脉冲返吹大量的灰尘落到底部闸板上，需要集中处理，导致除尘器底部灰尘过多，影响除尘效果。
（3）脉冲反吹系统压缩空气管道直径太小，每次脉冲启动喷射后不能及时给脉冲缓冲器储气，导致脉冲效果不好，滤筒上积灰过多，导致滤筒变形，滤筒接触面漏气，导致除尘效果不佳。通过增大压缩空气输送管道直径，有效的解决此问题。
3 改进措施
3.1 更换新形式提升斗并优化停机流程
料斗形式由图2变为图3，主要改变了，螺栓的紧固面：这样使料斗与皮带的接触面积增加，也使螺栓与传动轮之间的摩擦减少，增加螺栓的使用寿命与紧固强度。料斗的开口倾斜角度：这样改后可以增加单斗的有效承载量，相同电机转速的情况下增加了提升效率，料斗的重量：由原来单斗5.7KG变为2.3KG，（厚度改变，磨损的地方加厚）在承受强度范围内，单斗降低重量一半以上，降低了提升皮带的提升重量，进而增加了提升机的寿命。并且在提升与分离螺旋交接处增加过滤筛篦，避免大的杂质进入分离螺旋，破坏分离螺旋，同时也减少了杂质卡住分离器溜槽的现象。但此处要定期清理，以免影响回砂效果。
图2原设计料斗 图3 改造后料斗
优化停机流程：下砂阀停止2分钟后停止抛丸电机，停止抛完电机3分钟后停止辅助界面电机，并且在程序中增加了延时设置。主要目的是为了丸粒循环系统充分的把丸粒运输到丸粒储存箱，避免提升机底部与螺旋输送交汇处有过多的钢砂残留，在下次开启提升机时阻力过大。
3.2 改造盘刷升降调整机构和增加出口风刀吹扫
通过直线推杆电机、机械结构、位置显示装置对盘刷升降实现电动控制，并且当不同厚度的板带材通过时，盘刷位置可以精确调整，见图4，改变原有的调节方式，降低操作人员的劳动强度，提高了设备的性能，延长盘刷使用寿命，提高板面的清洁程度，提高酸洗段的工艺卫生和酸液的使用寿命，减少钢砂的流失。
图4改造后的盘刷构 图5增加的风刀
每个盘刷的升降要采用三个电动推杆来完成，我们通过计算电动推杆的负荷值和行程等关系，尽量使其同步。同时，为防备电动推杆速度偏差较大，我们还在电控电路中加入PWM调速器，使电动推杆速度同步。
为保证抛丸后钢板上表面的残余丸料及时被清除，在抛丸机出口处增加了丸料吹扫装置，见图5，该装置可以上下升降调节和吹扫角度调节，风源主要利用现场的压缩空气与吹扫风机旁通接口，增加风刀后可以彻底清除板面残余钢砂。
3.3 改造除尘管道，增加电动排灰阀门
在除尘管道上增加三处排灰口，排灰口通过天圆地方和管道连接，管道底部安装手持式蝶阀，蝶阀底部固定防尘布袋，用于收集灰尘，增加管道排灰口有效的解决了，由于管道过长导致管道积灰产生风阻的情况，改善了除尘效果。管道积灰减少还降低了安全隐患。
在一级和二级除尘器底部增加了电动排灰装置，每次开启除尘器后启动排灰阀门，排灰阀门是电机带动槽型叶轮旋转，随着电机旋转槽型叶片一直在动态接灰，接灰后排到底部的防尘布袋中，增加电动排灰阀门后解决了除尘器积灰的问题，改善了除尘器的除尘效果，并且降低了安全隐患。
4 结束语
抛丸机作为抛丸酸洗机组的关键设备，抛丸机的工作状态直接影响着酸洗的质量，通过对最近几年设备运行的实际情况进行总结分析，针对经常出现的提升机掉斗、盘刷升降调节不方便、除尘效果不佳等情况进行改进。改进后大大提高了设备运转率，降低了故障时间，减轻检修人员和操作人员的劳动强度，节省了备件消耗费用，实现了抛丸机的高效运行，取得了良好的经济效益。
参考文献：
[1]机械设计手册．［M］．北京:机械工业出版社，2000:33－7
[2]康阳．抛丸机的结构分析及维护［J］．山西冶金，2014，37(5):101－103
[3]康华伟．冷轧带钢平整吹扫系统的优化改进［J］．轧钢，2016(3)．