小型鋼丸供料循環器及應用該裝置的數控金屬表面處理機的制作方法

專利名稱：小型鋼丸供料循環器及應用該裝置的數控金屬表面處理機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及利用拋丸器進行金屬表面處理的設備，尤其涉及一種小型鋼丸供 料循環器及應用該裝置的數控金屬表面處理機。
背景技術：
在裝備制造業，一些大型筒體結構如風力發電塔架、運輸罐車及石化行業大型儲 油罐等均需要進行表面處理，一般通過噴丸沖擊工件表面將銹蝕等附著物除掉并形成要求 的表面粗糙度再進行表面涂覆。長期以來，隨著大型筒體表面處理技術的發展，噴丸處理技 術從傳統的耗能高、噪音大、環境污染嚴重的采用噴槍、噴丸房并手動操作的開放式處理階 段，目前已進入通過拋丸機構三維操作，鋼丸閉路循環，粉塵閉路回收的金屬表面自動化處 理階段。現有的金屬表面處理機主要包括底面設滾輪的可行走機座，機座上設有與其滑動 連接的機臺，機臺上設有內設鋼丸提升機構的送料筒柱體，送料筒柱體頂部設置上料箱、中 部設置由電機控制的拋丸器升降機構及其連接的拋丸器、底部設置回料箱，上料箱與回料 箱分別通過伸縮管與拋丸器連接，控制室固定連接在送料筒柱體上；機座上還設有控制液 壓油缸的液壓站及與拋丸器部分密封連接的除塵器。整個設備采用PLC控制器通過電氣 及液壓站控制電機及液壓油缸的運行，實現拋丸器的三維運行操作。但該設備存在如下缺 陷(1)拋丸頭的三維操作需通過對三套機構的控制完成，即由液壓缸升降機構直接推舉 完成上下運行、隨著由電機帶動絲杠推拉移動的機臺完成面朝筒體的前后運行、隨整個可 行走機座沿筒體軸線的左右運行，結構及控制復雜，尤其前后移動靠絲桿推動行程小、摩擦 力大、速度慢、靈活性不易保證。(2)鋼丸循環系統由貫穿送料筒柱體的上料箱、鋼丸提升機 構、回料箱及伸縮管構成，鋼丸流程過長、結構空間大、系統結構復雜、制作成本高、整機操 控移動不靈活、安全穩定性差，該結構形式也使拋丸器的行程范圍的擴大受到限制，目前拋 丸器的上下移動范圍僅1米左右，只適用于大型筒體的表面處理，對于裝備制造業、船舶、 大型石化容器、大型箱形橋梁等更大型機體包括大型平面結構的表面處理則不適用。(3)現 有設備因體積過大，重心不穩，不能轉動，變換工作位置困難，因此不適宜生產線作業，只 能進行單側工件處理。(4)體大量重，不能整機運輸、尤其裝拆不方便、使裝運成本提高。

實用新型內容本實用新型的主要目的在于針對上述問題，提供一種小型鋼丸供料循環器及應用 該裝置的數控金屬表面處理機，從而使設備體積減小，結構簡化，重量減輕，拋丸器的移動 范圍擴大，且整機操控靈活性提高、安全穩定性提高，制作及裝運成本降低，應用范圍拓寬。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是一種小型鋼丸供料循環器，包括用于給拋丸器上料的上料電機、由上料電機驅動 的雙層鏈輪、嚙合于雙層鏈輪上的雙鏈條及連接在雙鏈條間的多個送料斗，其特征在于設 有箱體，箱體中部為拋丸器安裝空間，與拋丸器對應的箱體前壁設有拋丸窗及伸出箱體的 密封護罩，所述上料電機、多組雙層鏈輪、雙鏈條及多個送料斗環繞拋丸器設置在箱體內；
3在頂部鏈條下方設有供料斗，供料斗通過設有流量控制閥的供料管與拋丸器進料口連接； 底部鏈條上方設有回料斗，回料斗的回料口從箱體前壁伸出并與密封護罩接通；回料斗底 部設有使鋼丸落入箱底的回料孔，鋼丸通過回轉運行的送料斗從箱底送至供料斗。所述箱體后壁設有豎直鉸鏈。—種數控金屬表面處理機，包括行走底座、操作室、控制箱、液壓站、除塵器、拋丸 器、控制拋丸器位置的移動支撐臂及包括上料電機、由上料電機驅動的雙層鏈輪、嚙合于雙 層鏈輪上的雙鏈條及連接在雙鏈條間的多個送料斗的鋼丸供料循環系統，所述操作室、控 制箱、液壓站、除塵器、移動支撐臂設置在行走底座上，操作室通過控制箱與除塵器、鋼丸供 料循環系統、拋丸器及行走底座電氣連接，并通過液壓站與移動支撐臂液壓連接；其特征 在于所述鋼丸循環供料系統采用上述的小型鋼丸供料循環器，所述鋼丸供料循環器設有箱 體，所述拋丸器安裝于箱體中部，與拋丸器對應的箱體前壁設有拋丸窗及伸出箱體的密封 護罩，上料電機、多組雙層鏈輪、雙鏈條及多個送料斗環繞拋丸器設置在箱體內；在頂部鏈 輪下方設有供料斗，供料斗通過供料管與拋丸器進料口連接；底部鏈輪上方設有回料斗，回 料斗的回料口從箱體前壁伸出并與密封護罩接通；回料斗底部設有使鋼丸落入箱底的回料 孔，所述鋼丸供料循環器的箱體后壁與所述移動支撐臂端部連接。所述移動支撐臂是能上下、前后移動的雙四連桿型二維移動支撐臂，主要由上臂、 上臂支撐臂、下臂、下臂支撐臂、豎桿、連接件、支撐座、上臂液壓油缸和下臂液壓油缸構成， 上臂和與其平行設置的上臂支撐臂通過前端鉸接豎桿，后端鉸接連接件形成上四連桿；下 臂和與其平行設置的下臂支撐臂通過前端鉸接連接件，后端分別鉸接在支撐座上形成下四 連桿，上臂液壓油缸鉸接于支撐座與上臂之間，下臂液壓油缸鉸接于支撐座與下臂之間。在所述二維移動支撐臂的豎桿部位設有豎直鉸軸套。所述操作室、控制箱、液壓站、移動支撐臂及除塵器是通過可回轉士 180°的回轉 平臺設置在行走底座上。所述回轉平臺是由回轉臺固定安裝在回轉支承上構成，回轉支承安裝在底座上。本實用新型的有益效果是采用小型鋼丸供料循環器代替原有鋼丸循環系統，使 系統結構大大簡化、縮短鋼丸流程，減小設備體積，整機操控靈活性提高，整機安全穩定性 提高，制作及運輸成本降低；具有士 180°回轉功能，可應用在生產線上，一臺設備通過回 轉，可方便地完成兩側工件的加工，操作方便靈活，提高生產效率；采用雙四連桿型二維移 動支撐臂，使拋丸器由單向移動改進為二維移動，結構及控制簡化，并使移動范圍擴大，本 實用新型拋丸器的上下移動范圍是現有拋丸設備的2倍以上，可達2. 5米，不僅適用于筒體 的表面處理，對于船舶等更大型機體的表面處理同樣適用，應用領域拓寬。

圖1是小型鋼丸供料循環器的主視結構示意圖(去除箱體前壁板部分)；圖2是裝入拋丸器的小型鋼丸供料循環器外形結構示意圖；圖3是裝入拋丸器的小型鋼丸供料循環器的側視圖；圖4是裝入拋丸器的小型鋼丸供料循環器的后視圖(去除箱體后壁板部分)；圖5是數控金屬表面處理機的整體結構示意圖；圖6是數控金屬表面處理機的側視圖；[0019]圖7是二維移動支撐臂的整體結構示意圖。圖中1小型鋼丸供料循環器，11上料電機，12鏈條，13供料斗，14箱體，15回料 斗，151回料口，16鏈輪，17箱底，18送料斗，19供料管，101液壓油缸，102上臂液壓油缸， 103下臂液壓油缸，104豎直鉸軸套，105豎直鉸鏈，2 二維移動支撐臂，21豎桿，22上臂支 撐臂，23連接件，24下臂，25下臂支撐臂，26-27支撐座，28上臂，3除塵器，4液壓站，5行走 底座，51滾輪，52滾輪電機，6控制箱，7操作室，71操作面板，8回轉平臺，81回轉臺，82回 轉支承，83驅動電機，9拋丸器，91密封護罩，92拋丸窗，10流量控制閥。
以下結合附圖和實施例對本實用新型詳細說明。
具體實施方式
實施例1圖1 圖4示出一種小型鋼丸供料循環器及其裝入拋丸器后的總體結構，該小型 鋼丸供料循環器包括用于給拋丸器9上料的上料電機11、由上料電機11驅動的雙層鏈輪 16、嚙合于雙層鏈輪16上的雙鏈條12及連接在雙鏈條間的多個送料斗18，其特征在于設有 箱體14，箱體中部為拋丸器9安裝空間，與拋丸器9對應的箱體前壁設有拋丸窗92及伸出 箱體的密封護罩91，上述上料電機11、多組雙層鏈輪16、雙鏈條12及多個送料斗18環繞拋 丸器9設置在箱體14內；在頂部鏈條下方設有供料斗13，供料斗13通過設有流量控制閥 10的供料管19與拋丸器9進料口連接；底部鏈條上方設有回料斗15，回料斗15的回料口 151從箱體前壁伸出并與密封護罩91接通；回料斗15底部設有使鋼丸落入箱底17的回料 孔(未示出)，鋼丸通過回轉運行的送料斗18從箱底送至供料斗13。上述箱體14后壁設 有豎直鉸鏈105。實施例2圖5 圖7示出一種數控金屬表面處理機，包括行走底座5、操作室7、控制箱6、液 壓站4、除塵器3，拋丸器9、控制拋丸器位置的移動支撐臂及包括上料電機、由上料電機驅 動的雙層鏈輪、嚙合于雙層鏈輪的雙鏈條及連接在雙鏈條間的多個送料斗的鋼丸供料循環 系統，上述操作室7、控制箱6、液壓站4、除塵器3及移動支撐臂設置于行走底座5上；上述 操作室7的操作面板71通過控制箱6與除塵器3、鋼丸供料循環系統、拋丸器9及行走底座 5電氣連接，并通過液壓站4與移動支撐臂液壓連接；其特征在于上述鋼丸循環供料系統采 用實施例1中的小型鋼丸供料循環器1，鋼丸供料循環器1設有箱體14，上述拋丸器9安裝 于箱體14中部，與拋丸器9對應的箱體前壁設有拋丸窗92及伸出箱體14的密封護罩91， 上料電機11、多組雙層鏈輪16、雙鏈條12及多個送料斗18環繞拋丸器9設置在箱體14內； 在頂部鏈輪下方設有供料斗13，供料斗13通過供料管19與拋丸器9的進料口連接；底部 鏈輪上方設有回料斗15，回料斗15的回料口 151從箱體前壁伸出并與密封護罩91接通； 回料斗15底部設有使鋼丸落入箱底17的回料孔，上述小型鋼丸供料循環器1的箱體后壁 與上述移動支撐臂端部連接。該鋼丸供料循環器的作用是把拋出去的打擊工件后落下的鋼 丸回收送到回料斗15，回料斗15把鋼丸集中送入箱底17，再由送料斗18將箱底鋼丸運送 到供料斗13并提供給拋丸器9，流量控制閥10根據拋丸器電機的負載情況調整供料斗給拋 丸器的供鋼丸量。本實用新型中，上述移動支撐臂是能上下、前后移動的雙四連桿型二維移動支撐臂2，主要由上臂28、上臂支撐臂22、下臂24、下臂支撐臂25、豎桿21、連接件23、支撐座26、 27、上臂液壓油缸102和下臂液壓油缸103構成，上臂28和與其平行設置的上臂支撐臂22 通過前端鉸接豎桿21，后端鉸接連接件23形成上四連桿；下臂24和與其平行設置的下臂 支撐臂25通過前端鉸接連接件23，后端分別鉸接在支撐座27、26上形成下四連桿，上臂液 壓油缸102鉸接于支撐座26與上臂28之間，下臂液壓油缸103鉸接于支撐座27與下臂24 之間。本例中，在二維移動支撐臂2的豎桿21部位設有豎直鉸軸套104，內裝拋丸器的小 型鋼丸供料循環器1通過箱體14后壁設置的豎直鉸鏈105與豎直鉸軸套104通過鉸軸鉸 接。上述二維移動支撐臂2通過液壓站4控制上臂液壓油缸102和下臂液壓油缸103 的活塞桿的拉伸、回縮，進而控制作為動作執行件的上臂和下臂的角度及位置的變化，達到 調整拋丸器的工作位置的目的。采用四連桿結構使豎桿21無論在任何工作位置總保持豎 直狀態，因此，拋丸器總是保持豎直狀態，且可適應工件表面轉動，形成良好接觸。如圖6所示，本實用新型的特點還在于上述操作室7、控制箱6、液壓站4、二維移動 支撐臂2及除塵器3是通過可回轉士 180°的回轉平臺8設置在行走底座5上。回轉平臺 8是由回轉臺81固定安裝在回轉支承82上構成，回轉支承82安裝在行走底座5上。回轉 支承82由驅動電機83帶動回轉。實際制作中，操作室7、控制箱6、液壓站4、二維移動支撐 臂2及除塵器3固定安裝在回轉臺81上，所以，可隨回轉臺81在行走底座5上回轉。以上 除塵器3采用市售JB-25型單機除塵器，除塵器通過塑料軟管從上述鋼丸供料循環器1箱 體頂部與回料斗15接通，將拋丸后產生的含塵氣體從除塵器入口導入各單元室，在導流裝 置的作用下，大顆粒粉塵分離后直接落入灰斗，其余粉塵隨氣流均勻進入各倉室過濾區中 的濾袋，當吸附在濾袋上的粉塵達到一定厚度時啟動振打裝置，將吸附在濾袋外面的粉塵 清落至下面的灰斗中，可定期清除灰斗。拋丸器采用市售Q034/15KW直聯拋丸器。拋丸器主要由葉輪、定向套、分丸輪、葉 片、進料管等組成，其工作原理是利用葉輪高速旋轉的離心力和風力，將丸料加速帶入高 速回轉的分丸輪中，使鋼丸經定向套窗口拋出，并形成一定的扇形流束，打擊工件表面使鐵 銹等附著物脫落。液壓油缸采用YY-HSGK型液壓油缸，回轉支承也為市售標準件。液壓站主要由油 箱、電機、油泵和液壓控制閥組構成，液壓控制閥組設置在操作室中，液壓控制閥用于調整 液壓站中油液的流動方向和流量，通過操縱上臂液壓油缸102及下臂液壓油缸103，實現對 二維移動支撐臂上下、前后移動的控制，通過操縱設于供料管19上的流量控制閥10上的液 壓油缸101實現對鋼丸進料量的控制。控制箱采用了 PLC控制系統，主要由PLC控制器及斷路器、過載保護器、變頻器等 電子器件組成，其作用是對設備中的行走底座的滾輪電機52，小型鋼丸供料循環器的上料 電機11，回轉平臺8的回轉支承82連接的驅動電機83及除塵器3等電氣部件的運行進行 控制。以儲油罐表面處理為例，本實用新型的操作過程如下本實用新型利用PLC控制系統實現了整機的電氣自動控制，通過液壓站完成液壓 控制。工作時，首先調整拋丸器9的位置，通過操作液壓站4的液壓控制閥，控制上臂液壓 油缸102和下臂液壓油缸103的操作，使二維移動支撐臂2對應儲油罐罐體調到合適的高
6度，并向前移動到罐體表面，直至與罐體完全密封接觸；然后通過操作面板71啟動除塵風 機、拋丸器，同時啟動控制罐體轉動的驅動電機，使其按設定速度轉動。啟動小型鋼丸供料 循環器1，上料電機11運轉，此時，開始進行拋丸除銹，工作過程中，控制系統通過控制行走 底座5的滾輪電機52，即可使整機隨行走底座5沿罐體軸線方向移動。同時，該機可用于生產線上，通過控制回轉支承82的轉動，可使回轉平臺8帶動裝 載其上的操作室7、控制箱6、液壓站4、二維移動支撐臂2及除塵器3在行走底座5上完成 士 180°的回轉，從而用一臺設備可進行前后兩側位置工件的加工，方便靈活、效率高。通過 控制整機的行走速度、鋼丸供料循環器的速度，并與罐體轉速匹配，則可調整出合適的拋 丸速度，從而滿足罐體各種表面粗糙度的要求。處理完畢后，停止上料電機11，使小型鋼丸 供料循環器關閉，同時停止拋丸器9及除塵器3，并通過操作液壓站4的液壓控制閥使二維 移動支撐臂2退回，工作結束。以上所述，僅是本實用新型的優選實施例而已，并非對本實用新型的形狀材料和 結構作任何形式上的限制。凡是依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單 修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術方案的范圍內。
權利要求一種小型鋼丸供料循環器，包括用于給拋丸器上料的上料電機、由上料電機驅動的雙層鏈輪、嚙合于雙層鏈輪上的雙鏈條及連接在雙鏈條間的多個送料斗，其特征在于設有箱體，箱體中部為拋丸器安裝空間，與拋丸器對應的箱體前壁設有拋丸窗及伸出箱體的密封護罩，所述上料電機、多組雙層鏈輪、雙鏈條及多個送料斗環繞拋丸器設置在箱體內；在頂部鏈條下方設有供料斗，供料斗通過設有流量控制閥的供料管與拋丸器進料口連接；底部鏈條上方設有回料斗，回料斗的回料口從箱體前壁伸出并與密封護罩接通；回料斗底部設有使鋼丸落入箱底的回料孔，鋼丸通過回轉運行的送料斗從箱底送至供料斗。
2.根據權利要求1所述的小型鋼丸供料循環器，其特征在于在所述箱體后壁設有豎直 鉸鏈。
3.—種數控金屬表面處理機，包括行走底座、操作室、控制箱、液壓站、除塵器、拋丸器、 控制拋丸器位置的移動支撐臂及包括上料電機、由上料電機驅動的雙層鏈輪、嚙合于雙層 鏈輪上的雙鏈條及連接在雙鏈條間的多個送料斗的鋼丸供料循環系統，所述操作室、控制 箱、液壓站、除塵器、移動支撐臂設置在行走底座上，操作室通過控制箱與除塵器、鋼丸供料 循環系統、拋丸器及行走底座電氣連接，并通過液壓站與移動支撐臂液壓連接；其特征在 于所述鋼丸循環供料系統采用權利要求1或2所述的小型鋼丸供料循環器，所述鋼丸供料 循環器設有箱體，所述拋丸器安裝于箱體中部，與拋丸器對應的箱體前壁設有拋丸窗及伸 出箱體的密封護罩，上料電機、多組雙層鏈輪、雙鏈條及多個送料斗環繞拋丸器設置在箱體 內；在頂部鏈輪下方設有供料斗，供料斗通過供料管與拋丸器進料口連接；底部鏈輪上方 設有回料斗，回料斗的回料口從箱體前壁伸出并與密封護罩接通；回料斗底部設有使鋼丸 落入箱底的回料孔，所述鋼丸供料循環器的箱體后壁與所述移動支撐臂端部連接。
4.根據權利要求3所述的數控金屬表面處理機，其特征在于所述移動支撐臂是能上 下、前后移動的雙四連桿型二維移動支撐臂，主要由上臂、上臂支撐臂、下臂、下臂支撐臂、 豎桿、連接件、支撐座、上臂液壓油缸和下臂液壓油缸構成，上臂和與其平行設置的上臂支 撐臂通過前端鉸接豎桿，后端鉸接連接件形成上四連桿；下臂和與其平行設置的下臂支撐 臂通過前端鉸接連接件，后端分別鉸接在支撐座上形成下四連桿，上臂液壓油缸鉸接于支 撐座與上臂之間，下臂液壓油缸鉸接于支撐座與下臂之間。
5.根據權利要求4所述的數控金屬表面處理機，其特征在于在所述二維移動支撐臂的 豎桿部位設有豎直鉸軸套。
6.根據權利要求3、4或5所述的數控金屬表面處理機，其特征在于所述操作室、控制 箱、液壓站、移動支撐臂及除塵器是通過可回轉士 180°的回轉平臺設置在行走底座上。
7.根據權利要求6所述的數控金屬表面處理機，其特征在于所述回轉平臺是由回轉臺 固定安裝在回轉支承上構成，回轉支承安裝在底座上。
專利摘要本實用新型涉及小型鋼丸供料循環器，包括上料電機、雙層鏈輪、雙鏈條及多個送料斗，特征是設有箱體，箱體中設拋丸器安裝空間，箱體前壁設有鋼丸窗及密封護罩；上料電機、雙層鏈輪、雙鏈條及多個送料斗環繞拋丸器設在箱體內，還設供料斗，回料斗，鋼丸通過送料斗送至供料斗；一種數控金屬表面處理機，包括行走底座、操作室、控制箱、液壓站、除塵器、拋丸器、移動支撐臂及鋼丸供料循環系統，其特征是鋼丸循環供料系統采用上述小型鋼丸供料循環器，采用二維移動支撐臂，行走底座上設有±180°回轉平臺。本實用新型的優點是體小量輕，結構簡化，拋丸器的移動范圍擴大，整機操控靈活性提高、安全穩定性提高，成本降低，應用范圍拓寬。
文檔編號C21D7/06GK201746576SQ20102023287
公開日2011年2月16日 申請日期2010年6月22日 優先權日2010年6月22日
發明者程學鋒 申請人:天津新技術產業園區北洋世紀焊接技術有限公司