抛丸机台架对坯料划伤原因及改进措施的分析

朱清行，王鹏，王长豪，李岩峰

（邢台钢铁有限责任公司,河北 邢台 054027）

在冶金等行业生产中，钢坯抛丸用于消除钢坯表面氧化铁皮及毛刺，提高钢坯表面光洁程度，避免在盘条上形成结疤等质量问题，是生产汽车及其他工业用高端钢种的必备工序。随着社会的发展，汽车、桥梁等工业用高端钢种需求越来越大，对生产企业的产量和质量的要求也越来越高。

1 抛丸机台架实施改造前的状态

坯料在抛丸台架上运行时出现划伤严重，存在划伤坯料数量占总坯料数量的60%，这些存在划伤的坯料进入下道工序后将会在盘条表面产生结疤、折叠等质量问题，影响销售交付订单，甚至会产生质量异议赔付损失。同时在抛丸工序后检查时发现划伤，需要进行人工二次打磨处理，延长了本工序的生产效率，延长了订单的交付周期，也会涉及不能及时交付订单的赔偿损失。抛丸对比图如图1、图2。

图1

图2

通过上述情况可以看出，坯料经过抛丸台架后划伤严重，有可能对最终产品造成质量问题，人工进行打磨会造成人力浪费和生产效率降低。

2 抛丸台架对坯料划伤的原因分析

2.1 改造前抛丸台架结构

台架由四条水平滑轨支撑坯料，并在其中两条滑轨处各有一个推钢小车，推钢小车由液压缸驱动，并推钢小车上的由拨爪推动坯料在滑轨上向前移动。实现坯料的运行。改造前台架结构如图3。

图3 改造前台架结构

（1）划伤原因分析。通过对台架结构进行分析，能够与坯料接触对坯料表面产生划伤的部位为：滑轨和拨爪。具体分析如下：①2000kg 重坯料的自身重力作用在100mm 宽度的两根滑轨上，单个支撑面的作用力达到1000kg；坯料宽度150mm。硬度较低质量较重的坯料在较小接触片支撑下滑动时，坯料表面造成严重划伤。影响后续产品的质量。②拨爪在经过一段时间运行后，与坯料接触面产生磨损、起毛边，在拨爪趴倒和立起时与坯料表面接触产生划伤。拨爪磨损及起毛边情况如图4 所示。

图4

2.2 改进方案设计

针对上述原因分析，采取了如下改进方案：将台架滑动式推钢改为链条式，实现坯料与台架相对静止，彻底解决坯料与滑轨和拨爪之间相对运动产生的摩擦划伤问题，避免二次人工打磨造成的生产效率低影响，从而提高产品质量，同时，提高钢坯运行速度。根据现场台架尺寸设计链式台架结构如图5，实现坯料在移动过程中与接触链条保持相对静止状态，彻底避免滑动划伤。

图5

根据现场实际用途及链条设计类型选择32B 型链条，小链轮齿数15，选择链条节距50.8mm，确保低噪音情况和链轮与链条的卷绕角度大于120 度。根据动力类型和用途选择使用速比为1，设计主动齿轮和被动齿轮外形尺寸，利用图6 公式计算链条长度。

图6

根据链条长度、链轮齿数N1、N2与轴间中心距利用公式确定链条长度，计算出链条长度后四舍五入成偶数链接。

通过上述计算得出10239.664mm，共202 节。

2.3 改造实施

针对上述原因分析，采取了如下改进方案：

将台架滑动式推钢改为链条式，实现坯料与台架相对静止，彻底解决坯料与滑轨和拨爪之间相对运动产生的摩擦划伤问题，避免二次人工打磨造成的生产效率低影响，从而提高产品质量，同时提高钢坯运行速度。主要有：（1）拆除原滑动式推钢小车及拨爪、液压缸。对原有台架支撑立柱和横梁进行部分割除改造。（2）制作被动链轮、涨紧链轮支架，采购主动链轮、被动链轮、支撑链轮、链条、轴承座（含轴承）及11kW 四级电机等。（3）利用闲置轴类备件进行改造加工，为了坯料平稳地运行，利用闲置速比80 的减速机备件连接电机和同步轴。（4）将被动链轮、涨紧链轮安装到链轮支架上，并固定到台架立柱和横梁端部。在立柱据地面400mm高度位置安装固定同步轴轴承座，将主动链轮、支撑轴承组装到同步轴上并固定，并将同步轴与轴承座组装到一起。（5）制作电机和减速机支撑底座，并固定至立柱200mm 高度，底部加装支撑与地面进行固定。（6）安装电机和减速机支底座上，并通过联轴器与同步轴相连，对联轴器的同轴度打表进行找正，紧固电机和减速机地脚螺栓。（7）安装输送链条至主动链轮、涨紧链轮和被动链轮上，对链条高度进行标高检测，避免坯料随链条运行时，坯料与其他结构产生摩擦干涉，调整高度后对链条进行连接，调整链条的涨紧至合适位置。（8）链接电机电源线，并送电进行试车，确定转速方向正确，各位置运转无干涉。（9）通过变频器控制电机转速，从而实现坯料随输送链条上平稳移动，不会产生相对的移动位移，避免产生坯料表面划伤。（10）根据生产工艺要求，加装坯料位置检测元件和链条气动停止信号检测元件，实现输送链条根据坯料位置自动运行和停止，在解决坯料表面划伤的基础上提高坯料运输效率、减少人工操作强度和频次。

改造后台架结构如图7。改造后实物图片如图8。

图7 改造后台架结构

图8

2.4 效果分析

通过上述改进措施的实施，解决了坯料在抛丸台架上运行时产生划伤的问题，自改造完成后未出现台架运输过程中产生坯料划伤现象，实现了抛丸坯料表面质量100%合格，无运输过程中划伤现象。同时，避免了人工打磨坯料表面划伤工作，提高了生产效率（如图9、图10）。

图9

图10

改造后效果见图11。

图11 改造后坯料效果