抛丸机常见故障分析与排除

李树军，刘喜，吴亚军

（1.渤海装备巨龙钢管有限公司；2.河北华油一机图博涂层有限公司，河北 青县 062658）

抛丸机装置最主要结构部分就是由设备本体、除尘废气处理等系统单元部件和电子辅助的电控系统设备综合组成，无论哪个环节因质量问题引发故障，都会对公司的设备和生产环境造成很大的影响。该型抛丸机系统设备自设计建成及投入安装运行并使用近10 余年以来，由于机械设备因有其在特殊地区使用与操作时环境条件因素的综合影响等特点，以及具有特殊的设计制造加工及制造装配技术性能等这一系列自然原因，时常伴随可能随之出现较大的生产设备质量或生产工艺技术故障，造成和大量加重了原生产作业设备部件的损坏，影响涉及了其整个企业正常生产安全以及生产技术作业条件和产品质量。通过对现阶段的计算机应用系统工程研究实践中对上述故障点进行的综合分析与研究并结合生产实际逐一分析后，对系统进行了可靠性的全面改善和优化，达到了预期的可靠度，取得显著的效果。

1 设备结构、参数、技术特点

抛丸机是利用高速转动的叶轮，在强大的离心力作用下，将弹丸向一个特定的方向抛出。一些抛丸器能在工作中进行一次倾斜或向上的动作。此后，人们对收集、分离和运输弹丸提出了要求。在抛丸清洁过程中，连续进行、翻转，还应具有自身的承载力。抛丸机控制系统设备的主要部件构成控制系统包括：主机控制本体、除尘烟气处理系统及中央微机主电气控制设备系统。基本参数主要是机械结构的主要组成部分，主要包括物料搬运系统专用辊道、抛丸装置、球丸回收系统、清洁机和废气的吹滤和除尘装置。

抛丸设备是现代高速抛丸机装备技术中的重要组成部分，它的装备水平直接影响整个高速抛丸机的工作效率和设备的工作质量。在此设备中，10 台抛头驱动电机机组，分别是垂直安装和横向交叉吊装，其水平安装平面与轴线的水平方向角通常为5°左右。能达到更有效安全的同时避免叶片在高速抛丸料运动安装过程中与抛丸料表面发生的相互的摩擦或干涉磨损现象产生以及引起的相关的叶片耐磨件表面之间的不平整产生的必要的能量的摩擦和损耗,叶轮的有效承载范围变化较大，耐磨铸件的整体工作和使用寿命要求较高（尤其是刀片使用寿命可达1000h）及以上。如果有任何一个系统或者一个节点出了问题，那么就会引发其他系统的连锁性反应，从而影响整个钢板抛丸机的系统的安全和加工。

清洗设备和系统的尾部吹风装置，从结构上看，它包括高压滚筒刷洗装置、高压风机、尾吹装置的控制系统。系统的主要工作特性是能够快速实现在进行一次抛丸清扫作业完后，可以及时地清除在钢板内部及其上下各表面所黏附起来的一切多余的丸料,实现后在清扫钢板底部和钢板上下各个表面黏附上都无留下任何的残余丸料,对进行其他工序后续作业的工序和操作人员影响的程度一般较少。如果使用了布袋除尘器，操作人员在运行时，可以用摇动除尘器的把手来清除灰尘，一次至少10 次。在抛丸机停机后，操作人员手工打开布袋机的下灰孔，清除灰尘。基本设计参数该板升降装置中采用的刷辊装置系统与尾吹系统都可以安装与固定在与钢板厚度同一标准的板升降装置框架基础钢板上。

2 吊挂轴承相关问题及改进

吊挂轴承存在的问题：丸料流动循环系统主要是一种负责同时完成对整个抛丸机丸料流进行输送调节的连续机械循环,在能保证整体抛丸机有安全运行工作和需要更换时，又可以随时为该设备及各抛料机头输送质量提高要求的更充足安全的丸料,各机械流动环节操作状态中轴承部件一旦检测发现或有严重异常及故障,这将会对整个设备的安全和运行产生很大的影响。悬挂式轴承是整个喷丸循环系统的关键部分,它其本身出现的种种异常的工作或运转的状态也就更直接地影响整套抛丸机系统正常的生产运转以及工作或安全工作状态。抛丸机抛头轴承常见的故障有设备不合格、润滑油不足、外力损坏等。某一零件的炼钢厂，在其热处理生产线的正常运转中，会逐渐地暴露出一些问题。如果悬挂轴承发生了故障，后端的处理方法维修起来确实很困难，主要表现在如下方面。

（1）由于整台抛丸机上的悬挂式轴承装置总共有5台，且数量众多，且设备的维修周期通常比设备短，使得安装设备维修人员容易疲于奔波应付检查和抢修，劳动强度高。

（2）由于悬挂轴承的安装和固定位置的差异，使因其振动而产生的机械失效的时间也不一样，这就给维修人员在实际故障时的分析和判断带来了困难。

（3）悬吊架轴承的密封结构设计不能适应长时间在满是液体颗粒和粉状液体的环境下工作，并且在极端严酷的环境下工作。

综合以上各种理由，在轴承系统中常常会发生以下情况：轴承超负荷磨损不堪负荷的重力负载荷状态下进行长时间负荷运行,加之对轴承整体密封的保护功能无效,导致有大量的丸料粉末颗粒直接侵入整个轴承系统到了整个轴承结构体系内,造成部分轴承滚动体严重破损，部分轴承座结构严重腐蚀。

因此，在确认了场地的空间参数、轴承的受力和详细的参考密封结构的规范后，我们对悬挂轴承的设计作了以下的主要改进。

（1）为彻底改变使用原来的传统双悬挂支座支承的支座的受力与构造、支承、支承支座的支座的固定、支座、支座上的支承形式进行了改造。

轴承主体原来结构在传统采用的单个双吊杆轴承受力固定结构方法形式下受力所会受到机械有害机械载荷作用影响相对较大,现又更改为了单个双吊杆结构方式下的受力方式与固定和安装受力的受力方式，极大地减少了机械负荷的不利机械负荷的影响（径向摇摆），轴承的主要功能是有效地抵抗与螺旋轴的垂直和横向的重力，在操作中必须保证稳定可靠。

（2）轴承选型方案调整及轴承的密封状态检测与装置的设计或改进。首先，是应注意根据该轴承及其零件自身使用工况条件,轴承外壳一般选用的德国名牌SKF 自润滑清洁自润滑型轴承,使用的寿命周期限范围内一般均是不需要再进行轴承润滑清洗工作了。

3 清扫尾吹装置存在的问题及改进措施

存在的问题：清扫机和清洗机的基本结构一般是由刷辊装置和带高压风扇的钢板尾部吹扫装置等组成，而喷嘴主要承担着对钢板表面和上下两个表面的大部分粉尘的清理工作，后者一般也会负责并共同或配合负责地共同把将被完全清扫干净处理后形成的钢板表面的以及上下钢板表面残余丸料中的所有的灰尘都经过了清理和清理，以保证在使用之前，钢板的表面必须要达到。二者的工作必须协调一致，有机地结合在一起，缺一不可，互不影响。任何一种清洁设备的设备发生严重的技术故障均有必将地会严重影响着其清扫设备装置系统的全部及正常设备的可靠运行。技术参数某一钢铁企业由于其多条热处理生产线不能正常、有效运转，问题将会逐步显现出来。由于钢板在刷辊安装与刷毛之间的安装连接等在结构设计上及设计加工技术应用上，而由于以上所述的各种结构缺陷，同时也为了能够制造出多个尺寸、形状和颜色的钢板，常常会容易地导致大量钢板表面刷毛的掉落现象或使钢刷与辊刷毛料之间的磨损的程度或不均,经常有可能造成出现附着在大量钢板表面上的大量钢板表面丸料的脱落现象及出现大量的粉尘残余,给整个钢铁企业生产的作业过程质量管理等问题带来潜在的或较大的潜在有害影响,严重地上制约及影响了整一条钢抛丸机系统影响甚至将影响到整一条钢材热处理线设备装置的连续有效及正常的生产。

4 改进措施

在技术分析的基础上，对除尘设备的设计和净化腔的结构做了如下技术改进。

（1）金属刷辊刷毛组工艺的新技术新改进。原厂所设计与制造出的刷辊毛组装配安装工艺主要是采用在金属刷辊的毛座和刷毛组件之间，采用内嵌式安装方式。使用中安装的时间如有稍大延长就会造成直接地使金属刷辊毛组座与金属刷辊毛座之间的安装间隙也会突然增大，因为在安装钢片的过程中，金属刷辊的毛片也会承受如此大的周平向复力，形成一个恶性循环，间隙会越来越大，最终必然会造成刷齿辊的毛圈脱落。经过以上技术条件的分析，目前，还需要对电刷部件的结构和工艺进行适当的技术改造，采用一体化工艺的刷头总成应该能够保证在以上结构缺陷的前提下完全和避免出现新的工艺缺陷。以尼龙为刷座，将刷头座用专用胶水直接黏附于刷座的孔内孔，使刷毛组合座与刷毛基座毛轴承座相结合，刷毛基础总成可以以半切分的固定安装方式与刷毛滚筒的轴套支架相结合，便于拆卸和使用。实践检验也表明，采用这种刷辊基毛的轴承每年至少可以达到两年或更长的寿命，抛丸机轴承的操作效率得到了极大的改善，降低了轴承故障时间。

（2）定期维护轴承，并加入润滑油。原来的抛头轴承主体是高压的，8 个喷嘴加上一次润滑油要3 个小时，不但不安全，还很耗时间。现有的喷油方式是将各喷嘴轴承连接到一根高压油管上，然后通过高压油泵进行自动加油。8 个喷头，10min 内一次注入，安全、高效。选择合适的润滑油会对抛丸机的寿命和机械性能产生很大的影响。一般情况下，抛丸轴承的表面温度不能高于60℃，选用改性磺基聚酯1615EN，具有很好的防水性能；耐热性（高于一般锂基脂100℃），使用寿命更长。选择高效率的轴向风扇，可以减少轴承周边的温度；在喷头本体上增加一排气孔，可以实现对燃油的自动控制。经常检查叶轮、叶片、护板、皮带等，防止机械谐振。

（3）清扫室内工件表面的工艺需要改进。抛丸机一般在每隔昼夜循环运行一次约需要10 天时间后左右,在厚度为70mm 或更厚的钢板上，可能会出现弹丸被挤压和刮伤。为了解决以上这些问题，在清洁器运转室内的第二个滚轮和在运转室后面的第三个滚轮的长度之间增加了一条固定的钢刷，该铁刷的长度和工作室的后滚子的长度是一样的，用于在整个清洗运转的钢板上进行自动的固定。

其下表面上被机械吸附而下黏附的丸料,根据更换固定的钢丝刷而产生相应的钢板磨损量当更换固定的钢笔时，可以按一定的要求人工调节固定的高度，这样，两年来，在钢板的下表面上附着的弹丸现象就会大大减少。同时，还可以很大程度上减少粉尘对滚轮钢板造成的二次机械损坏，并有效地防止了因挤压进球而造成的磨损、变形和机械摩擦。

（4）对除尘系统的改造和对清洁室工艺设备的改进：对余下的工件进行吹扫和清盘；在每个闸管的上面都有一个活门，这个活门在受到震动冲击时能主动地调解和排泄。通过改造升级，可以显著地改善板材表面质量问题，提高了清洁设备的工作率，降低了清洗室设备的日常使用维护时间及后续保养及维修保养成本和支出成本，及有效减少产品后续养护各一道工序处理产品钢板表面后的所耗费的时间资源投入和生产运行费用成本，提高了产品的了整体产品质量素质水平及市场竞争力。

5 结语

本公司主要用于钢铁生产线和热处理生产线的另一项重要配套生产设备，其主要功能特点就是可以使其的整机及设备都实现了抛丸机振动冲击小，零件寿命长，生产工艺设备效率和经济性、可靠性高，粉尘和气体污染排放系数极小等综合优势，为确保用户对经热处理后的钢板表面洁净度的要求，现阶段，我国也已经逐步对抛丸机设备的技术参数进行了全面的改善，包括悬挂轴承、清扫系统和尾吹装置等主要问题所引起产生了的一些生产主要操作设备老化和主要生产主要操作机械故障问题，都是从根本上解决的。从原来的平均每月停机运行时间减少到800min，降低到我国企业的月均运行时间在150min 以下，从而极大地提高了主装置的工作效率，减少了设备的故障，节约了大量的设备、零部件和其他的生产成本。实现了对我国抛丸机装备技术的可持续、有效、合理地生产，并获得了较好的经济效益。希望公司在未来的发展过程中，能够为我国中厚板企业的抛丸机技术的推广和应用提供一些有价值的参考资料和工作经验。