Q378吊钩式抛丸机设计.doc

1 前言
1.1 国内外现状研究
世界上第一台吊钩式抛丸机设备诞生于100年前，开始是在各种金属或非金属表面去除杂质、氧化皮，增加粗糙度等方面得到应用。吊钩式抛丸机处理是一种在欧美发达国家已经开始应用的吊钩式抛丸机表面处理方法。经过百年的发展，吊钩式抛丸机处理工艺以及设备已经相当的成熟，其应用领域迅速扩展到混凝土表面涂装处理和船舶甲板金属表面处理上，并且直接引导了该行业的标准制订和行业施工方法的规范。中国在此方面的应用却依旧是很少，只有在少数项目中使用了吊钩式抛丸机处理工艺。
欧美国家自20世纪70年代以来在混凝土桥面铺装中广泛使用防水层，大大减少了混凝土桥梁因为渗水的原因而造成的损坏，延长桥梁的使用寿命。但随着交通量的增加，同时出现了防水层和面层以及桥面黏结强度不足而产生推移的病害。在我国，混凝土桥梁也经常发生类似病害，以及由于渗水甚至造成的混凝土疏松、脱落，钢筋锈蚀。造成以上病害的原因之一是因为混凝土面层的吊钩式抛丸机处理没有能够完全去除表面残留物质，没有保留一定的粗糙表面来保证防水层和桥面底层的黏结强度。中国在此方面的应用却依旧是很少，只有在少数项目中使用了吊钩式抛丸机处理工艺，而在高速公路、市政道路及混凝土桥梁防水涂装方面，还几乎是一个空白。
现阶段，抛丸清理技术向着节能.环保.高效.安全.经济的方向发展，相继出现了形式多样的清理机，在技术发展趋势上主要结合新技术并与计算机技术结合，从而实现抛丸机的智能化.电子化。
1.2 吊钩式抛丸机原理
吊钩式抛丸机是指通过机械的方法把丸料以很高的速度和一定的角度抛射到工作表面上，让丸料冲击工作表面，然后在机器内部通过配套的吸尘器的气流清洗，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的技术。吊钩式抛丸机机配有除尘器，可做到无尘、无污染施工，既提高效率，又保护环境。吊钩式抛丸机机按其行走形式可分为三种：手推式、车载式和自行式。吊钩式抛丸机机操作时通过控制和选择丸料的颗粒大小、形状，以及调整和设定机器的行走速度，控制丸料的抛射流量，得到不同的抛射强度，获得不同的表面处理效果。
  吊钩式抛丸机处理工艺和吊钩式抛丸机处理设备根据需要处理的表面的不同，通过三个参数来控制处理后的表面状况的。选择丸料的大小和形状；设备的行走速度；丸料的流量大小。以上三个参数互相配合，可以得到不同的处理效果，确保吊钩式抛丸机处理后表面的理想粗糙度

1.3 吊钩式抛丸机主要组成及功能
设备的结构由清理室、大门、轨道、吊钩、提升系统、供丸系统、螺旋输送系统、风选分离和旋风分离系统、抛丸系统、除尘系统和电气系统等组成。其主要组成部份分别叙述如下：
（1）清理室
清理室是整套设备的主要工作区域，采用电焊焊接结构。为了使抛丸器抛射出的钢丸能有效的抛射到被清理工件的表面上，设计时对安装抛丸器的一侧，壁板专门作了倾斜角度的处理；在室内凡是抛丸器所抛射出的钢丸对其接触的部位，专门设置有特种材料制成的护板保护，其它部位有橡胶保护，以保护室壁不被钢丸破坏。
（2）大门
大门两扇外开，增加室内清理容积，为安全起见，大门上方安装一限位开关，必须待大门关闭后，方能启动抛丸器。
（3）轨道与吊钩
本机选用结构紧凑的吊钩，既能实现工件进出清理室，又能保证工件在室内360度旋转既正转也可反转，使工件各个角度均能清理干净。
（4）提升机
本机采用平皮带传动的斗式提升机，其落料形式采用离心重力式落丸，当钢丸束扬起时，钢丸与灰尘在风机的作用下迅速分离，灰尘被风机吸走，钢丸则在离心力的作用下，利用自身的重量进入溜管。
（5）分离器
本机采用了流幕式风选分离和旋风分离两种结构，当钢丸从提升机的溜管进入流幕式风选分离后，经螺旋将钢丸输送成一条带状，散落在下面的两级流幕板上，在通过了两次流幕板的碰撞后．自由掉落在下面的储料罐里，与此同时，在经过了以上的流动，使提升机输送来的丸砂混合物形成了一个厚度约20mm的丸砂幕，在风选分离区域内，在风机作用下所产生的水平气流，不断的穿过丸砂幕，迫使钢丸与灰尘以及产品上被击落下来的氧化物迅速分离，由于钢丸与灰尘以及产品上被击落下来的氧化物的比重之差别，气流穿过丸砂幕后，比重大的钢丸偏离很小的距离.
就掉落在下面的储料罐里。
当钢丸自由掉落在下面的储料罐里的同时，比重小的灰尘以及产品上被击落下来的氧化物和击碎后的微小金属颗粒，则迅速被气流带走进入旋风分离器中再次分离，迫使产品上被击落下来的粗大氧化物颗粒、粉尘中的粗大颗粒、击碎后的微小金属颗粒，沉降在旋风分离器底部，由底部的排放孔作为废料从废料管排出机外，其它细微颗粒则继续沿着通风管道进入除尘器。
（6）螺旋输送机
它是由电动机带动齿轮减速机驱动螺旋节，将清理室落下的钢丸及其它混合物输送到提升机底部，为了防止较大杂物进入螺旋输送机和提升机，在清理室底部设置有筛网孔板。
（7）抛丸器
抛丸器主要由进丸管、叶轮、叶片、分丸轮、定向套、连动盘、轴承座、主轴、电动机、护罩、防护板等主要零部件组成。分丸轮固定在主轴上与叶片一起旋转，定向套则固定在抛丸器的机体上。转动定向套，可改变钢丸的抛出方向，定向套窗口的角度大小，决定弹丸的径向散射角度，一般为60℃左右。钢丸抛射带呈橄榄状。
   叶轮轴上设置安装有单列向心滚动轴承，轴承座由防振橡胶支承，这样可减轻叶轮的不平衡而引起的振动，从而提高了轴承的使用寿命。
（8）除尘系统
除尘系统由布袋、振动布袋机构、机体、集尘斗车、回风管、除尘风
机等组成。
  1)、机体冷轧钢板制作而成，内外表面喷塑。
  2)、除尘布袋
  3)、布袋振动机构。
  4)、风机

一.抛丸机工作原理及流程
吊钩式抛丸清理机对工件表面进行清除锈层、氧化皮，强化和光整处理等。本机采用吊钩吊挂运载方式，在抛丸清理室中，工件通过吊具的带动，边旋转边接受布置在侧面上、下部的抛丸器的抛射清理，可根据工件的大小来设定一钩吊挂工件的数量，生产效率较高。
抛丸机加工处理流程：首先将工件通过吊具吊挂在吊钩上，吊钩沿轨道运行带工2件进入抛丸清理室内，吊具带动工件旋转，同时接受侧面抛丸器对工件进行的抛丸清理。抛丸器里高速旋转的叶轮将钢丸均匀地抛到工件表面，除去锈层、氧化皮。
抛射后的弹丸，经过螺旋输送机送到提升机中，通过风选分离器后，分离器将弹丸中的粉尘及微小粒杂物分离出去。干净的弹丸分别送至抛丸器中，经过抛丸器加速后抛射到工件表面上。
吊钩式抛丸机操作流程
1、吊钩在室外装好工件；
2、吊钩开入室内后，运行停止；
3、大门关闭，吊钩自转开始；
4、除尘系统开启；
5、抛丸器开启；
6、供料系统开启；
7、提升机和风选螺旋开启；
8、螺旋输送机开启；
9、清理完毕；
10、供料系统停止；
11、抛丸器停止；
12、吊钩自转停止；
13、螺旋输送机停止；
14、提升机停止；
15、大门打开，吊钩开出室外卸件；
16、除尘系统停止
二．抛丸机基本参数
主要部件的数据参数如下：
本型清理机适合于铸造、建筑、化工、电机、机床等行业的中、小型铸、锻件的表面清理或强化处理。特别适合于多品种、小批量的铸件、锻件、铝合金铸件及钢结构件进行表面清理及抛丸强化，以去掉工件表面的少量粘砂、砂芯及氧化皮；亦适合于对热处理件的表面清理及强化；尤其适合于不宜碰撞的细长、薄壁件的清理。

表2.1抛丸器主要部分参数

技术规格
清理工件最大尺寸
直径*高
Φ800*1300

吊钩
载重
800㎏
功率
1.5kw

抛丸器
抛丸量
2*250㎏/min
功率
2*15kw

提升机
提升量
32t/h
功率
2.2kw
分离器
分离区风速
4~5m/s

螺旋输送机
输送量
32t/h
功率
1.5kw
自转
转速
2.5~3
功率
0.75kw

清理工件时间
铸造件
4~10min
铆焊件
3~8min
锻造件
3~8min
弹丸
直径
Φ1~Φ2mm
首次装入量
~1000kg

风量
分离器
2000m3
清理室
4100m3
机器最大外型尺寸
长*宽*高
4910*2400*5483

三.抛丸器选择计算
图3.1 抛丸器简图

抛丸器的零件处于强烈的磨料磨损状态，且承受弹丸的反复冲击。影响抛丸器零件使用寿命的因素有零件的材质，弹丸的材质，抛丸量，丸速和丸径。零件的材质特别是叶片的材质不仅要求耐磨性好，还要求韧性好。叶轮应选用优质低碳合金材料径特殊热处理工艺加工后进行动平衡检测；轴承座主轴选用优质中碳合金钢。
1. 抛丸器的性能参数
(1) 抛丸量.抛丸率.抛丸速度。
抛丸机每分钟抛出的弹丸的质量即为抛丸量。
当抛丸器叶轮转速降低时，抛丸量将变大。当抛丸量不变时，工件表面所接收到的弹丸的数量与工件到抛丸器距离的平方成反比。清理工件中，小型工件多采用100~400kg/min抛丸量的抛丸器。根据此结论，本设计选择250kg/min的抛丸量的抛丸器。
抛丸器速度一般在60~80m/s。
径向散射角一般在55~70度之间，选定为60度。
抛丸器速度的选定：弹丸抛射速度不宜过高，否则会加深铸件表面的弹痕，使薄壁铸件变形，降低铸件表面的光洁度和尺寸精度；另一方面，由于速度与动能的平方成正比，过高的抛射速度会大大增加抛丸器的功率消耗。同一的功率，若提高抛射速度，则允许的抛丸量则会显著降低，这是因为功率只与抛丸量的一次方成正比的缘故。根据清理工件的特点和要求我们选择抛丸速度为60m/s。
综上所述，本设计中暂定采用山东开泰集团生产的Q034抛丸器。基本参数如下表：

表3.1 Q034抛丸器基本参数
型号
Q034
叶轮转速（r/min）
2600
弹丸抛射速度（m/s）
67
径向散射角
~60
轴向散射角
~8
抛丸量（㎏/min）
240~360
电机功率（kw）
11-22
定向口角度
60

2. 抛丸器数量的计算：
抛丸器的数量可以按照下式计算:
N= n1*n2=1*2=2 (3.1)
式中 N-----抛丸器的总数
n1------室体上抛丸器的排数，当室体确定后，n1就可以确定了。
n2-------每一排上抛丸器的数量。
根据上述所述所需抛丸器数量为2台。
3. 抛丸器抛丸量的计算
按照所需清理件带沙量计算的总丸量计算，
Gw=W*C*gw/η= (3.2)
式中Gw----按清理件带沙量计算的每小时清理工件的总丸量（kg/g）
W-----按重量计算的最大生产率（kg/g）
gw -----清理每千克型砂所需弹丸量（kg/h）
C-------铸件带沙量系数，当铸件带沙量为30%时，C=0.3
η------考虑工件装卸和运输时间的工作时间利用系数，η=0.5~0.85，单件小批量生产取最小值。大批量生产取最大值。取η=0.75 则：
Gw=W*C*gw/η=6000*0.3*12.5/0.75=30000(kg/h)

表3.3 型砂溃散性

工件情况
铸件轻砂
溃散性好的型砂
溃散性差的型砂
gw
gw=7.4~10
gw=10~12.5
每个抛丸器应有的平均抛丸量（kg/h）计算：

式中Gn----每个抛丸器应有的平均抛丸量（kg/h）
Gw----清理工件的总丸量（kg/h）
N------抛丸器的数量，N=2
4．抛丸器功率的近似计算
抛丸器所需电动机功率可按照下式进行近似计算：
N=4.428Q*n2*D2*C*10-8 (2.3)
式中 N----抛丸器所需的电动机功率（kw）
Q----抛丸量（kg/min）
n----抛丸机叶片旋转圆外径（m）
D----抛丸器叶片旋转圆外径（m）
C----修正系数，取为1.3-1.4。
取Q=250kg/min n=2600r/min D=0.408m C=1.35
N=4.428*250*250*2600*2600*0.408*0.408*1.35*10-8 =4.2（kw）
所以选择电动机型号为Y132S-4，转速为1440r/min
5.带传动的设计计算
目前有电机与抛丸器同轴的直连方式，优点是结构紧凑，传动效率高，但电机的质量防震和保护是一个较难解决的问题。本设计仍采用V带传动的方式。
所以综上所述：
Q034符合设计要求。
四.丸速和丸径的核算与选择
1. 丸径的核算
弹丸的末速不应小于50m/s，否则就不能把工件表面的氧化皮除去。因此要按下面的近似公式对弹丸的末速进行核算：
V=V0/e0.1022s/d (4.1)
式中：V---弹丸的末速度（m/s）;
V0---弹丸的初速度（m/s）;
e---自然对数的底，e=2.71828；
s---弹丸飞行距离（m）；
d---弹丸直径（mm）；
则由V0=76m/s ，e=2.71828 ，d=1mm
所以 丸径d=1mm（最小）
2. 丸速的计算
取s=sm，sm按式查[1]公式计算
Sm=B/2+b1+δ+D/2 (4.2)
式中：B=1915mm，b1=200mm，δ=85mm，D=1015mm
则 sm=1915/2+200+85+1015/2=1750mm
所以 V=63.5m/s
所以Q034满足速度要求
3.弹丸选择的考虑因素
（1）弹丸的粒度 弹丸的力度表示弹丸的直径，粒度大直径大。所使用的弹丸直径越大，对被清理表面的打击力就越大，每个弹丸的清理作用也越强。但工件表面弹痕深，所形成的工件表面粗糙度大，单位时间内对工件的打击次数也比较少。总的清理效果不仅要看每次打击力量的大小，而且还要看总的打击次数。理想的弹丸打击次数、理想的弹丸应该是大.中.小粒度弹丸的组合。大粒度的弹丸用来击碎坚硬的表层，小粒度的弹丸用以清理工件的表面。这样，单位重量的弹丸才具有最多打击次数和最大的打击力量，从而发挥出最大的清理效果。
（2）弹丸的硬度 弹丸硬度高.刮削作用强.清理效果好。但硬度过高的弹丸，一般容易碎裂成小碎块，这样减少弹丸的打击力。另外由于碎块快，不仅不能充分利用弹丸反弹后的第二次打击力量，而且还加快清理设备的磨损。弹丸硬度过低时，弹丸容易变形，反弹性能也不好，虽然使用寿命较长，但清理效果不好。
（3） 弹丸的材质 弹丸的材质选择要根据弹丸的硬度及本身的使用寿命，该种弹丸对清理设备零件的磨损速度.清理效率和弹丸的价格等因素进行综合考虑。铸钢丸在抛丸清理中用的最广泛，但易碎，使用铸钢丸的清理设备零件磨损快。虽然铸钢丸价格低，但综合经济指标不如钢丸。

表4.1 各种弹丸材质的使用效果对比

丸的材质
普通白口铁丸
低硫磷白口铁丸
可锻碎铁丸
脱碳可锻铸铁丸
铸钢丸
钢丝段
60~68

35~40

35~45
35~45
硬度HRC
1
2~3
4~5
20~30
30~50
40~60
寿命
喷丸
1

2

30~60
30~60
抛丸
10~15

1

1
1.5~2
叶片磨损速度
6

2.25

1
2
清理效率
1

5~8

4~5
4~5
价格

4. 室内抛丸清理设备所需要的最大有效抛射距离
由于本清理设备为吊钩式设备，室顶要承受吊钩机构及电机，工件的重量，故对室体刚度要求比较高，应采用槽钢和工字钢作为承重支架。在支撑抛丸器及电机底座的钢板下都应加型钢，以加强局部刚度。
室体必须严密封闭。一则防止清理或清沙过程中产生大量的灰尘逸散。二则防止弹丸飞出伤人。为此，一般在金属室体内壁，还悬挂着一层橡胶护板。橡胶护板可以延长金属室体寿命和降低噪音。
图3.2 清理室简图

Sm=B/2+b1+δ+D/2 （4.3）
式中 B-----室体宽度（m）；
b1-----抛丸器中心与室壁的距离（m）；
δ-----室壁厚度（m）；
D-----工件最大旋转圆直径或最大宽度（m）
B=1.8m b1=0.005m δ=0.14 D=0.8m
所以Sm=B/2+b1+δ+D/2=1.8/2+0.005+0.14+0.8/2=1.445(m)
5. 征集循环量的计算过程
整机循环量用以确定丸料循环系统中，每个寄送设备的运输量。可按下式计算
Gm=0.06j∑nia （4.4）
式中 Gm----整机循环量（t/h）；
j-----清理类型系数，用以清理铁锈或氧化皮时，j=1.1，用以清理带沙铸件时，j=1.35；
ni----用于抛丸清理时为第i种规格抛丸器的数量，用于抛丸清理时为喷枪数量；
a-----抛丸器的规格数量。
五．储料斗容积的计算
为使丸料循环系统能连续不断地供丸，在系统中需要备有足够容积的储丸斗，以满足再循环过程中，丸料循环系统各个环节所必需的设备带丸量，以及应付诸如工件带丸.台车存丸等额外丸量的需要。为此，储丸斗容积应该满足下式：
V=t*n*g/γ (5.1)
式中 V---------储丸斗有效容积；
t---------当丸料循环系统停止工作时，要求抛丸器或喷枪的最大喷丸量；
n---------抛丸器个数；
g---------每个抛丸器的最大抛丸量；
γ--------弹丸容量
t=240kg n=2 g=250kg γ=1000kg
所以 V=t*n*g/γ=240*250*2/1000=120kg

六．螺旋输送机
图6.1 螺旋输送简图
螺旋输送器的特点:
（1） 运输粉料.颗粒状和小块状的物料，它不适合运输易结块的物料。
（2） 使用环境温度在20~50℃之间，物料温度小于200℃，输送长度一般小于40米。
（3） 其结构简单，横截面积小，密封性好，可以多点装料和卸料，操作安全方便，制造成本低等优点。但机磨损严重，输送量较低，消耗功率大及物料在运输过程中易被磨损。
1. 螺旋输送机直径的计算
D≧k2*（Q/p*c*q）-25 (6.1)
式中 ：Q-----输送能力
k2----物料性能参数
q-----填充系数
c-----倾角系数
p-----输送物料的堆积密度
即D≧0.24 m
取螺旋输送机的直径为0.25m
2. 螺旋输送器节距
P=0.8D=0.8*0.089=0.2m
式中：D-----螺旋直径
3. 螺旋转速n
为避免出现物料被螺旋叶片掀起，而无法运送的现象，螺旋转速要小于极限转速nj
n≦nj=k/D-2 (6.2)
式中：k-----物料特性系数
则n≦30/250-2=52.4r/min
取螺旋转速n=45r/min
4. 螺旋面型的比较与选择：
（1） 实体面型：用于输送干燥的，粘度较小的粉状和粒状得物料。
（2） 带型：用于输送块状或粘度中等的物料。
（3） 叶片型：输送粘度较大的物料，其应用较少。

表6.1 螺旋形状应用举例

被输送物料的特性

螺旋形式

推荐的充填系数

许用的螺旋转数
无磋磨性的.半磋磨性的（煤粉.面粉.石灰.石墨等）
实体的
0.45~0.3
50~120
磋磨性的（干的灰.水泥.石膏粉.白粉等）
实体的
0.35~0.25
50~120
上质的或粒状的.无磋磨性的.半磋磨性的（谷物.锯末.泥煤等）
实体的
0.4~0.3
50~120
同上.磋磨性的（砂.型砂.粒度的渣等）
实体的
0.3~0.25
50~100
小块的（a≦60mm），无磋磨性的，半磋磨性的（栗碳.石灰块等）
实体的或叶片式的
0.40~0.25

50~100
小块的（a≦60mm）.磋磨性的（石子.沙石.干的渣等）
实体的或带式的
0.30~0.25
50~100
中块的（a≧60mm）.无磋磨性的.半磋磨性的（块煤.块状石灰等）
实体的或带式的
0.40~0.25
50~100
中块的（a≧60mm）.磋磨性的（干的粘土.硫磺.矿石等）
实体的.带式的或齿形的
0.3~0.25
40~80
有粘性的（湿的白糖等）
带式的.叶片式的或齿形的
0.4~0.20
20~60
面团状的(面粉团等)
带式的.叶片式的或齿形的
0.40~0.20
20~60
易变质的与烧余物（生的粘土.沥青状的物料）
带式的.叶片式的或齿形的
0.40~0.20
20~60
絮状的及纤维状的（泥碳的下脚料.化工品等）
带式的

0.30~0.25
20~60
根据表格和设计要求选择实体面型。

七．斗式提升机组成特点
斗式提升机用于竖直或大倾角线路上输送散状物料，它是一种被广泛采用的垂直输送设备。
斗式提升机优点是：同其它设备相比，在垂直输送物料方面占地面积小；相同提升高度是，输送路线短；系统布局紧凑；在封闭罩壳工作，有较好的密闭性能，避免了对环境的污染。
缺点为输送物料种类受限制，对过载比较敏感，且要求均匀给料。
为保证斗式提升机正常工作，必须注意正确选择料斗的形状和尺寸、运动速度、滚筒或链轮的尺寸及适合物料物理性质和输送机的工作条件的机首和底座尺寸等条件。

图7.1 斗式提升机简图

1.斗式提升机的主要部件
斗式提升机的主要部件为：料斗、牵引构件、机首、底座和中间罩壳等。
2.斗式提升机的计算
生产率的计算
对于斗式提升机的计算生产率Q（t/h）按下式确定
（7.1）
式中 V0——料斗容积（L）；
a——料斗间距（m）；
v——提升速度（m/s）；
ρ——物料的堆积密度（Kg/m3）；
φ——料斗的充填系数；
g——重力加速度，g=9.8m/s2。
V=1.41m/sρ=1.5t/ m3φ=0.8
Q=35t/min
但是在实际生产中，由于供料的不均匀，为避免过载现象发生，此时取平均的实际生产率（t/h），即

式中 K——供料不均匀系数，取K=1.2~1.6。
所以Qv=32t/h
料斗充填系数的准确选取对生产的计算很是重要。在实际生产中，最大充填系数一般去φ=0.8~0.85。表1和表2分别列出在输送不同块度和不同性质物料时，斗式提升机的充填系数φ值。

表7.1 输送各种物料时个斗式提升机和料斗形式以及充填系数φ

物料特性
典型物料举例
斗式提升机形式
料斗形式
充填系数φ
粉状料
煤粉
混合式卸载的低速输送机
深圆斗
0.85
水泥、白灰
离心式卸载的高速输送机
0.75
小颗粒或小块状
磨磋性小
木屑、干土块、硬煤
0.7~0.8
磨磋性强
矿石、熔渣
重力式卸载的低速输送机
三角斗
0.7~0.85
干砂、干土
离心式卸载的高速输送机
深圆斗
0.7~0.8
中等块及大块
磨磋性小
泥灰块
0.5~0.7
磨磋性强
碎石、矿石、熔渣
重力式卸载的低速输送机
三角斗
0.6~0.8
脆性块料
木炭
0.6
湿的、流动性不好的粒料
型砂、旧砂、潮湿土
离心式卸载的高速输送机
浅圆斗
0.4~0.6

表7.2 输送不同物料块度时的充填系数φ值
物料块度
充填系数φ
粉末状物料
0.75~.95
块度在20mm以下的粒状物料
0.7~0.9
块度在20~50mm的小块物料
0.6~0.8
块度在50~100mm的中块物料
0.5~0.7
块度大于100mm的大块物料
0.4~0.6
潮湿的粉末状和粒状物料
0.4~0.6
当物料中不能均匀供料式时，料斗的充填系数要比均匀供料的情况降低10%~15%。
在生产率给定的情况下，按生产率计算式求出所需求的料斗容积（L）
(7.2)
式中，料斗间距a是给定的。主要考虑在装料时，不因料斗布置过密影响装料；卸料时，不因物料在途中碰到前面的料斗而落入卸料口。取值一般为
对浅料斗和深料斗 a=（2~3.5）h
对有导向边料斗 a=（5~10）h
式中 h——料斗高度。
V0=1.24(L)
在确定料斗间距a后，可由所需的料斗容积V0查得料斗宽度及其他外形尺寸。
3.驱动功率计算
垂直式输送机所需的驱动轴功率（KW）为
(7.3)
式中 F0——驱动滚筒轴上的圆周力（N）；
v——提升速度（m/s）；
η——传动系统功率。
驱动轴上的圆周力F0是用于克服一系列运动阻力的，其中主要包括：提升物料的阻力，运行各部分的摩擦阻力及料斗掏取物料的阻力等。
由于精确计算圆周力F0很是繁琐，一般采用近似经验计算公式
（7.4）
式中 P0——驱动轴上所需的功率（kW）；
Q——斗式提升机生产率（t/h）；
H——提升高度（m）；
v——提升速度（m/s）。
故有所需驱动电机功率为

式中η——传动效率；
K′——与输送高度有关的功率储备系数，
H<10mm时，取K′=1.45
10m<H<20m时，取 K′=1.25,
H>20m时，取 K′=1.15
经计算的P0=2.2kw
对于高速斗式提升机，还要考虑空气阻力的影响，在计算功率时，一般要加大5%.

表7.3斗式提升机不同形式时的系数K1、K2值

输送机生产率Qi(t/h)
斗式提升机形式
带式
单链式
双链式
料 斗 形 式
深斗及浅斗
有导向边的料斗
深斗及浅斗
有导向边的料斗
深斗及浅斗
有导向边的料斗
系 数K2
<10
10~25
25~50
50~100
>100
0.6
0.5
0.45
0.40
0.35
—
—
0.60
0.55
0.50
1.1
0.8
0.6
0.5

1.10
0.85
0.70
—
—
1.2
1.0
0.8
0.6
—
—

1.10
0.90
系数K1
1.60
1.10
1.3
0.80
1.3
0.80

八.丸砂分离器的设计
图8.1 分离器简图

丸砂分离器方案比较
丸砂分离器是用来将丸料中混杂的异物全部除去的装置，其装备主要有：筛类净化装置和风力分选装置及磁力分选装置三种。
(1)筛类分选装置：利用弹丸与杂物的颗粒不同，通过筛孔将其分离。主要清除大中型的异物，由于这些杂物的存在，不仅会使精选效率降低，而且可能卡死或堵塞精选分离装置，以致不能运转，其分离效果差。
（2）风力分离装置：利用颗粒的大小及密度不同，在空气中需要不同的悬浮速度而将弹丸和杂物分离，其主要用于铸件落砂后的表面清理。
风力分选装置主要有：容积是分离器分离器.普通分离器.帘幕式分离器.钟罩式分离器。
容积式分离器：其分离力量5-40t/h,不适用于含沙量大的场合。
普通分离器：结构简单，可以直接连接在斗式提升机上，安装位置比较紧凑；但是，由于斜挡板处丸流宽度有限，当丸流量大或含沙量大时，其分离效果就差，适用于小型设备或含砂量较少的场合。
钟罩式分离器：主要将丸料中的氧化皮.铁锈及砂等分离出去，对含砂量较大的丸料，其分离效果还是比较差的。
帘幕式分离器：主要用于含砂量较大的丸料净化，其分离能力达到丸中含砂量小于1%，最大分离量达300t/h,风速一般4-5m/s。
（4）磁力分离器：用于含砂量较大的场合，其结构复杂，庞大，制造成本高，一般用于铸件未经落砂直接整型清理工件。
综上所述：帘幕式分离器在结构和功率上适合设计要求。

吊钩：2个电动葫芦型号CDI。
自转速度 4r/min、电机功率1.5kw
运行速度20m/min 、电机功率0.2kw
升降速度8m/min、电机功率1.5kw

结 论
在这次毕业设计中，通过借鉴已有产品和资料，执行部件基本能够满足所需要的运动形式.运动规律.功能范围等方面的要求，结构简单。本设计中参考了已有产品的结构和部分数据。设计过程先从抛丸器开始，然后是弹丸的选择，储料斗的数据参数，然后是斗式提升机，螺旋输送机的选择。最后是清理室的校核与选择。抛丸器在我国利用范围还不是很广，制造技术与国外相比还比较落后。比如抛丸器叶片的耐磨度.噪声率.使用寿命等。希望能够通过本次设计大体了解抛丸器知识，为将来能够进入抛丸器制造领域打好一定的基础。

参 考 文 献
[1] 商景泰.通风机实用技术手册[M].北京：机械工业出版社，2004.12
[2] 胡家秀.机械零件设计使用手册[M].北京：机械工业出版社，1999
[3] 陈秀宁.机械优化设计[M].浙江：浙江大学出版社.1991
[4] 逄宗刚 ，李庆武，徐在中. HQ378抛丸清理机制的研制[J]. 中国铸造装备与技术，2003，4
[5] 于海涛.论铸件的落沙与表面清理[J].一重技术，2009，6
[6] 董宪斌.浅谈铸件清理设备的选择与发展趋势[J].黑龙江科技信息，2009，5
[7] 谢小海. 提高抛丸机的寿命[J]. 铁道机车车辆工人 ，1997，2
[8] 徐金鸿. 抛丸机中抛丸器的优化设计[J]. 铸造设备研究 ，2007，3
[9] 谢和平. 基于CFD的水平移动式抛丸机回收系统的优化研究[J]. 吉林大学.2010，6（1）
[10] 王莉，吴贤波. QLX-1525A全自动抛丸机设计[J].2004，03
[11] 安志平，张梅. 抛丸机夹持装置的改进[J].2011，1（25）
[12] 何学铭. 双行程悬挂抛丸机修改设计[J]. 中国铸机 .1988，2
[13] 型芯落砂抛丸机[J]. 铸造机械.1972，06
[14] 常会民，陆江海，范金刚. 提高抛丸机生产效率[J].2010，12（15）
[15] 徐金鸿. 抛丸机中抛丸器的优化设计再议[J]. 铸造设备与工艺.2010，4
[16] RudigerKrause. V+S Shot Blasting Machines-Reduce your costs for cleaning of castings and surface treatment[J]. 第四届中国（国际）铸造厂长（经理）会议论文集.2000，5（1）
[17] UNNO, TsutomuANDO，Yoshinobu. SHOT-BLASTING MACHINE[J].2007，7（12）

1. 基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究
2. 基于单片机的嵌入式Web服务器的研究
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