滚筒式抛丸清理机的设计

摘要：滚筒式抛丸清理机的工作原理是利用高速回转的叶轮将弹丸抛向滚筒内的铸件，以清除锻件表面的残余型砂或氧化铁皮。该设计对清理机的发展前景进行了预测和分析，证明了设计的可行性。其次，对清理机进行了总体方案的论证和选择。然后对清理机的传动部件进行了具体的论证，利用链减速传动和摩擦轮传动带动滚筒和提升斗的回转，从而实现了弹丸的循环使用。该设计主要针对小批量零件的清理工作，具有较好的使用价值和经济效益。

关键词：清理机；抛丸；链传动 一、前言

目前我国许多以铸件、锻件为主业的中小型企业清理铸件表面的残余型砂或氧化铁皮的方式仍是人工清理，这一方面增加了工人的劳动量，另一方面还存在清理成本较高、效率低下的缺点。本次设计就是基于这种现状，为了解决中小型车间铸件残余型砂或氧化铁皮清理困难的问题而设计的一台铸件表面清理设备。滚筒式抛丸清理机是将弹丸送至高速旋转的叶轮轮盘上，在离心力的作用下，使高速抛出的弹丸撞击零件表面来达到光饰零件表面的目的。抛丸清理机作业时不会产生含硅粉末，对环境污染小。而且加工过的零件表面会出现压应力，强度进一步增强。不论哪个行业，只要锻铸的零件不怕碰撞、划伤，且质量低于15千克，均可使用该产品。对于中小型铸锻车间而言，是清砂、除锈、去氧化皮和表面强化的理想设备。

机械化和自动化设备的应用不仅能将工人从繁重体力劳动中出来，代替工人在一些恶劣的工作环境下作业，还能提高生产效率和产品质量。此外，自动化设备准确性高、具有可控的生产能力，可以提高产品稳定性，实现单品种、大批量加工，加快产品的生产速度。在“中国制造2025”的背景之下，作为先进制造业中不可替代的重要装备和手段，工业机械化的普及不仅能改善工人工作环境，还能大幅度节约人工成本，已成为企业理想的选择。

清理机凭借叶轮飞快地转动把弹丸抛出抛丸器，碰撞滚筒内持续转动铸锻件，从而将其表面杂质除掉。主要由滚筒、传动机构、弹丸循环级分离装置、提升斗、减速电机等组成。具有工作效率高，清理工件干净、均匀，设备维护简单等特点，解决了小批量零清理工作的机械化问题。适合中、小型铸锻车间清理小件使用，有较高的经济效益。

二、方案论证

利用一级链传动减速带动滚筒和提升斗的回转。干式旋风除尘器可以分离粉尘。滚筒护板、螺旋提升斗、分离筛组等共同构成了弹丸循环装置。弹丸经过叶轮的抛掷对工件进行撞击后，自护板孔洞处向护板和壳体彼此间隙流入，再凭借螺旋作用流入旋转提升斗。提升到上部后，经过分离筛去毛刺、型砂、颗粒等，通过导入管将完整的射弹送入抛丸器。

为了借助叶轮飞快旋转向滚筒抛射弹丸使其不间断的对工件进行翻转，从而清除工件上的氧化皮或残留型砂。需满足的要求如下：

（1）对于电器及机械知识综合运用； （2）设计滚筒传动机构； （3）弹丸循环及分离装置设计； （4）除尘装置的选择。

该设计其除尘装置是单独的，所以设备安装的地点受车间通风状况的影响较小，作业环境良好，而且操作简便。本设计可以实现小批量零件的清理，具有比较可观的经济效益和实用价值。

三、总体设计

首先需要明确参数，整体布局设计和传动设计的依据以及产品能否满足设计的使用要求都要靠这些参数来确定。因此，参数的拟定是机床设计中的重要部分。主参数和基本参数一起构成了机床的参数。主参数直接反映机床的加工能力、特

性，决定和影响其他基本参数的数值。如抛丸机的滚筒内径等。而尺寸参数、运动参数和动力参数则成为基本参数。

抛丸机的主要技术参数如下： 滚筒尺寸（直径×

长） 1000×800mm

叶轮直

径 420mm

机动性能： 滚筒转

速 15r/min

叶轮转

速 2300r/min

抛丸抛射速

度 /min

抛丸

量 100kg/min

吸风

量 800m/h

动力外形：

60m 主电机功

率 5KW

主电机转

速 750r/min

清理工件长

度 4～400mm

最大工件单

重 15Kg

滚筒最大承载重

量 300kg

机床外形尺寸（长×宽×

高） 2087mm×2165mm×1860mm

1.底座 2.皮带轮护板 3.抛丸器电动机 4抛丸器 5.除尘器 6.漏斗

7. 除尘器电动机 8.挡板 9.滚筒 10.滚筒盖 11.配电柜 12.滚轮 13. 抛丸机

图1 抛丸器外观图

抛丸器在滚筒抛丸机中是关键的执行部件，如图1所示，其性能对于抛丸机工作效果有着直接影响，不仅如此，在抛丸机架构中，集尘装置与传动系统亦比较重要。这一抛丸机在运转中滚筒借助速度的力量旋转，其中放置有工件，叶轮凭借飞快转动抛出使弹丸使其撞击零件表面，凭借该手段既能对工件表面进行清理，同时对其有强化的作用，滚筒转动可将零件翻转，提高除尘效率。综合考虑有3种布局方式。

方案一 抛丸器的传动方式为：电动机通过带传动传动叶轮主轴来带动叶轮高速旋转，可用于两轴中心距离较大的传动；集尘器选用旋风除尘器；滚筒传动方式为：电动机经由链轮带动托轮，接着利用摩擦轮为滚筒来提供动力。

方案二 在此方案中抛丸器采用如下传动方式：电动机凭借齿轮传动将叶轮主轴加以传动使其飞快转动；集尘器选用电除尘器；滚筒传动方式为：电动机经由皮带轮传动带动托轮，再以齿轮传动传动滚筒。

方案三 该方案抛丸器的传动方式为：电动机经链传动传动叶轮主轴使叶轮高速旋转；集尘器选用旋风除尘器；滚筒传动方式为：电动机经齿轮传动带动托轮，再以齿轮传动传动滚筒 。

方案一传动方式简单，可靠性高，布局合理，设备的使用寿命可以得到保障，而且制造成本低。方案二、方案三传动效率较低，加工成本较高。综合考虑抛丸机使用方便和使用场所以及成本问题，该设计采用方案一。

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作者简介：王宁，男，汉族，2000年5月，学士，研究方向：机械设计。 依托2023届毕业设计项目 1