发电机组汽轮机叶片表面抛丸清理工艺与设备设计.docx

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发电机组汽轮机叶片表面抛丸清理工艺与设备设计

1前言

1.1汽轮机叶片抛丸的背景和意义

电力工业是现代化国家的基础工业之一，它的发展直接影响国民经济发展。

目前，汽轮发电机组为人类提供了75%左右的能源，所以汽轮机安全可靠性和高效率持久运行至关重要。

而汽轮机的心脏叶片，直接关系到整个汽轮机和电厂的安全。

叶片是几何形状复杂的多曲面高精度的部件，在高温、高压的工作环境中受到高速旋转的离心力、高压蒸汽的弯曲力以及稳定状态和瞬变的热应力作用。

美国电厂汽轮机强迫停运率的70%与叶片的损害有关，叶片事故引起的损失常占全部损失的的一半。

因此，提高汽轮机叶片（图1.1）安全性对于满足不断增长的电力需求，适应国民经济的发展不容忽视。

课题设计了专用机器人抛丸机对汽轮机叶片进行抛丸清理和强化，实现表面压应力的提高，从而提高使用寿命。

图1.1等截面直叶片

目前，汽轮机叶片生产方式主要以半精锻或精锻。

叶片锻件的表面质量、内部组织、线性分布都要求十分严格，尤其作为汽轮机叶片的工作部分叶身，一般为自由空

间曲面，根据空气力学原理设计，表面光洁程度流畅，力学性能要求高。

这需要最佳的锻造工艺（图1.2），如加热保护、抛丸工艺、温度控制等，工艺必须严格、合理。

坯料在预锻前，应采用干喷丸/抛丸清除表面氧化皮及明显的缺陷。

精锻后需要粗抛丸进行表面清理。

检查后进行抛丸强化，在表面产生一定的压应力，形成细化晶粒组织，改善坯料的表面疲劳强度，为合格的汽轮机叶片锻件进行下一步的抛光，精铣提高保证。

图1.2叶片的精锻流程图

为此，基于汽轮机叶片抛丸工艺的重要性，本文设计了机器人夹持汽轮机叶片进行自动抛丸清理和强化的抛丸机。

1.2国内外抛喷丸技术的发展

1.2.1国内抛喷丸等表面处理工艺发展

在国内，普遍运用以下进行表面处理：

喷砂/丸处理表面，采用压缩空气为动力，以形成高速喷射束击打进行表面磨削和抛光，喷砂/丸速度40—55m/s，喷丸量45—60kg/min,喷砂量30kg/min。

一般人工进行操控，劳动强度大，精度质量一致性差，噪音大，加工效率低，磨料及粉尘对人体有损害，同时喷嘴易损坏，无法实现机械化和自动化加工。

主要针对于单件小批量表面复杂的小型工件和工件内腔。

化学进行表面处理，运用酸性或碱性溶液与工件表面的氧化物及油污发生化学反应，使其溶解在酸性或碱性的溶液中，以达到除去叶片表面的氧化物和油污目的。

化学反应适应于叶片薄型件的处理，但时间控制不当，易出现过腐现象，同时成本高，处理后化学排放工作难度大，若处理不当，易对环境造成严重污染，在国外已经被禁止使用。

抛丸进行表面处理，抛丸器运用离心力将钢丸加速到一定速度，离心轮叶片直径一般为300—400mm，转数为1500—3000r/min，将高速钢丸流（50—60m/s）抛射至工件进行表面清理，以除去工件表面的粘砂、氧化皮和小的飞边毛刺，得到一定的粗糙度，通过伺服电机提高抛丸速度（80—100m/s）进行抛打，使汽轮机叶片形成压应力及产生形变强化和细晶强化进而改变表面机械性能提高工件使用寿命。

抛丸灵活性差，在复杂的工件表面易产生清理不到的死角。

目前，由于抛丸器的改进，抛丸量不断增加（大于200kg/min，甚至达到500-1200kg/min），抛射速度也提高到100米/秒左右。

抛丸进行表面处理对工件打击力大，表面清理和强化效果明显，抛丸量大，效率高，针对大型铸件和汽轮机叶片的工件均适用。

1.2.2国外抛丸技术的发展

在国外，美国潘伯（pangborn）公司在上世纪70年代在第五届国际铸造博览会上就展示了PK型曲线叶片抛丸器，同时美国pangborn公司早在80年代后期开发研制的曲线叶片抛丸器，其钢丸对叶片的压应力小，磨损少，提高了叶片的使用寿命，抛丸量已经增到280kg/min-390kg/min。

目前中国大部分采用传统的Q305直线叶片抛丸器140kg/min。

随着机器人抛丸技术的成熟,成立于1908年的全球表面处理专家的维尔北莱特集团设计的抛丸器，抛丸效率比同类品牌高出10%—15%，备件寿命延长至少25%。

国内和德国的一台抛丸器寿命相差1—2年。

1.3抛丸机的介绍和发展

随着制造装备的发展，抛丸机由最初的滚筒式，发展到履带式、转台式、吊链式、辊道通过式等类型。

目前，水平移动式抛丸机作为一种新兴的表面清理工艺，已经从零件表面的处理拓展到了公路养护、船体除锈、机场跑道除胶等各个领域。

同时，机器人抛丸机清理系统在针对发动机缸体、缸盖、大型曲轴等得到了大量的运用。

机器人抛丸机（图1.3）由美国（pangborn）潘邦公司推出，特别适用于灰铁或铸铝发动机缸体、缸盖的表面抛丸清理，且能达到很好的表面清理效果。

标准设备的产

图1.3机器人抛丸机

量可达200件/小时，多工位的设备产量可达450件/小时。

该机器人式抛丸机带有一特殊系统，能在一个或两个轴向上旋转工件，并将清理后残留在工件内腔里的丸料去除。

德国罗斯勒设计的机器人抛丸机用于五缸发动机汽缸盖和四缸发动机缸体的全自动抛丸加工处理线得到了汽车行业的广泛运用。

同时在九十年代初美国潘伯公司推出了抛丸器和喷丸器想结合的抛喷丸清理机，不仅发挥了抛丸法生产效率高和而且有效运用了喷玩法灵活性强的优点。

随着社会科技的发展和对抛丸清理强化的要求，本课题根据汽轮机叶片的处理工艺。

设计了机器人抛丸机对锻造的叶片实现了全自动化的清理和强化。

不仅对汽轮机叶片的加工有直接的推动作用，并对汽轮机叶片的生产有示范作用。

推动了我国能源事业的发展，为我国的电力事业提供保障。

同时迎合我国十二.五计划的方针，大力推进绿色能源的发展，走可持续发展道路。

1.3本课题设计内容和方案

1.3.1本课题设计内容

本文针对汽轮机叶片表面强化清理工艺，对抛丸机和汽轮机叶片进行大量研究，通过对目前广泛应用的对金属表面的清理、强化、硬化技术的分析、比较，确定了系统总体结构。

设计专用汽轮机叶片抛丸机（图1.4）和机器人柔性夹持叶片系统（图1.5）。

抛丸机由抛丸器、抛丸室、丸料的收集、分离和运输系统和除尘系统组成。

最终实现对批量锻造生产的汽轮机叶片进行高效全方位的抛丸处理。

抛丸器：

设计抛丸器，让一定粒度的弹丸流入进丸管时（能控制弹丸的流量）便被加速带入高速回转的分丸轮中，在离心作用下，进入定向套，经过定向套窗口抛出，

图1.4汽轮机叶片抛丸机

1.斗式提升机2.螺旋输送器3.抛丸室4.抛丸器5.储备室

6.分离室7.滚筒筛8.除尘系统9.排尘囱10.风机

由高速回转的叶片拾起，并延着叶片长度方向进行不断的加速运动直到抛出。

抛丸器的定位方面综合考虑抛丸强化工艺参数包括丸料的运动速度、流量，喷射角度、喷射时间以及喷嘴到叶片表面的距离，通过反复实验来控制和检验，抛丸的强度和表面覆盖率。

最终达到期望的满覆盖率抛丸让叶片产生强烈的塑性变形。

让叶片表面产生一定厚度的晶粒细化层，并产生残余压缩应力，明显提高叶片的疲劳强度。

丸料的收集、分离和运输系统：

本系统包括分离器、斗式提升机、纵横向螺旋输送器、丸料补充装置、输丸机构等单元部件。

喷落的丸料通过V字型接触面滑落到达螺旋输送器，目的是将丸料输送到提升机底部料口内。

经斗式提升机定量定速地到达风选分离器中，运用丸料的重力和惯性实现分离，分离后储备待用于循环抛丸，最终实现丸料的循环。

除尘系统：

选择采用滤筒式除尘器或布袋式除尘器选用滤筒式除尘，除尘率达到99.5%以上。

机器人夹持叶片系统：

根据生产线的技术要求，确定机器人的工位，机器人将实

图1.5机器人

现对汽轮机叶片在工位的夹持。

灵活快捷地将叶片移动到抛丸室。

同时机器人夹持系统将完成对叶片抛丸过程中的间歇式旋转运动，最后实现对叶片的卸载。

针对夹持汽轮机叶片的实际情况，进行机械人的工作空间分析和选型。

1.3.2本课题设计的方案

本课题的设计希望对精锻的汽轮机叶片进行智能的抛丸，实现汽轮机叶片锻造工艺中的清理和强化。

金属材料大部分是晶体材料，其组织性能和力学的性能不稳定。

同时疲劳的裂纹萌生主要是晶体的滑移。

设计思路可以通过渗碳、氮碳共渗、热处理、及抛丸等表面强化工艺增加工件的抗疲劳强度。

主要原理是为了让金属内部的晶体强化、或让晶体错位达到强化。

首先，抛丸强化技术是一种有效的金属表面清理和强化工艺，通过高速抛射钢丸（60米/秒）于零件的表面，钢丸对零件表面的冲击和切削作用，除去工件表面的粘砂、氧化皮和小的飞边毛刺，使工件表面获得一定的清洁度和良好的粗造度。

提高抛丸速度（80米/秒）使工件表面的外表面的外表和形状发生变化产生一定压应力，形成晶粒细化组织，使工件的机械性能改变，微观上零件表面形成残余压应力和疲劳载荷的叠加是零件疲劳极限提高的主要原因。

同时抛丸设备效率高、污染小、抛丸量大、作用力大等显著特点，所以抛丸在零件的工艺加工领域，得到日益深入的发展和应用。

在表面强化工艺手段选择方面有喷丸、喷砂、抛丸。

对于喷砂与抛丸来讲，其中喷砂使用高压风或压缩空气作动力，而抛丸一般为高速旋转的飞轮将钢砂高速抛射出去，效率高，作用面积大，作用力大；而喷砂比较灵活，效率低，处理表面精细，容易控制精度，适用于形状复杂的小型工件。

抛丸比较经济实用，容易控制效率和成本，可以控制丸料的粒度和速度来控制抛射效果,抛丸机叶片的寿命不长，综合考虑对于汽轮机叶片这类曲面高精度批量的部件，先放弃了使用喷砂对叶片进行表面强化。

而对于喷砂和喷丸来讲，喷丸与喷砂都是使用高压风或压缩空气作动力,将其高速的吹出去冲击工件表面达到清理效果,只是介质不同,造成效果不同。

虽设备结构较简单，整机投资少，维修费用低；但目前清理效率低，操作人员多，劳动强度大，喷嘴易损坏，所以放弃选用。

本课题选用机器人夹持装置，主要针对目前机叶片人工喷丸/砂，效率低，对操作人员容易造成身体危害等因素。

而且长时间的抛丸会造成的表面粗造度的增加，引起应力的集中，造成疲劳极限的降低。

机器人的夹持和卸载良好的控制了抛丸的时间。

课题的设计方案有效提高生产效率，只要调度得当，机器人不需要中间休息；有效的改变产品加工质量，机器人的运动和重复定位精度高，工作稳定性高，使同一批次的产品互换性高。

对于汽轮机这种进行旋转运动易产生叶片震荡现象的机械更是相当重要，因此对叶片的精确处理更应得到重视。

同时机器人夹持叶片进行抛丸改善了劳动环境，不需要人来从事工作环境差，工作步骤单调而重复的工作。

本课题针对汽轮机在电力工业中的重要性，对汽轮机叶片这一核心部件表面处理进行了优化，希望在提高叶片抛丸处理效率的同时提高叶片抛丸的稳定性、精确性。

更深一步的提高叶片的使用的寿命和互换性。

2汽轮机叶片清理工艺

汽轮机叶片大部分由锻造成型，工艺要求严谨。

加工的各个环节中，往往沾污上加工过程中的油污，如切削液、润滑油、淬火液、抛光膏、标记油漆等，还有存放过程中产生的锈蚀和氧化皮，加工中形成的氧化膜或毛刺等。

如果不对这些表面污染物加以处理就进行后期的涂层处理（如真空涂TiN）、镀层处理（如镀Cr，Ni）、离子注入形成表面合金层、物理气相沉积等表面处理，则会造成表面的脱层，龟裂，断层等现象。

所以在毛胚锻造前后我们必须对叶片进行合理的清理工艺。

2.1化学清理

化学清理表面，运用酸性或碱性溶液与工件表面的氧化物及油污发生化学反应，使其溶解在酸性或碱性的溶液中，以达到除去叶片表面的氧化物和油污目的。

但处理后微观上检查，工件的表面仍有微量的油脂膜层和极薄的自然氧化膜、碳化物膜等，这些微量膜都会影响保护层在工件上的附着力。

生产实践中，钢板经化学处理后进行涂层，寿命只有2-3年，而喷丸处理后进行涂层寿命却可以达到10年左右。

另外，电化学清理或电解抛光是通过在合适的电解液中通直流电，达到清理不锈钢表面的目的。

电化学工艺与酸洗不同，酸洗会使表面粗糙，电化学工艺会将凹凸不平的表面“抛光”，并消除许多种表面缺陷。

汽轮机叶片薄而细，时间控制不当，易出现过腐现象。

更重要是化学处理造成环境污染，不迎合未来加工工艺的发展。

2.2喷砂/丸清理

传统喷砂/丸设备（图2.1）主要是利用压缩空气驱动磨料，形成高速喷射

图2.1喷砂设备

束击打进行表面清理、磨削和抛光。

喷砂/丸按磨料的运动方式，分吸入式、重力式和直接加压式三种类型。

气动喷砂/丸机灵活高，工作室内喷嘴数目和安装位置可以根据零件的形状和尺寸任意的调整。

但消耗功率大，生产效率低，喷砂/丸速度40—55m/s，喷丸量45—60kg/min,喷砂量30kg/min。

同时部分丸粒破碎产生大量的粉尘，使操作环境恶劣，除此设备的占用空间大，不宜放在生产线上。

目前，激光喷丸利用激光诱导离子产生强烈的撞击并不能达到表面清理的目的，但效率比传统的喷丸技术还低，设备成本也贵；高压水射流喷丸则是携带巨大能量的高压水射流以某种特定的方式高速抛打到金属工件上，使工件在表层在再结晶的状态下产生塑形变形，呈现理想的组织结构；超声高能喷丸技术则是将电震荡技术转化成高频的机械振动，同时进行喷丸的处理。

2.3抛丸清理

抛丸进行表面清理，抛丸器运用离心力将钢丸加速到一定速度，离心轮叶片直径一般为300—400mm，转数为1500—3000r/min，将高速钢丸流（50—60m/s）抛射至工件进行表面清理，以除去工件表面的粘砂、氧化皮和小的飞边毛刺，得到一定的粗糙度。

同时通过伺服电机提高抛丸速度（80—100m/s）进行抛打，使汽轮机叶片形成压应力及产生形变强化和细晶强化进而改变表面机械性能。

通常离心轮在工作室的位置是固定的，靠零件的运动来对规定的表面进行清理。

抛丸机消耗功率低，生产效率高，抛丸清理和强化质量稳定。

有调查显示，通过抛丸强化，能使传动齿轮的寿命延长1500%，弹簧的抗疲劳强度寿命延长600%，曲轴的抗疲劳强度延长900%。

当然相较于抛丸清理，喷丸强化的工艺参数监控更为严苛，就曲轴强化应用，需要监控的参数包括：

喷丸强度、喷丸速度、丸粒直径、喷丸的距离、覆盖率和强化的时间。

这些参数中任意一个的变化，都会不同程度地影响曲轴表面强化的效果。

所以此设计的机器人抛丸机也是为了更好的控制参数。

3抛丸器的结构及原理

3.1抛丸器的结构及其主要零件

3.1.1抛丸器的结构简述

抛丸机的抛丸器（图3.1）主要由几个重要部分组成：

分丸轮，定向套，叶片，叶轮。

分丸轮的前部与进丸管相连，进丸管的任务向分丸轮喂丸，周围的衬板由耐磨的高铬铸铁制成，有效防止高速运动弹丸冲击和磨损外壳，同时降低一定的噪音，使结构更紧凑。

图3.1抛丸器

3.1.2叶片与叶轮的模型

叶片的结构如图3.2，大部分由高铬铸铁铸造成型，也有用特殊硬质锰钢的。

叶片由形状分（左）前曲叶片，（中）直叶片和（右）后曲叶片。

所有叶片都采用带燕尾键的底座来固定。

图3.2抛丸器叶片

叶片是曲线形，和直线形比较其优点：

●曲线叶片抛出的弹丸速度快。

如图3.3所示,比较离心力Va、Vb与切向力Vc的合力,显然Ve>Vf，所以,曲线形叶片比直线形叶片抛射速度快。

也就是说,同样的抛丸量需要的时间短。

由于清理时间短,叶片的寿命就会延长。

图3.3曲叶片与直叶片抛丸速度图

●曲线形叶片能均匀地清理工件表面。

如图3.4所示,实测了直线叶片和曲线叶片的磨损,曲线叶片中央处的凹谷变浅,对整个工件能均匀地清理,提高清理质量。

图3.4曲线叶片和直线叶片的磨损情况

叶轮由两圆盘铆接成一体，构成叶轮体，如图3.5。

在叶轮上有8个叶轮槽,这八个叶轮槽的位置由叶片的结构确定。

对于前曲叶片和后曲叶片来讲，必须保证叶片的工作表面曲线与叶轮的径向相切；而直叶片，必须保证工作平面在叶轮直径方向上即可。

同时，叶片失效的不定时性，叶片平均寿命为500小时。

为了方便安装与拆卸，在叶片插入叶轮燕尾槽后，在叶片的底座底部与叶轮燕尾槽底部之间放一个弹簧，靠弹簧的挤压力使两个零件固定在一起。

这样的安装既可以避免配合间隙造成工作的振动，更能方便拆卸和安装。

图3.5叶轮

3.1.3分丸轮与定向套的模型

分丸轮与定向套的模型如图3.6。

图3.6分丸轮和定向套

分丸轮的作用是使弹丸提前加速分批通过定向套到达叶片进行加速，在高速的作业时，其过程也受到弹丸与其内壁的碰撞和磨损，采用高铬铸铁铸造而成。

分丸轮和叶片是同步的旋转保证了弹丸向叶片的无振动传递，减小了对叶片的磨损。

定向套是固定在抛丸机机壳上的零件，它的作用使在分丸轮内初步被加速的丸料只能从定向套窗口飞出，除定向套窗口外的丸料被定向套内部挡住外飞。

同时分丸轮与弹丸之间的间隙应为弹丸直径的3倍-5倍以上方能达到较好的耐磨性和较高的生产效率。

图3.7四丸轮和八窗口分丸轮

分丸轮有窗口分四窗口分丸轮和八窗口分丸轮（图3.7窗口分）；另外还有一种用于生产的是

四棒分丸轮（图3.8）,实验效果更好，既增加了分丸轮内腔的大小，又增加了分丸轮的耐磨性（每根直径比其叶片的两倍厚度还大），也通畅了丸料送入通道。

图3.8四棒分丸轮

3.1.4定向套的设计

合理的定向套位置有利于抛丸的效率和避免部件的磨损。

下面用公式法和作图法阐述定向套的角度。

公式计算法：

原苏联学者阿克簘诺夫在教课书上及萨威林博士在《喷弹硬化》书中的工作，他们提出了在抛丸器设计中常用的公式如下：

相对速度：

（1）

牵连速度（抛丸器出口处是叶轮外径的切向速度）：

Ve＝ωρo

（2）

绝对速度：

Vmax＝

=1.4Ve（3）

实际上是抛出速度方向与切向速度夹角σ＝tan－11.4＝54°，所以抛丸器的定向套窗口角等于54°。

角位移θ＝

（4）

Auto-cad作图法（图3.9）:

如图4抛丸器中心线至工件表面距离为600mm，由y轴54°决定弹丸出口点“C”，由此点作出垂直底边的一垂直线当作抛射带起始边C-D，利用（4）式：

θ＝

（5）

R为计算点直径,R0为计算起始点。

设R=3

就计算出图4所示的Q033，Q034，Q035标准抛丸器弹丸从定向套窗口由起始点（即叶轮内径或定向套外径）到叶轮出口的角位移皆为θ＝114.59°，自“C”点顺时针方向依114.59°作得到定向套窗口左边一点“B”点。

由“B”点和弹丸抛出的“C”点这两点，加上抛

图3.9作图法：

A,B定向套窗口；C,D,E是弹丸抛射区；A-C和B-F弹丸轨迹

射方向得弹丸在叶轮内的轨迹曲线B-C和抛射带起始边“C-D”线，选取“CD”线上“D”点，作“600”斜线，在这斜线上选取长度“600mm”终点“E”点，将“C-D”线以分丸轮中心为基点旋转，使“C-D”线上“D”转到“E”点，便作成了“E-F”，线自“F”点顺时针方向依114.59°作得到定向套窗口右边一点“A”点；由“A”点和弹丸抛出的“F”点这两点，加上抛射方向（即F-E线所示方向）共三个参数可作得弹丸在叶轮内的轨迹曲线A-F点，由Auto-cad计算得54.67°（～54°）。

所以证明定向套的窗口采用54°。

3.2抛丸器的原理

弹丸由进丸管进入分丸轮的空腔中，在重力的作用下，弹丸自然落入分丸轮的各个槽中，由于分丸轮高速旋转，使弹丸有一定的速度。

弹丸进过定向套的开口，落入叶片之上，接着让叶片加速，最后抛打在工作表面。

这是抛丸器的工作原理。

抛丸器工作原理中定向套是固定的，分丸轮和叶片式是同轴转动的，使弹丸无振动送入叶片。

4机器人抛丸机的介绍及设计

4.1机器人抛丸机的介绍和工作原理

机器人抛丸机（图4.1）主要由抛丸器、机器人、抛丸清理室、斗式提升机、螺旋输送器、滚筒筛、分离器、除尘设备等部件组成。

该汽轮机叶片抛丸机是一种间歇

1.机器人2.辊道3.抛丸清理室

图4.1机器人抛丸机

1.斗式提升机2.螺旋输送器3.抛丸清理室4.抛丸器5.储丸室和分丸系统

6.分离室7.滚筒筛8.除尘系统9.排尘囱10.风机

式作业的抛丸清理设备，机器人将叶片夹持后，伸入抛丸室旋转并进行定时抛丸清理和强化。

交错安装的四台抛丸器，将钢丸高速抛射到汽轮机叶片的表面，实现100%的覆盖率。

丸料在低速抛出的情况下对汽轮机叶片进行清理工艺，通过伺服系统提高电机转速的情况下进行汽轮机叶片的强化工艺。

抛射到清理室的钢丸，通过V型槽滑落到螺旋输送器上，丸料被批次输送到斗式提升机的喂料口，提升后丸料混合物进入螺旋输送器和滚筒筛，丸料进入重力风选区进行分离，同时粉尘被风机带入布袋或滤筒式除尘器进行收集，少量被风机排出大气。

而大部分清洁丸料进入储丸室。

最后钢丸通过流量控制阀进入抛丸器进丸口，进行重复循环。

丸料流程见图4.2，粉尘循环如图4.3。

图4.2丸料循环

图4.3粉尘循环

4.2抛丸清理室的设计

抛丸清理室（图4.4）由槽钢、角钢、钢板焊接而成，壳体用薄型的高猛钢板，护板用厚的高猛钢板做成。

为了防止高速运动的钢丸磨损钢板,同时为了达到减少震动和消减噪声的效果，清理室顶面和侧面均装了5mm橡胶板。

根据汽轮轮机叶片的长度（目前国际最长的叶轮机叶片是1710mm,大部分长叶片就1000mm）,确定清理室长度为1400mm。

抛丸器安装在清理室顶部和两侧，由于抛射距离一般取800mm-1500mm,同时由机器人的工作范围共同决定了清理室的高度,确定清理室中心到地面高度为1300mm。

最终清理室设计为以横截面为内切圆800mm的正六边形。

清理室左侧上壁有除尘管道，良好的保持了清理室的能见度。

清理室的门在后侧，采用双层橡胶密封，为了方便更换内壁的橡胶和机器的维修。

图4.4清理室

4.3机器人抛丸机的主要规格和技术参数

●清理室有效容积（长X宽X高）：

1400×1600×1385mm

●机器人最大持重：

20kg

●被处理汽轮机叶片的长度范围：

小于1200mm

●机器人腕部夹持叶片回转速度：

3.67rad/s或210°/s

●抛丸器：

型号

抛丸器台数

叶轮直径

传动方式

Q034Z15A

4台

380mm

直联

●不同工作状态电机工作情况如上图4.4：

A、B电机可以通过伺服系统来控制电机转数。

工作状态

工作机器

抛丸量

电机转数

电机功率

清理叶片

A、B、C、D

160kg/min×4

1400r/min

15kw

强化叶片

A、B

320kg/min×2

2500r/min

15kw

●弹丸直径：

Φ1.2mm-Φ2.0mm

●提升量：

40T/h

●螺旋输送量:

20T/h

●分离器分丸量：

40T/h

●提升机功率4kw

●螺旋输送机功率2.2kw

●电机的选择：

电动机型号

额定功率（kw）

满载转速（r/min）

质量（kg）

抛丸器A、B电机

Y160M2-2

15

2930

125

抛丸器C、D电机

Y160L-4

15

1460

144

螺旋输送电机

Y132S-8

2.2

710

63

提升机电机

Y160M1-8

4

720

118

●除尘风量：

12000-13000m3/h

●总功率：

90kw

●总机重量：

13500kg

生产中每天需要加料补充,每次补充加料不超过总量的10%,并始终保持料斗内的钢丸是满的。

这样保证钢丸的级配基本不变,也就保证了一定的清理效率,并保证了汽轮机叶片清理和强化的质量稳定。

若级配钢丸的粒度向小的方向发展,则缩短补充加料的周期，反之，延长加料周期。

总之，保持钢丸的级数对于抛丸清理很重要。

4.4机器人抛丸机主要部件结构和工作原理

●斗式提升机（图4.5）

本抛丸机采用平皮带斗式提升机，提升机的进料口与下端螺旋输送器相连，其中出料口与分离器相连，靠离心重力式落料，其中提升斗为铸造成型。

提升机

图4.5斗式提升机

中有检修门，