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钢结构抛丸机的原理作用

随着钢结构应用行业的发展,人们对防腐性能的要求日益增加,钢结构的抛丸预处理日益受到重视,经冷轧或热轧过程处理的钢结构及型材,在长期存放过程中表面一般都有氧化皮、铁锈、油脂及其他杂质存在,在涂装前必须将它除尽。表面进行良好的抛丸预处理可以保障与涂料系统的长久结合,使被保护的钢结构得到长期保护,抛丸预处理过程还可增加表面粗糙度,增加涂料与钢结构的接触面积,以及涂料与被涂物体的结合力。

抛丸机是指离心力高速抛出弹丸来清理钢材或强化工件表面的一种设备,抛丸机工作原理:抛丸机,不以压缩空气为动力,而是以电动机械抛丸器为动力,利用抛丸器抛出的高速弹丸清理或强化金属工件表面的设备。抛丸机可清理金属工件表面的各种残留物,可对钢板,钢结构及钣金焊接工件清理等。抛丸是靠叶轮高速旋转,将在叶轮中心的磨料,经过调流块及叶轮推动器预加速,送入叶片区再将磨料高速抛出,速度可超过80m/s,由于抛丸覆盖范围较大,所以不需利用气压,能源效益远高于喷砂。叶轮是抛丸机的心脏,由电动马达直接或间接驱动,每家青工抛丸机生产商均有独特的设计,主要分为单圆盘和双圆盘叶轮。该工艺不受被清理工件的大小、形状、和重量限制。小至螺钉、螺母,大到火车车厢、万吨轮船壳体;简单至一件平板、复杂到发动机气缸冷却水套;轻至几克中,重到百万吨,均可采用抛丸清理。

从形式上讲,丸是由机械方法获得高速而远距离投射到零件表面上,统称为抛丸清理。它包括:将弹丸抛射到带有砂子的铸件,清除型砂和型芯的抛丸落砂;将弹丸抛射到铸、锻、焊及热处理零件,以进行清除黑皮、结瘤、氧化膜、锈斑等的表面清理;将弹丸抛射到型钢及各种形材表面,以进行抛丸预处理;对承受变应力的弹簧、板簧及齿轮等零件,进行消除应力和提高表面疲劳强度的抛丸强化;对家用电器装饰零件或餐具表面,进行抛丸增色。但从工艺分类来讲,抛丸清理只限于清除铸、锻、焊及热处理零件为目的的一种清理工艺,本讲座所指的抛丸清理便是这个概念。而对用弹丸抛射到工件表面达到有关工艺目的者,则直接以其工艺要求命名,如:抛丸落砂、抛丸强化、抛丸增色等,以在工艺上有别于抛丸清理。

在对零件进行抛丸清理时,能使零件在抛射流中不断更换被请表面,以达到均匀抛丸要求的设施称为抛丸设备,或称青工抛丸机械。因被清件千变万化,所以青岛青工机械有限公司的抛丸机亦多种多样。某一规格的抛丸设备,只适用于一定范围内零件清理用。而专用设备,则适用于某一种零件。

抛丸清理的原理是基于高速弹丸打击零件表面,使其局部变形而产生弹丸压痕。每一个弹丸压痕有三层区别明显的结构。即:零件表面脆性变形层;零件中层的基体塑性变形区;深层弹性变形区。这三者在弹丸打击之后几乎同时产生如下三个作用:①对中层塑性区的前后左右和向上,从五个方向瞬间产生压缩应力;②使中层在五个方向上瞬间产生压缩变形,并瞬间向表层推动,从而使已经有破裂线的脆性层迅速脱落;③几乎同时又推动弹丸产生反弹力,使其获得反弹速度而反弹出去。弹丸压痕三个区域是同时发生和存在的。

要使脆性层得到脆性破裂,必须要达到其脆性破坏变形量,因此要求有适当压痕深度,则必须有适量的塑性变形区。塑性区和基体之间有一弹性区的中间状态,三者的厚度随抛丸目的不同而有差异。一般抛丸清理仅仅是要求破坏其表面附属物,使其脱落即够了,脆性基体越少越好。因此必须合理选取工艺参数。

 
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