1、前言：

   随着我国汽车行业的不断发展壮大，对汽车发动机曲轴的质量要求也不断提高，尤其是表面质量，因为表面质量不仅决定着曲轴的机械性能，更决定着曲轴的使用寿命。提高曲轴的表面质量一般都是通过抛丸清理实现的，但是，普通清理设备对曲轴进行清理效率低，强化效果差，弹丸泄露严重，已无法满足生产率和表面质量的要求。为此，研制一种能够专门对曲轴表面进行抛丸强化清理的设备已成为必然。我公司根据国内市场的需求，确立了 Q系列发动机曲轴专用抛丸强化清理机的研发项目，研发出的发动机曲轴专用抛丸强化清理机能满足市场的需求。

   QD34 系列设备最突出的特点就是：分体式新型抛丸器、自转与公转相结合的转盘吊钩、双工位开放式转筒清理室、开关式抛丸门、光栅安全装置、降噪安全防护装置。通过这些新结构提高整机的自动化程度及安全环保性能。另外，采用先进的微机模拟系统对设备的整个工作过程进行模拟演示，以确保设备整体性能的可靠性和先进性。

   2、设备简介及功能概述：

   该设备是在吸收借鉴国际先进技术的基础上，独立研制开发出的。该设备的抛丸室及抛丸器的布置均经过三维动态抛射仿真后确定，使各个曲轴处于最佳的抛射位置，曲轴表面获得最佳清理效果。工作时，将曲轴挂在吊钩的工装上，使曲轴保持较稳固的直立状态，大转盘旋转 180°，此时挂有曲轴的吊钩进入弹丸抛射打击区域，大转盘停转（间歇等待），由抛丸器抛射弹丸对曲轴表面进行清理，同时，在上下料工位的另一个吊钩上进行上料。清理工位完成抛丸后，大转台旋转 180°，将抛丸后的工件取下并再次装载工件，另一个工位进行相应抛丸强化清理，如此反复运行，使曲轴表面得到均匀彻底的强化和清理，生产效率提高一倍，设备外观见图 1。

   3、研发的总体思路和技术方案:

   3.1、总体思路:

   在设计研究过程中，根据我公司多年的设计生产经验，大量搜集国内外相关的技术资料，在传统吊钩式抛丸清理机的基础上，确定了主要的创新攻关难点：分体式新型抛丸器、自转与公转相结合的转盘吊钩、双工位开放式转筒清理室、开关式抛丸门、光栅安全装置、降噪安全防护装置，并且确定了该项目新材料的使用。通过这些新结构可以提高整机的自动化程度及安全环保性能。另外，采用先进的微机模拟系统对设备的整个工作过程进行模拟演示，以确保设备整体性能的可靠性和先进性。

   3.2、主要技术指标（QD341 型）：

   （1）被清理工件的类型：汽车发动机曲轴

   被清理工件范围：尴400mm×750mm

   单钩吊重：100kg

   （2）生产率：100件/h

   （3）抛丸器抛丸量：2×120kg/min

   功率：7.5kW

   （4）大转盘直径：1200mm

   转台转速：2r/min

   驱动功率：0.2kW

   （5）弹丸直径：尴0.6mm～尴1.0mm

   材质：不锈钢丸

   （6）吊钩数量：2

   吊钩转速：2.8r/min

   驱动功率：0.1kW

   （7）除尘系统总风量：5000m3/h

   粉尘排放浓度：100mg/m3

   风机功率：7.5kW

   振打电机功率：0.75kW

   （8）装机总功率：约21.2kW

   3.3、主要功能部件说明：

   Q型发动机曲轴专用抛丸强化清理机主要由分体式新型抛丸器总成、外部室体、双工位开放式转筒清理室、开关式抛丸门、吊钩装置、自转装置、公转装置、提升机、分离器、维修平台、光栅安全装置、供丸系统、降噪安全防护装置、除尘系统、电气控制部分等部件组成（图2）。

   3.3.1、分体式新型抛丸器：

   国内第一台罩壳与主轴分体固定的新型抛丸器如图 3 所示。这种新型结构的抛丸器主轴单独结构，大大提高了抛丸器转速高，抛射速度可达 85m 以上，提高了抛丸效率。罩壳不与主轴相联，单独固定，受主轴振动小、噪音小，实测噪音 85分贝。另外，这种分体式结构的抛丸器便于更换叶片，便于维修。

   3.3.2、清理室：

   清理室分为室壳和双工位开放式转筒清理室。室壳为钢板焊接结构，中间部分放置双工位开放式转筒清理室，是对曲轴进行抛丸清理及密封的室体。为防止弹丸击穿室体飞出室体外，外部室体抛丸区及转筒清理室内部均装有轧制 Mn12 衬板。为最大限度地提高弹丸利用率，减少对清理室内防护板的磨损，采用了计算机三维动态模拟，确保了最大限度发挥抛丸的效能。

   3.3.3、丸料循环分离系统：

   丸料循环分离系统包含以下各部件：螺旋输送器、提升机、分离器、弹丸控制系统等。

  从抛丸器抛射出的弹丸落在清理室内，并在清理室内收集，然后通过螺旋输送器进入斗式提升机，由斗式提升机将丸渣混合物提升至分离器，最后通过分离器调节板的调节，使弹丸呈流幕状均匀分布，合格弹丸进入丸料仓，丸料仓的弹丸经供丸闸门进入抛丸器，依此循环使用。

   3.3.4、双工位开放式转筒清理室及公转装置：

   该部分主要有主轴、转筒、护板、漏板、公转装置等组成。转筒分为两个扇形抛丸区，在每一个抛丸区内设有高耐磨材料进行防护。工作时，由室体上部的公转装置驱动转筒进行公转，每次旋转 180°，实现抛丸工位与上下料工位互换，这样周而复始，带动两组吊钩在不同的工位间循环。实现了一个工位在抛丸室内进行工作，另一个工位进行上卸料，生产效率提高了一倍。

   3.3.5、吊钩机构及吊钩自转装置：

   吊钩机构及自转装置如图4所示。其中吊钩装置设在转筒上，并通过减速机驱动在抛丸工位进行自转，保证了工件完全被清理。

   3.3.6、开关式抛丸门：

   两台抛丸器固定在室体后方的大门上，大门开关时，抛丸器与大门一起移动，便于抛丸器以及室内护板的维修维护。

   3.3.7、光栅安全装置：

   人性化的设计理念，在上下料工位处，设有安全光栅。转筒清理室在公转时，任何物体通过光栅进入室体时，转筒立刻停止，防止误操作伤害操作人员，以及杂物进入室体损坏设备。

   3.3.8、降噪安全防护装置：

   在抛丸门上装有降噪安全防护装置，不仅对抛丸器进行安全防护，还起到降低噪音的功能。

   3.3.9、通风除尘系统：

   本机除尘系统采用机械振打除尘器，合理的通风除尘系统确保了设备运行时处于负压状态下工作，使工作时产生的粉尘不向清理室体外飘溢，从而使设备周围的粉尘浓度不大于 10mg/m3，除尘效率达99.8%以上，达到了国家规定的环保要求。

   3.3.10、电控系统：

   该系统使用西门子公司生产的可编程序控制器控制，具有手动和自动两种控制方式，在控制系统中还采用了螺旋检测元件，能够根据实际情况进行故障诊断及报警。同时系统具有良好的互锁、自锁及安全保护措施，确保了设备和操作人员的安全。

   4、技术难度和复杂程度：

   本项目的主要研制内容是一种自动化程度高的吊挂与旋转相结合的吊钩转盘系统，拥有2个工位，一个工位进行抛丸，另一个工位上下料。工件进入抛丸工位后，小吊钩进行自转，由抛丸器抛射的高速弹丸对曲轴表面进行清理完毕后，大转盘带动工件旋转，实现工位互换。解决了一般吊钩清理设备工件进出抛丸室无法同时进行的技术难题，在清理的同时小吊钩能够自转，使曲轴达到均匀一致的表面清理效果。清理结束后，大转盘转动，大转盘带动工件旋转，实现工位互换，下一组工件进入抛丸区，清理后的工件转换到下料区进行下料并再次上料。如此两个工位轮流工作，大大提高了生产率。

   5、结束语：

   Q系列发动机曲轴专用抛丸强化清理机，解决了用其它清理设备清理曲轴外表面不均匀、很难达到要求的弧高值，为提高曲轴的整体质量，为我国汽车行业的快速发展奠定了基础。

   该设备自研制成功后，已在用户处安装使用，用大大增强，更坚固耐用，传动更精准。