燈架拋丸除銹工藝的開發(fā)與應用

燈架拋丸除銹工藝的開發(fā)與應用

1利用技能改造來完成燈架除銹工作目前，燈架研磨工作是通過戶外手動進行的。勞動強度高，風險高，研磨質(zhì)量低，污染大，成本高。為了促進地面航標維護的發(fā)展，有必要利用現(xiàn)有設備對燈架進行技能改造，完成燈架頂部的去除。目前已經(jīng)投入使用的浮體拋丸除銹設備,除銹質(zhì)量、自動化程度、安全性都有很高的水平,為燈架拋丸翻滾裝置提供了開發(fā)平臺,開發(fā)出的燈架拋丸翻滾裝置很大程度上提高了工作效率和除銹質(zhì)量,一定程度上延長了燈浮標在海上的使用周期,降低了航標維護管理成本。2除銹安全分析目前燈架除銹工作是利用一套氣動噴砂裝置在露天場地由人工操作而完成,存在以下問題:第一是勞動強度大,由于氣動噴砂裝置自動化程度低,需要三至五人參與到作業(yè)中去方可完成一次戶外拋丸除銹作業(yè);第二是危險性高,高速噴出的礦砂給作業(yè)人員帶來很大的安全隱患;第三是表面除銹不均勻,由于人工操作的局限性,除銹后的表面難以達到Sa2.5的技術(shù)要求,影響工件的防腐質(zhì)量;第四是環(huán)境污染大,人工噴砂除銹產(chǎn)生大量的鐵銹粉塵對人體健康帶來極大的危害;第五是成本高,戶外拋丸除銹使用的礦砂無法回收且不能循環(huán)使用,增加了燈浮標維護保養(yǎng)的成本,圖1所示是操作人員在戶外進行噴砂除銹。綜上所述,氣動噴砂裝置已不適應當前的工作需要,為促進陸上燈浮標維護保養(yǎng)工作的發(fā)展,有必要利用目前已有的設備進行技能改造來完成燈架除銹工作,排除安全隱患,提高除銹質(zhì)量。3對浮體的素質(zhì)進行改造拋丸除銹設備是養(yǎng)護中心的重要設備之一,該設備在除銹質(zhì)量、自動化程度、安全性和環(huán)保水平等方面都具有很高的水平,自引進該設備以來,燈浮標的維護保養(yǎng)工作有了很大程度的進步,浮體的保養(yǎng)質(zhì)量也得到很大的提高,然而,由于當初的設計是基于當時的生產(chǎn)情況下進行的,隨著燈浮標保養(yǎng)工作的發(fā)展,燈架以及其它燈浮標附屬件的拋丸除銹工作已納入到正常的燈浮標保養(yǎng)工作內(nèi)容之中,在這樣的情況下,該設備原有的功能已不能滿足目前燈浮標保養(yǎng)工作的需要,有必要對其進行技能改造,以滿足燈浮標維護保養(yǎng)工作的需要,促進陸上燈浮標維護保養(yǎng)工作更上一個新的臺階。4著陸上的下轉(zhuǎn)臺式護身圈設計在拋丸室中,高速拋出的鋼丸呈直線狀分布,為有效地對燈架進行除銹,我們采用了使燈架轉(zhuǎn)動的方案。由于燈架呈中心對稱結(jié)構(gòu),這為燈架繞對稱中心轉(zhuǎn)動提供了設計思路,燈架一端的四根角鐵用夾具固定作為燈架轉(zhuǎn)動的動力輸入端,燈架另一端的圓形護身圈在一對支撐轉(zhuǎn)輪軌道上轉(zhuǎn)動作為從動輪。該裝置放置在拋丸設備原有的臺車平臺上,以電動機為動力源,經(jīng)減速器減速后通過夾具帶動四根角鐵轉(zhuǎn)動,圓形護身圈作為從動輪在支撐轉(zhuǎn)動輪軌道上轉(zhuǎn)動。懸空的燈架在拋丸過程中的勻速轉(zhuǎn)動保證了燈架的各個部位均得到鋼丸的有效擊打,保證了除銹的均勻性,同時也保證了燈架表面受鋼丸擊打受力的均勻性,避免了燈架結(jié)構(gòu)的變形,提高了燈架拋丸除銹的效率和質(zhì)量。5確定燈架的尺寸以及拋丸室內(nèi)前未發(fā)展空間利用拋丸設備進行燈架除銹,首要問題是拋丸室內(nèi)是否有足夠的空間,這就要求首先要對拋丸室的空間尺寸以及拋丸室內(nèi)已有結(jié)構(gòu)所占空間進行測量,同時也要對拆除望板后的燈架旋轉(zhuǎn)所占用空間進行計算和評估,確保燈架在翻滾裝置的帶動下轉(zhuǎn)動時與其它結(jié)構(gòu)不發(fā)生干涉,通過現(xiàn)場測量確定燈架在拋丸室內(nèi)完成拋丸除銹是可行的。圖2和圖3分別是拋丸室內(nèi)臺車各個結(jié)構(gòu)占用空間示意圖和拆除望板后的燈架結(jié)構(gòu):6燈架壓縮器的開發(fā)6.1燈浮標燈架的轉(zhuǎn)速燈架拋丸翻滾裝置帶動燈架在轉(zhuǎn)動的過程中,不斷受到拋出鋼丸的擊打以達到除銹目的。所以我們開發(fā)這套裝置的首要問題就是選用合適的電動機和減速器,選用電動機和減速器的依據(jù)是燈架的重量和結(jié)構(gòu)以及滿足除銹工藝的燈架轉(zhuǎn)速,直徑為2.4m的燈浮標燈架的重量為250kg左右,根據(jù)經(jīng)驗和拋頭拋出的鋼丸的分布情況,我們初步制定燈架的轉(zhuǎn)速在3～6r/min范圍內(nèi)。為充分利用電動機的動力,根據(jù)以上要求和電機減速機輸出轉(zhuǎn)矩的計算公式:其中,T表示輸出轉(zhuǎn)矩,單位為nu;P表示電動機功率,單位為Kw;u表示傳動效率;i表示總的傳動比;n表示電機轉(zhuǎn)速,單位為r/min。我們選用了電動機和減速器一體化的機型,型號為BWEY2-385-0.37的擺線針減速機,其電動機的功率為0.37kw,轉(zhuǎn)速為1440r/min,減速機的速比為385,經(jīng)減速機減速后的轉(zhuǎn)速為3.74r/min,在制定的燈架轉(zhuǎn)速范圍內(nèi),為保護電動機和減速器在拋丸中不受鋼丸的擊打,采用了加蓋一個保護罩的方式。6.2燈架轉(zhuǎn)動的影響在燈架拋丸除銹翻滾裝置中,對燈架夾具的設計,我們充分考慮了作業(yè)人員操作的便利,采用了固定燈架四根角鐵的方式,通過一對用合頁連接的鋼板固定燈架,兩塊鋼板中尺寸較大的一塊與減速機的輸出軸通過法蘭聯(lián)結(jié),在每塊鋼板上均焊接一對角鐵,起定位和卡位的作用。安裝燈架時,用起重機將燈架從上而下放入夾具的下鋼板的兩個角鐵之間,然后翻轉(zhuǎn)上鋼板,從而將燈架的四根角鐵卡住,然后通過上下鋼板上的耳環(huán)用鎖緊裝置絲杠將燈架的四根角鐵卡緊,防止燈架在轉(zhuǎn)動過程中沿軸向竄動,從夾具中脫落。為保持燈架轉(zhuǎn)動的穩(wěn)定性和降低對電動機的損害,理論上必須保證燈架轉(zhuǎn)動后四根角鐵的圓心和燈架的圓形護身圈的圓心與減速機輸出軸的軸線同在一條直線上,然而由于燈架的轉(zhuǎn)速很小,對同軸度的要求不高,同時夾具的設計也降低了對同軸度的要求,即使有誤差對燈架的穩(wěn)定性和電動機的損害也不大,從降低開發(fā)成本上考慮,允許同軸度誤差在5～10mm內(nèi)。為保持燈架在轉(zhuǎn)動過程中護身圈的正常滾動,我們設計加工了一對實心轉(zhuǎn)輪,兩端用軸承支撐。基于操作方便和裝置穩(wěn)定性的考慮,我們制作了一體化的底座,即將電動機和減速器臺架與支撐轉(zhuǎn)輪組固定在一個用U型槽鋼焊接的底座上,這樣作業(yè)人員在對燈架進行拋丸除銹時,僅需將整個裝置吊放在臺車平臺上,無需固定,如圖5所示。6.3與重要電路設計、電氣線路連接由于燈架拋丸除銹翻滾裝置工作在一個惡劣的環(huán)境中,如何保護電纜也是面臨的問題之一,我們充分利用拋丸設備原有的電氣控制部分,利用備用接線端子,將燈架拋丸除銹翻滾裝置的電動機電纜與原有電氣控制的接線端子連接,這既解決了電纜保護問題,又減少了作業(yè)人員的勞動強度。由于在將燈架吊放在燈架拋丸除銹翻滾裝置中時,必須確保燈架夾具轉(zhuǎn)動到一定的位置,為了解決這個問題,我們采用了點動控制,電動機的控制電路圖如圖6所示,通過點動控制,操作人員可方便地將燈架夾具轉(zhuǎn)動的合適的位置,減少了安裝燈架所需的時間,提高工作效率。7燈架的安裝效果為測試燈架拋丸除銹翻滾裝置的應用效果,對該裝置的使用情況進行了試驗,對燈架進行拋丸除銹的時間從燈架安裝在翻滾裝置到卸下燈架共用14分鐘。試驗后對燈架的除銹效果進行了查看,總體上除銹效果是非常好的,除銹表面質(zhì)量達到Sa2.5級。除被夾具包裹