T1019型自動碳弧氣刨機(jī)的研發(fā)與應(yīng)用

北京奧邦焊業(yè)有限公司 · 2015-08-19 11:40 留言

  一、碳弧氣刨在金屬切削技術(shù)中位置

  金屬切削技術(shù)可分為冷切削和熱切削,冷切削包括機(jī)械去除,近年又出現(xiàn)了高壓水切割;熱切削包含:1.等離子切割、2.激光切割、3.火焰切割、4.碳弧氣刨,電容刨等。

  碳弧氣刨的目的一般有三個,一是產(chǎn)生刨口,制造溝槽。主要為焊縫加工坡口;二是清理清除,如清除鑄件的毛邊;三是以大量去除金屬材料為目的,如在磨盤磨輥的堆焊修復(fù)中,用以去除疲勞損壞的耐磨層。目前,碳弧氣刨這種方法已廣泛應(yīng)用在造船、鍋爐、壓力容器、管道、橋梁等金屬結(jié)構(gòu)制造上。

  二、碳弧氣刨的原理及應(yīng)用情況

  碳弧氣刨的原理:利用碳棒與工件間產(chǎn)生的電弧將金屬熔化,并用壓縮空氣將其吹掉,實現(xiàn)在金屬表面上加工出溝槽或去除金屬的目的。

  碳弧氣刨可分為手工和自動兩種方式,他們的區(qū)別,應(yīng)該以碳棒是否自動進(jìn)給為標(biāo)志,從而達(dá)到自動,平穩(wěn),提高效率的目的。

  手工碳弧氣刨用來為單件、不規(guī)則零件作業(yè)。對于數(shù)量不多,加工要求不高的作業(yè)實用且方便。隨著機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展,自動碳弧氣刨機(jī)應(yīng)運(yùn)而生,有記載的最早自動碳弧氣刨機(jī)是由江西造船廠在1976年研發(fā)的。實際上每個工廠都有自己的自動碳弧氣刨機(jī),自1990年起至今,全國至少有十幾個自動碳弧氣刨機(jī)專利得到注冊。國外產(chǎn)品能夠見到的有美國Arcair公司生產(chǎn)的型號為N7500的自動碳弧氣刨機(jī)。

  2011年以前,所有研發(fā)的自動碳弧氣刨機(jī)多是針對產(chǎn)生刨口、制造溝槽研發(fā)的。如美國N7500自動碳弧氣刨機(jī)說明書中所說”N7500系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)各種深度的U型或V型刨口”。如果要進(jìn)行大量去除金屬的作業(yè),則以手工氣刨為主。然而手工氣刨在進(jìn)行大量去除金屬的作業(yè)時有諸多缺陷和不便。1、速度慢,需要頻繁更換碳棒及損耗品。2、工人勞動強(qiáng)度高,工作質(zhì)量不穩(wěn)定。3、工人工作環(huán)境惡劣。如在線修復(fù)輥壓機(jī)時,需要去除大量的疲勞耐磨層,則由人工手持氣刨槍把,身著皮質(zhì)厚重的防護(hù)服,手戴厚大的手套,經(jīng)常人歇?dú)馀俨恍瑲馀贅尠延捎陂L時間工作,溫度達(dá)到70度以上,防護(hù)手套和防護(hù)服經(jīng)常被燒變形和燒穿。無論冬夏渾身汗水浸透,眼睛、面部、頸部經(jīng)常被灼傷。工作環(huán)境較惡劣。由于電容刨體積大,不能用于在線修復(fù)上。另外電容刨效率低,單位時間內(nèi)的切削量也無法與氣刨相比。

  針對此問題,2011年開始,公司率先自主研制了以大量去除金屬為目的的T1019型自動碳弧氣刨機(jī)。

  三、公司的T1019型自動碳弧氣刨機(jī)先進(jìn)性介紹

  自動碳弧氣刨機(jī)應(yīng)該具備二個基本結(jié)構(gòu),一是自動送棒機(jī)構(gòu),二是碳棒導(dǎo)電刷及引出線部件,二者可以合稱為機(jī)頭,是自動碳弧氣刨機(jī)的核心部件。根據(jù)作業(yè)目的可以有機(jī)頭橫向移動裝置以及其它輔助機(jī)構(gòu),其它需要考慮的有隔熱、防連電、導(dǎo)電刷夾緊、電氣控制部分。依靠工件的自轉(zhuǎn)或平移,自動碳弧氣弧機(jī)就可以連續(xù)不斷地逐層刨出溝槽,逐層刨削掉工件表面上的金屬。

  因氣刨的目的不同,設(shè)計及制作上有很大區(qū)別。用于刨削溝槽作業(yè)的自動碳弧氣刨機(jī)因工作間隔頻繁,機(jī)頭能夠及時冷卻,大大降低了設(shè)計難度。而用于大量刨削金屬的自動碳弧氣刨機(jī),因為連續(xù)大量工作,因而對設(shè)計提出更高的要求。能否連續(xù)大量氣刨工作是對一臺自動碳弧氣刨機(jī)的真正考驗——考驗導(dǎo)電刷的導(dǎo)電性能,機(jī)頭的抗熱隔熱性能,送棒的穩(wěn)定持續(xù)性能。

  大量刨削金屬作業(yè)多用在水泥行業(yè)和電力行業(yè)的磨輥及擠壓輥的的修復(fù)中使用,而這項業(yè)務(wù)在我國起步較晚。相應(yīng)設(shè)備發(fā)展滯后。如果用于刨溝槽的自動碳弧氣刨機(jī)用于大量刨削作業(yè),很可能會導(dǎo)致導(dǎo)電刷粘連燒毀,電極線過熱燒斷,作業(yè)中不斷停機(jī)更換部件,作業(yè)效率往往不及手工。自1990年以來,隨著耐磨新材料的出現(xiàn),耐磨修復(fù)業(yè)務(wù)得到迅猛發(fā)展,尤其以修復(fù)水泥和電力行業(yè)的磨輥和擠壓輥為代表的耐磨修復(fù)業(yè)更為突出,正是在這種設(shè)備欠缺和耐磨修復(fù)業(yè)務(wù)急速發(fā)展的背景下,我公司的T1019型自動碳弧氣刨機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。

  公司是較早從事磨機(jī)、輥壓機(jī)在線離線修復(fù)的企業(yè)。因技術(shù)過硬,服務(wù)到位,得到客戶的認(rèn)可,業(yè)務(wù)量急速增加。憑借公司過硬的技術(shù)團(tuán)隊和扎實的實驗基礎(chǔ),經(jīng)半年的時間研制出T1019自動碳弧氣刨機(jī)。并在2012年成功申請為國家專利。

  公司的T1019型自動碳弧氣刨機(jī)是全能型的自動碳弧氣刨機(jī),除可長時間刨削工作,也可用于刨削溝槽。功能特點如下:

  1、運(yùn)行平穩(wěn),調(diào)整方便,結(jié)構(gòu)獨(dú)特,高度集成。

  2、機(jī)頭可做四維度調(diào)整,方便安裝使用。

  3、可持續(xù)工作,故障少。

  4、對可連接碳棒適應(yīng)性強(qiáng)。

  5、組成部件模塊化,成本低,備件易購。

  本機(jī)是在大量試驗的基礎(chǔ)之上研制而成的,中間歷經(jīng)多次改型,改進(jìn)。已經(jīng)成功使用到在線離、線修復(fù)中,取得了很好的效果,

  四、 T1019型自動碳弧氣刨機(jī)使用方法。

  目前公司的T1019型自動碳弧氣刨機(jī)主要用在磨機(jī)及輥壓機(jī)的修復(fù)上,用于刨削疲勞層,修平輥面。在線、離線皆可使用。圖1是安裝在下面的方法。

  T1019型自動碳弧氣刨機(jī)的性能參數(shù),

  1、送碳棒速度:30-40mm/min(碳棒的送進(jìn)量=碳棒的消耗量)

  2、工件轉(zhuǎn)速:0.85-1.5m/min  (盡量采用快些的速度)

  3、風(fēng)壓>0.3mpa ,風(fēng)管內(nèi)直徑≥Φ8mm

  4、碳棒與輥面夾角45°左右,伸出80-100mm (氣流,碳棒,輥交于一點)。

  在氣刨工作時,工件盡量以較快的速度轉(zhuǎn)動,這樣可以刨得更平整。因為碳棒速度相工件的轉(zhuǎn)動很慢,這樣,刨點就可以“越過”工件的底凹處,而只刨高處。易分段刨,先刨高處,再向低處找平。公司的操作人員在為蒙西某公司修復(fù)擠壓輥時,使用本機(jī)配合打磨設(shè)備,刨削精度達(dá)到正負(fù)0.5mm。得到客戶的高度贊譽(yù)。

  五、自動碳弧氣刨機(jī)使用注意事項及展望

  1、作業(yè)中產(chǎn)生的電弧、弧光、飛濺、煙塵、噪聲等均會對環(huán)境及人體產(chǎn)生危害,作業(yè)人員應(yīng)佩戴好相應(yīng)的保護(hù)用品和采取相應(yīng)措施。

  2、作業(yè)周圍,飛濺物可能達(dá)到的區(qū)域,禁止堆放可燃、可爆物品。另外作業(yè)應(yīng)遠(yuǎn)離建筑、墻體、設(shè)備等。

  自動碳弧氣刨機(jī)的發(fā)展方向展望:一方面應(yīng)該向設(shè)備本身更高的自動化方向發(fā)展,如實現(xiàn)碳棒的自動續(xù)接等等,另一方面,更重要的應(yīng)該向環(huán)保節(jié)能方面發(fā)展,如對氣刨時產(chǎn)生的噪聲處理及如何凈化氣刨時產(chǎn)生的煙塵。實際操作中,回收凈化氣刨時產(chǎn)生的煙塵比較困難,因為氣刨時使用壓縮空氣,產(chǎn)生的煙塵被壓縮空氣吹散,很難集中。在這方面,我公司經(jīng)過反復(fù)摸索和實踐,取得了很好的效果。

  公司研制的以大量刨削為目的的自動碳弧氣刨機(jī),已經(jīng)大量應(yīng)用于粉磨設(shè)備的在線、離線的堆焊修復(fù)上。大大縮短了水泥,電力磨機(jī)停機(jī)維修時間。創(chuàng)造了客觀的經(jīng)濟(jì)效益。

編輯:陳宗勤

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