變頻器在懸鏈通過式強化拋丸清理機中的應用

李春美

（中國重汽集團大同齒輪有限公司，山西 大同 037305）

引言

拋丸清理機是通過拋丸器將鋼砂鋼丸高速拋落沖擊在材料物體表面的一種處理技術，種類很多，有履帶式、轉臺式、懸鏈通過式等等，而懸鏈通過式作為一種大批量生產方式的強化拋丸清理機，加之拋丸器的變頻調速，使它在機械行業得到廣泛應用。

1 懸鏈通過式強化拋丸清理機的用途與優點

懸鏈通過式拋丸清理機是利用高速旋轉的葉輪，將彈丸以一定的速度拋向工件，從而有效地清理、強化工件表面的設備，因生產效率高，適用于大量生產。其優點如下：

1）采用懸鏈、多吊鉤、步進式周期作業，工件互不磕碰、變形，可在有效空間內盡可能掛足，生產效率高。

2）采用單進單出形式，借助于四個大功率拋丸器的合理配置，輪流拋射工件，很好地達到了TES－020－2標準強化技術要求，取得了預期的強化效果。

3）電氣控制系統采用進口PLC進行整套設備的啟動、停車過程控制，自動化程度較高，并且對整套設備各個系統進行自動監測保護，具有聲光報警和自動處理故障的功能。

4）清理室頂面、底面及拋頭對面均采用高鉻耐磨鑄鐵材料，壽命長。采用一主兩輔清理室；頂縫及工作門采用多層密封，結構合理，密封性能好。

5）除塵系統采用二級除塵，采用旋風除塵和脈沖濾筒除塵的結合，大大提高了除塵效果，粉塵排放濃度低于國家相應標準。

2 變頻器簡介

各國使用的交流供電電源，無論是用于家庭還是用于工廠，其電壓和頻率均為400V／50Hz或200V／60Hz（50Hz）等等。通常，把電壓和頻率固定不變的交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱作“變頻器”。為了產生可變的電壓和頻率，該設備首先要把電源的交流電變換為直流電（DC）。把直流電（DC）變換為交流電（AC）的裝置，其科學術語為“inverter”（逆變器）。由于變頻器設備中產生變化的電壓或頻率的主要裝置叫“inverter”，故該產品本身就被命名為“inverter”，即：變頻器。

3 懸鏈通過式強化拋丸清理機的結構及變頻器的控制

懸鏈通過式拋丸清理機主要由清理室、氣動門、拋丸器、懸鏈、吊鉤、自轉機構、提升機、螺旋絞龍、分丸器、除塵機、電控箱等部分組成。其工作流程為：除塵機工作—4個拋丸器依次啟動并運行—各左、右門依次開啟、自轉機構轉鉤分開—懸鏈行進到位自停—各左、右門依次關閉—丸閥打開、轉鉤閉合、提升機、螺旋機工作，同時定時計時開始（拋丸清理工作正常進行）—預設的清理時間一到，丸閥及關閉—各左、右門依次開啟，自轉轉鉤分開懸鏈行進，隨后，第二個周期開始［1］。其中，懸鏈行進速度、拋頭出丸的速度及吊鉤自轉速度都由變頻器進行無極調速，這樣充分保證工藝的要求和生產要求，且可以根據不同的零件設計不同的打擊速度，實現多品種共線生產。

1）懸鏈的行進速度可調，由變頻器調節，一般控制在4～6m／min，根據生產需要和動作安全兩方面因素確定。

2）四個拋頭拋丸掃射的速度可調，根據工件的材料和工藝要求確定，通常為90～100m／s，由4個變頻器分別控制。

3）自轉機構由電機、減速器、鏈傳動組成，吊鉤自轉速度由變頻器進行無極調速，一般為5.2r／min。

4 變頻器的選型及連接

變頻器選型通常考慮變頻器類型、容量、性價比選擇和售后服務。懸鏈通過式強化拋丸清理機通常選擇通用型的變頻器，如：西門子變頻器MICROMATER 440和三菱變頻器MITSUBISHI A700等，見圖1［2］。

圖1 MITSUBISHI A700和MICROMATER 440

西門子MM440本身就具備對負載類型的選擇和設定，且控制功能很多，可以任意地選擇和組態，用起來很靈活，功能可拓展［3］。而三菱 FR A700的優勢在于性價比相對高，且散熱孔不在頂部，而在側方，比較適應灰塵相對大的環境。三菱變頻器MITSUBISHI A700應用于懸鏈通過式強化拋丸清理機，不僅能保證工藝要求，且能大大降低變頻器故障率，將變頻器電路板維護周期由兩個月升至半年，縮短了設備的停機時間。

變頻器的輸入信號，以三菱變頻器MITSUBISHI A700為例，通過連接STF正轉啟動、STR反轉啟動和SD正轉和反轉的公共端來控制，無極調速通過連接電位器來實現，輸出為繼電器輸出，如圖2所示［4］。

圖2 MITSUBISHI A700輸入輸出連接圖

5 結語

懸鏈通過式拋丸清理機使用變頻器，不僅可以讓設備更加穩定，而且可以根據工藝要求和生產要求調整設備的很多功能參數，調整設備生產節拍，使其在各大加工企業得到越來越多的使用。

［1］ 無錫國達機械設備有限公司.QZG－T200懸鏈通過強化拋丸清理機使用說明書［S］.北京：中國標準出版社，2003：3－7.

［2］ 三菱電機自動化（上海）有限公司.三菱通用變頻器FR－A700使用手冊［S］.北京：中國標準出版社，2011：6；17.

［3］ 大連大森數控技術有限公司.西門子MicroMaster440標準變頻器使用說明書［S］.北京：中國標準出版社，2003：3；28.

［4］ 三菱電機自動化（上海）有限公司.三菱通用變頻器FR－A700功能說明書［S］.北京：中國標準出版社，2011：2－4.