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发表于 2006-8-8 13:49:59
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来自： LAN
一、 喷丸清理的特点6 z7 m% t3 |# t
1、 可以任意使用金属或非金属弹丸，以适应清理工件表面的不同要求；% p) y3 a8 G d) K4 k
2、 清理的灵活性大，容易清理复杂工件的内、外表面和管件的内壁，并且不受场地限制，可将设备安置在特大型工件附近；- i6 _* j& Z$ ]# \; `$ |8 Q
3、 设备结构较简单，整机投资少，易损件少，维修费用低；
9 ?' _0 e: Q* p# ?( ?. p4、 必须配备大功率的空压站，在清理效果相同的条件下，消耗的能量较大；" E. Q# N: b7 D) h% g) l) c# W( e+ i' x8 v B
5、 清理表面易有湿气，容易再生锈；
2 m3 g( _7 h/ Y3 j! D$ p6、 清理效率低，操作人员多，劳动强度大。: q1 h4 T( X0 o
# O l8 i+ A7 j( a/ f7 Q% g
二、 抛丸清理的特点$ p- _1 \& s S/ k) x/ v D7 K
1、 清理效率高，费用低，操作人员少，容易实现机械化，适用于大批量生产；% b y% v% ~; e8 w
2、 不用压缩空气加速弹丸，因而不必设置功率大的空压站，被清理的表面也无湿气；
% s; W1 }/ f+ C9 f/ p3 [3、 灵活性差，受场地限制，清理工件时有些盲目性，在工件表面易产生清理不到的死角；& \- N" c" ]% X$ c3 J0 O# Q
4、 设备结构较复杂，易损件多，特别是叶片等零件磨损快，维修工时多，费用高；
* q6 A; L! }+ n/ g. r& H2 e5、 一般情况不能使用轻而细小的弹丸。0 T- s- g. F: Y" h# c% s
1 Z/ d0 l# p) m( A' a& k$ W, a
三、喷丸清理与抛丸清理的性能和效果比较/ h+ A* T8 W- i1 n+ j: U3 x
项目 单位 抛丸 喷丸 喷砂3 M- E3 M+ B4 [( B* n
单个喷嘴抛丸量 Kg/min 60~1250 48~60 308 z0 l" O' R, C3 H6 X1 \ `7 _
弹丸速度 m/s 60~100 40~50; r+ J" G9 k" m5 |/ A" c' C
单位抛丸量所需功率比 1 8 30
. `9 m: [0 L. R达到同样清理效果的耗电量 KW*h/100m2 12.5 267 37.5
+ N" `/ z, i# M# d6 q8 F9 q7 X清理效率 40~150 15 6~10( o4 ~2 v0 a3 [+ z' w& p2 z
达到同样清理效果所耗工时之比 1 16 60 q5 Q. J) w4 z1 O! r; H$ q; H
丸料消耗量之比 ≤1 20
* p3 d( D8 v. K. w' d. F3 i+ D' @成本之比 1 10 4.1
* V1 m! g$ d3 c+ b" M环境粉尘浓度 mg/m2 4.2~3.7 200~300+ Z% I. L4 G/ @% g, f( x# k
; i* {( t9 m8 v% g3 J四、关于喷丸清理的喷嘴规格与压缩空气和磨料消耗相互关系; f9 Q4 Z& \" A B5 x, K# a( d
喷嘴/ G" c( E* i$ T& p+ ?' L
/mm 工作压力/MPa 项目) g% f' w% R* v- M
0.48 0.56 0.59 0.62 0.66 0.70 - y V" Z0 z" [- @
5 0.93 1.02 1.10 1.16 1.22 1.27 压缩空气m3*min-1
9 s. e& m5 R4 k |2 U 88.9 98 103 88.9 109.3 119.8 磨料Kg*h-15 C5 w6 {! y/ X7 \* b, P" t4 v
3.62 3.99 4.18 4.37 4.46 4.92 清理效率m2*h-17 [: k/ @2 t9 G/ B3 m" H5 {
6.4 1.73 1.93 2.01 2.09 2.18 2.29 压缩空气m3*min-1
+ r) w, O1 U* M# B# h 160.6 185 194.1 203.2 215.5 227 磨料Kg*h-1- z# v% P; d6 C7 E
6.60 7.62 7.99 8.36 8.82 9.29 清理效率m2*h-1* x# [ { P- c1 s1 C
8 2.86 3.20 3.40 3.57 3.71 3.88 压缩空气m3*min-1
- H7 H" t5 A) M 274 305 318.9 335.7 349.3 363 磨料Kg*h-15 \! Z8 t. i6 B
11.24 12.6 13.1 13.75 14.30 15 清理效率m2*h-1
0 L9 m" J" E+ a$ ?% I4 V) M9.5 4.05 4.56 4.73 4.90 5.21 5.55 压缩空气m3*min-10 Z' ~ w$ n1 C* N5 r
392 436 456 477 499 522 磨料Kg*h-1
7 z' A/ v( d! l, o. ^" L 16.1 17.8 18.7 19.5 20.4 21.4 清理效率m2*h-1
' U0 b6 s3 G4 F) C8 p+ X: R11.1 5.50 6.14 6.45 6.79 6.96 7.19 压缩空气m3*min-1
+ D* D& b& y( \- x, ^) ~7 [ 533 596 626 657 687 719 磨料Kg*h-1
" R3 T" ]" q" m1 i4 j/ T: s! w 21.8 24.3 25.6 26.9 28.2 29.5 清理效率m2*h-1
0 |' P$ y2 N T) M" E; j( H4 } F12.7 7.13 7.93 8.35 8.75 9.14 9.57 压缩空气m3*min-1
: S! X; k$ G2 O9 U1 L; f- T 686 762 802 842 873 907 磨料Kg*h-1. q7 u @: _5 U9 @. D4 \
28.1 31.2 32.9 34.5 35.8 37.2 清理效率m2*h-1& R% o8 ^/ F+ H D8 C
3 l8 K% v1 ]8 |: q$ k, D- r1 J五、磨料速度与清理效率的比较5 X4 I' G a$ ^3 V1 E7 y# u8 P t3 g
工作压力MPa 磨料速度m*s-1 相对清理效率%
& X+ T9 q9 j5 r9 f0.7 187.7 100: h; Y- r& t5 Z! Y0 q0 J
0.67 178.7 93* X( _' g. c/ Y+ h- h. H/ E
0.63 163.1 85
2 s2 v& L) z/ ]( A0.60 147.5 78
k% i! e& t8 W0.56 120.7 70# L \) |6 `! a H4 R+ n
0.53 93.9 635 d/ O* X* N0 k+ U
0.49 84.9 55& q. p, j9 ]# b& w4 J/ U
注：1、喷丸清理的工作压力一般不应低于0.53MPa；2 T8 y* }( V# W8 p" R6 N- N
2、采用大喉径长文丘里型喷嘴。6 O, t5 M% q; j6 n
: l+ g# ]1 @0 E! _六、关于喷嘴6 e' y! r `; @, {
1、直桶形喷嘴) D T- C' v9 `2 ]3 Q7 V7 ^
" |2 E; _5 H6 }, @7 _2 t
直桶形喷嘴结构简单，其内部结构只有收缩段和平直段两部分。这种形式的喷嘴无法克服进口端存在的涡流现象，压力损失大，磨料出口速度在0.7MPa的压力条件下不足100m/s。
( Q# Z% B- f) W/ `+ A' \6 L
, ]0 B' B y" g1 k. R s7 X3 l2、文丘里形喷嘴
( E" c$ o* `& q( J4 m: W* ^% }
- d$ I4 M. X: N- N" L: `
* C5 u! f2 z7 U8 S! G0 L4 I文丘里形喷嘴在结构上分成收缩段、平直段和扩散段三部分，制作难度显著增加。; ^" s' o3 v N3 n' d9 C s
文丘里形喷嘴的气体动力学性能远优于直桶形喷嘴，涡流现象明显改善或不复存在，压力损失大幅度降低，在相同压力条件，磨料的出口速度可增加一倍以上，接近于声音的传播速度，磨料颗料所具有的动能大幅度提高，打击工件表面的能力大大增强了，这是文丘里形喷嘴工作效率提高的主要原因之一。
, O* |) z5 C9 y4 n9 W直桶形喷嘴和文丘里形喷嘴使用性能的一个很大区别在于磨料的发散均匀性，文丘里形喷嘴喷出的磨料在发散区域内分布很均匀，而直桶形喷嘴喷出的磨料有很大一部分集中在发散区域的中心部位，喷嘴在工件表面上的有效清理宽度窄，文丘里形喷嘴在工件表面上的有效清理宽度要大得多，而且有效清理区域内的磨料作用力的一致，磨料得到充分利用，工作效率提高就是必然的结果了。
; N- r# R/ w" A. {( L4 G 据资料介绍，文丘里喷嘴与直桶形喷嘴相比，工作效率可提高15%~40%，磨料消耗可降低20%。- o! q- o' f! y/ J* N/ m' x- W
1 J4 s6 K. e; s" T/ }3、双文丘里形喷嘴- n/ i) J) E' s+ Q+ g( ~7 J D
: [9 Y7 S+ x0 I+ C' R* L双文丘里形喷嘴有前后两个喷嘴，二者之间有间隔，在间隔处的四周有几个小孔。在这种一大一小、一前一后的喷嘴布置形式中，由于高速气流的作用，产生一个足够大的负压，将周围的空气吸入到喷嘴内，使喷出的空气量大于进入喷嘴的压缩空气，磨料的出口速度又有提高。另外，双文丘里形喷嘴的出口端直径比普通的文丘里形喷嘴大一些，磨料流的发散面要比普通文丘里形喷嘴大35%，清理效率自然要比普通文丘里形喷嘴更高。0 P. b o8 M7 R) `
双文丘里喷嘴使用时反冲力较小，操作省时省力，理论高速工作压力为0.42MPa，比其他喷嘴均低。
I( C* F. B8 Z V* f4 c: G# x9 H5 F5 ^# N( I6 l8 Q
4、大进口直径的文丘里形喷嘴% @9 m, Z, a5 s2 R% H* h8 }
: u0 z( A' I! B9 x- N7 L
普通文丘里形喷嘴的进口直径是1英寸，现在出现了一种进口端直径为1.25英寸的文丘里喷嘴，试验表明，在0.69MPa的压力条件下，大进口端的文丘里喷嘴出口速度可达到201m/s，比普通文丘里喷嘴提高12.5%。
9 c' [4 X4 y" \( b W, v
; s- r- `2 N; A( j& b" ?1 t5 B, p" g6、 方孔喷嘴# y2 j+ n2 T4 v, R2 D( M5 ]" U6 \
目前国外研制出一种进口端与出口端都成正方形的喷嘴，各方面试验表明，该喷嘴比文丘里形喷嘴的工作效率更高，经济性更好。
z9 D5 @6 H4 @0 o( T; M* g" y& K$ P
七、喷丸质量的评定5 F1 q) Q7 s5 z" B
1、清理质量等级* K, \5 q% A, u/ n% t
a、 最彻底清理级（Sa3）" c/ z! I- ]+ b
清理后的钢材表面呈完全一致的银灰色，有一定的表面粗糙度以提高涂层的附着能力；
6 m* G* h( W' Zb、 很彻底的清理等级（Sa2.5）
5 }+ X- E" A) Z" ?% W5 A清理后的钢材表面上不存在油脂、污垢、氧化皮、锈、腐蚀生成物、氧化物和其他杂质，允许存在由于清理不彻底而出现的阴影和色差，但每平方英寸上至少要有95%以上的表面达到最彻底清理级的水平，其余部分仅出现轻度的阴影和色差；6 Q0 _* l+ f( `, w& Q' w/ _6 q! B0 l3 R. y
c、 较彻底清理级
4 B9 G0 V( ?* R0 l清理后的钢材表面上不存在油脂、污垢、锈皮和其他杂质，氧化皮、锈和旧漆被清除，允许存在由于锈和氧化皮清除不彻底而出现的轻度阴影和色差，其面积在每平方英寸上不超过33%；如果钢材表面已经发生点蚀，蚀点深处允许有少量的锈和旧漆存在；. D. T3 d' R, L& {2 U& x3 f
d、 非彻底清理级9 k; N/ a$ A c* Z
表面经全面清理，油脂、污垢、松动的氧化皮和松动的漆皮被清除，与基材结全牢固、不能用非常锋利的铲刀清除的氧化皮、锈、油漆和涂层允许在清理后残留在表面上。表面上出现大量分布均匀的金属的斑点。8 m! \, H5 n; g$ h& D% ]+ P
0 o) w0 g. S" C9 o2、表面粗糙度' ^8 _! z' \7 z: i7 C
表面粗糙度和表面清洁度是同时产生的，确定适当的表面粗糙度与确定正确的清洁度要求同样重要。
8 e+ @+ ^8 {* }8 m' `* i表面粗糙度的作用
( F# y6 K- q3 M% h- ?/ `5 n1） 使涂层与工件表面间的实际结合面积增加，有利于提高涂层结合力；
# w% t8 R$ B: w# C' F1 k6 S; q2） 涂层在固化过程中会产生很大的内应力，粗糙度的存在可以有效消除涂层中的应力集中，防止涂层开裂；5 r8 s0 S9 Y+ e( p1 B
3） 表面粗糙度的存在可以支承一部分涂料的质量，有利于消除流挂现象，对于垂直涂装的表面，作用尤为明显。
- a4 y7 ~" _1 x( D影响粗糙度的因素如下：# D- ] m, Y5 i3 V: [# J! C
1） 磨料的粒度、硬度、颗粒形状；5 _6 j+ \8 X# K5 l) t" ]
2） 工件本身材质的硬度；" a, } z4 O1 ?& P
3） 压缩空气的压力及稳定性；0 w" _2 ?2 ]8 V
4） 喷嘴与工件表面间的距离及喷嘴与工件表面的夹角。6 |6 F# v. T( X* N) ]% \# J) [
与表面粗糙度相关的几个问题：
; H8 c; P3 l$ R6 E1 M5 D7 c1） 清理时间的长短与表面粗糙度大小几乎无关；, P3 b% P* }- p! R( V
2） 喷嘴与表面之间的夹角会影响表面粗糙度，但在45度与90度之间变化不是很明显；
/ O/ v5 U0 m" U: Z: r; }3） 用大颗粒磨料清理难以清理的表面可以提高工作效率，但会使用表面粗糙度偏高，研究表明，粒度大于1.2mm的磨料造成的粗糙度值偏高。用小粒度磨料对粗糙度偏高的表面重新清理一遍可以使粗糙度降低到规定要求。 |
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