CN106756727A - 一种磨辊用耐磨涂层的机器人自动化喷涂工艺 - Google Patents
一种磨辊用耐磨涂层的机器人自动化喷涂工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种磨辊用耐磨涂层的机器人自动化喷涂工艺,其喷涂工艺包括以下步骤:1)、喷枪及转台运动参数的确定,a)、根据磨辊的尺寸,计算转台转速和喷枪移动速度,具体计算过程如下:计算磨辊的转动周期T,单位为s,式中C是磨辊周长,即C=πD,D是磨辊的直径,b)、根据转动周期计算转台转速V转,单位为°/s,c)、喷枪移动速度为V枪,单位为mm/s。本发明的全自动喷涂工艺,达到应用范围广泛、操作简便和效率高的效果,主要用于在磨辊表面制备高性能和高可靠性耐磨涂层,相比手工喷涂具有不可替代的优越性,可大大提高磨辊部件表面耐磨涂层质量,进而延长磨辊部件使用寿命,降低磨辊的维修等综合成本。
Description
技术领域
本发明涉及材料表面防护技术领域,具体为一种磨辊用耐磨涂层的机器人自动化喷涂工艺。
背景技术
磨辊作为研磨设备的重要核心构件,在现代水泥、电力、矿山、耐火材料、煤炭和化工等行业领域得到广泛的应用。研磨设备在工作时,磨辊不但要承受碎石和砂粒等磨料的磨损,还要承受一定的冲击载荷,因此,磨辊要具有较高的耐磨性和一定的韧性。性能优越的磨辊可提高研磨效率、延长更换周期、节约用电和改善制粉工艺等。目前常用的耐磨防护方法主要是利用耐磨铸造合金制备磨辊,如高铬铸铁和合金钢,然而仅仅提高磨辊基体材料的硬度仍然不足以保证其服役的持久性。如果因磨辊磨损失效而重新铸造更换,势必造成极大的浪费,同时大大提高了生产成本。
因此,对磨辊进行修复和强化是非常必要的。为此,在磨辊工作部位采用表面涂层技术制备耐磨涂层抗击磨损是解决该问题既经济又有效的手段,从而延长磨辊部件的使用寿命,提高设备运行效率,降低综合成本,属于节能减排绿色再制造领域。超音速火焰喷涂(HVOF)技术作为一种先进的再制造技术,具有粒子速度快、结合强度高、涂层内部为压应力和可以厚成形等特点,广泛应用于各类大型磨损失效轴和辊的再制造。
实际喷涂过程中多采用手工喷涂方式,由于操作工人喷涂习惯及操作熟练程度差异,喷枪移动速度和喷涂距离等参数变化不一,很难保证涂层厚度均匀且质量稳定,气孔率也有大小不一,不尽相同。实际服役结果均显示采用手工喷涂方式制备的磨辊部件表面耐磨涂层质量不稳定,部分涂层提前失效。
因此,实现机械手自动化喷涂,相比手工喷涂具有不可替代的优越性,自动化喷涂是解决磨辊部件表面耐磨涂层质量稳定性的发展方向,可大大提高磨辊部件表面耐磨涂层质量,进而延长磨辊部件使用寿命,降低磨辊的维修等综合成本。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足,本发明提供了一种磨辊用耐磨涂层的机器人自动化喷涂工艺,解决了现有磨辊部件使用寿命短和维修成本高的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种磨辊用耐磨涂层的机器人自动化喷涂工艺,其喷涂工艺包括以下步骤:
1)、喷枪及转台运动参数的确定
a)、根据磨辊的尺寸,计算转台转速和喷枪移动速度,具体计算过程如下:计算磨辊的转动周期T,单位为s,式中C是磨辊周长,即C=πD,D是磨辊的直径;
b)、根据转动周期计算转台转速V转,单位为°/s;
c)、喷枪移动速度为V枪,单位为mm/s。
2)、编制自动化喷涂程序,采用机械手自带示教器现场编制或者离线编程软件编制。超音速火焰喷涂用主程序设置磨辊表面点距喷枪口距离为350-380mm,喷枪移动速度为10-20mm/s,转台转速为900-1000°/s,超音速喷涂轨迹走向沿磨辊轴向。
3)、基体准备与预处理,采用射吸式喷砂设备对磨辊基体表面进行喷砂预处理,喷砂选用12-16目石英砂,喷砂空气压力0.7-0.8MPa,喷砂距离150-160mm,喷枪喷出的压缩空气清洁和干燥,相对湿度小于20%。使得清理后的磨辊表面干燥、无灰尘、无油脂、无污垢和无锈斑附着物。喷砂处理后的基体表面要求粗糙和均匀,清洁等级达到Sa3.0-4.0,表面粗糙度Rz为70-100μm。
4)、耐磨涂层的制备,采用JP-8000超音速喷涂***制备涂层,涂层材料为WC-Co或WC-CoCr,喷涂工艺参数为:氧气流量1850-1950SCFH,煤油流量6-7GPH,送粉量75-90g/min,喷涂距离350-380mm,涂层厚度300-350μm。
一种磨辊用耐磨涂层的机器人,包括喷涂转台、磨辊、超音速火焰喷枪和机械手,所述喷涂转台的顶部中心处设置有磨辊,机械手内固定连接有超音速火焰喷枪,喷涂转台和机械手位于同一条水平线上,超音速火焰喷枪的喷射口与磨辊顶部的圆心位于同一条水平线上。
(三)有益效果
本发明提供了一种磨辊用耐磨涂层的机器人自动化喷涂工艺。具备以下有益效果:
(1)、本发明采用的自动化喷涂工艺,提升了喷涂涂层质量,减轻了人员操作强度。通过机械手夹持超音速火焰喷枪,编制自动化喷涂程序,优化调节喷涂工艺参数,从而在磨辊部件工作表面制备高性能和高耐磨的耐磨涂层,提高了磨辊部件的使用寿命。
(2)、本发明的全自动喷涂工艺,达到应用范围广泛、操作简便和效率高的效果,主要用于在磨辊表面制备高性能和高可靠性耐磨涂层,相比手工喷涂具有不可替代的优越性,自动化喷涂是解决磨辊部件表面耐磨涂层质量稳定性的发展方向,可大大提高磨辊部件表面耐磨涂层质量,进而延长磨辊部件使用寿命,降低磨辊的维修等综合成本。
附图说明
图1为本发明磨辊用耐磨涂层自动化喷涂机器人的结构示意图。
图中:1喷涂转台、2磨辊、3超音速火焰喷枪、4机械手。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种技术方案:一种磨辊用耐磨涂层的机器人自动化喷涂工艺,其喷涂工艺包括以下步骤:
1)、喷枪及转台运动参数的确定
a)、根据磨辊的尺寸,计算转台转速和喷枪移动速度,具体计算过程如下:计算磨辊的转动周期T,单位为s,式中C是磨辊周长,即C=πD,D是磨辊的直径;
b)、根据转动周期计算转台转速V转,单位为°/s;
c)、喷枪移动速度为V枪,单位为mm/s。
2)、编制自动化喷涂程序,采用机械手自带示教器现场编制或者离线编程软件编制。超音速火焰喷涂用主程序设置磨辊表面点距喷枪口距离为350-380mm,喷枪移动速度为10-20mm/s,转台转速为900-1000°/s,超音速喷涂轨迹走向沿磨辊轴向。
3)、基体准备与预处理,采用射吸式喷砂设备对磨辊基体表面进行喷砂预处理,喷砂选用12-16目石英砂,喷砂空气压力0.7-0.8MPa,喷砂距离150-160mm,喷枪喷出的压缩空气清洁和干燥,相对湿度小于20%。使得清理后的磨辊表面干燥、无灰尘、无油脂、无污垢和无锈斑附着物。喷砂处理后的基体表面要求粗糙和均匀,清洁等级达到Sa3.0-4.0,表面粗糙度Rz为70-100μm。
4)、耐磨涂层的制备,采用JP-8000超音速喷涂***制备涂层,涂层材料为WC-Co或WC-CoCr,喷涂工艺参数为:氧气流量1850-1950SCFH,煤油流量6-7GPH,送粉量75-90g/min,喷涂距离350-380mm,涂层厚度300-350μm。
如图1所示,一种磨辊用耐磨涂层的机器人,包括喷涂转台1、磨辊2、超音速火焰喷枪3和机械手4,喷涂转台1的顶部中心处设置有磨辊2,机械手4内固定连接有超音速火焰喷枪3,喷涂转台1和机械手4位于同一条水平线上,超音速火焰喷枪3的喷射口与磨辊2顶部的圆心位于同一条水平线上。
采用自动化喷涂工艺制备的耐磨涂层,微观结构良好,气孔率适中,界面结合良好,涂层中无微观裂纹、夹渣和生粉等缺陷,涂层结合强度高,耐磨性能好,达到了设计要求,经过上述工艺制备的耐磨涂层,显著提高了磨辊的耐磨性能,服役寿命显著提高。
实施例一
一种磨辊用耐磨涂层的机器人自动化喷涂工艺,其喷涂工艺包括以下步骤:
1)、喷枪及转台运动参数的确定
a)、根据磨辊的尺寸,计算转台转速和喷枪移动速度,具体计算过程如下:计算磨辊的转动周期T,单位为s,式中C是磨辊周长,即C=πD,D是磨辊的直径;
b)、根据转动周期计算转台转速V转,单位为°/s;
c)、喷枪移动速度为V枪,单位为mm/s。
2)、编制自动化喷涂程序,采用机械手自带示教器现场编制或者离线编程软件编制。超音速火焰喷涂用主程序设置磨辊表面点距喷枪口距离为350-380mm,喷枪移动速度为10-20mm/s,转台转速为900-1000°/s,超音速喷涂轨迹走向沿磨辊轴向。
3)、基体准备与预处理,采用射吸式喷砂设备对磨辊基体表面进行喷砂预处理,喷砂选用12-16目石英砂,喷砂空气压力0.7-0.8MPa,喷砂距离150-160mm,喷枪喷出的压缩空气清洁和干燥,相对湿度小于20%。使得清理后的磨辊表面干燥、无灰尘、无油脂、无污垢和无锈斑附着物。喷砂处理后的基体表面要求粗糙和均匀,清洁等级达到Sa3.0-4.0,表面粗糙度Rz为70-100μm。
4)、耐磨涂层的制备,采用JP-8000超音速喷涂***制备涂层,涂层材料为WC-12Co,喷涂工艺参数为:氧气流量1950SCFH,煤油流量6.5GPH,送粉量75g/min,喷涂距离380mm,涂层厚度350μm。
实施例二
一种磨辊用耐磨涂层的机器人自动化喷涂工艺,其喷涂工艺包括以下步骤:
1)、喷枪及转台运动参数的确定
a)、根据磨辊的尺寸,计算转台转速和喷枪移动速度,具体计算过程如下:计算磨辊的转动周期T,单位为s,式中C是磨辊周长,即C=πD,D是磨辊的直径;
b)、根据转动周期计算转台转速V转,单位为°/s;
c)、喷枪移动速度为V枪,单位为mm/s。
2)、编制自动化喷涂程序,采用机械手自带示教器现场编制或者离线编程软件编制。超音速火焰喷涂用主程序设置磨辊表面点距喷枪口距离为350-380mm,喷枪移动速度为10-20mm/s,转台转速为900-1000°/s,超音速喷涂轨迹走向沿磨辊轴向。
3)、基体准备与预处理,采用射吸式喷砂设备对磨辊基体表面进行喷砂预处理,喷砂选用12-16目石英砂,喷砂空气压力0.7-0.8MPa,喷砂距离150-160mm,喷枪喷出的压缩空气清洁和干燥,相对湿度小于20%。使得清理后的磨辊表面干燥、无灰尘、无油脂、无污垢和无锈斑附着物。喷砂处理后的基体表面要求粗糙和均匀,清洁等级达到Sa3.0-4.0,表面粗糙度Rz为70-100μm。
4)、耐磨涂层的制备,采用JP-8000超音速喷涂***制备涂层,涂层材料为WC-10Co-4Cr,喷涂工艺参数为:氧气流量1950SCFH,煤油流量6.5GPH,送粉量90g/min,喷涂距离330mm,涂层厚度350μm。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (2)
1.一种磨辊用耐磨涂层的机器人自动化喷涂工艺,其特征在于,其喷涂工艺包括以下步骤:
1)、喷枪及转台运动参数的确定
a)、根据磨辊的尺寸,计算转台转速和喷枪移动速度,具体计算过程如下:计算磨辊的转动周期T,单位为s,式中C是磨辊周长,即C=πD,D是磨辊的直径;
b)、根据转动周期计算转台转速V转,单位为°/s;
c)、喷枪移动速度为V枪,单位为mm/s。
2)、编制自动化喷涂程序,采用机械手自带示教器现场编制或者离线编程软件编制。超音速火焰喷涂用主程序设置磨辊表面点距喷枪口距离为350-380mm,喷枪移动速度为10-20mm/s,转台转速为900-1000°/s,超音速喷涂轨迹走向沿磨辊轴向。
3)、基体准备与预处理,采用射吸式喷砂设备对磨辊基体表面进行喷砂预处理,喷砂选用12-16目石英砂,喷砂空气压力0.7-0.8MPa,喷砂距离150-160mm,喷枪喷出的压缩空气清洁和干燥,相对湿度小于20%。使得清理后的磨辊表面干燥、无灰尘、无油脂、无污垢和无锈斑附着物。喷砂处理后的基体表面要求粗糙和均匀,清洁等级达到Sa3.0-4.0,表面粗糙度Rz为70-100μm。
4)、耐磨涂层的制备,采用JP-8000超音速喷涂***制备涂层,涂层材料为WC-Co或WC-CoCr,喷涂工艺参数为:氧气流量1850-1950SCFH,煤油流量6-7GPH,送粉量75-90g/min,喷涂距离350-380mm,涂层厚度300-350μm。
2.一种磨辊用耐磨涂层的机器人,包括喷涂转台(1)、磨辊(2)、超音速火焰喷枪(3)和机械手(4),其特征在于:所述喷涂转台(1)的顶部中心处设置有磨辊(2),机械手(4)内固定连接有超音速火焰喷枪(3),喷涂转台(1)和机械手(4)位于同一条水平线上,超音速火焰喷枪(3)的喷射口与磨辊(2)顶部的圆心位于同一条水平线上。
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