CN107791153B

CN107791153B - 一种半自动现场喷砂除锈设备

Info

Publication number: CN107791153B
Application number: CN201710331971.8A
Authority: CN
Inventors: 王建纯; 陈维熙; 何平; 黄泽晟; 唐军; 杜彬彬; 陈旭; 吴独秀; 余海敏; 邓建辉; 邱平安; 彭俭夫
Original assignee: Hunan Liujian Electromechanical Installation Co ltd
Current assignee: Hunan Liujian Electromechanical Installation Co ltd
Priority date: 2017-05-11
Filing date: 2017-05-11
Publication date: 2024-06-04
Anticipated expiration: 2037-05-11
Also published as: CN107791153A

Abstract

本发明公开了一种半自动现场喷砂除锈设备。所述半自动现场喷砂除锈设备包括：用于可拆卸地固定在待喷砂对象上的水平行走导轨，装在水平行走导轨上且可沿着水平行走导轨行走的水平行走小车；用于可拆卸地固定在待喷砂对象上的竖向行走轨道，装在竖向行走轨道上由驱动装置驱动沿着竖向行走轨道上下移动的竖向行走小车；所述水平行走小车和/或竖向行走小车上装有喷砂枪；所述水平焊缝和竖向焊缝的结合处设有转换对接机构。本发明可以对垂直面上的水平和竖向焊缝进行喷砂处理，生产效率高，劳动强度低，安全性能好。

Description

一种半自动现场喷砂除锈设备

技术领域

本发明涉及一种小型半自动现场喷砂除锈设备，属于喷砂除锈领域。

背景技术

目前在国内大型储罐（柜）施工中，大型储罐（柜）的直径一般在10-30多米，高度10-40米左右，钢板用量很大，钢板进场后一般都会进行喷砂除锈处理，喷涂防锈漆后现场焊接拼装，焊缝长度长，且大部分为垂直钢板面上的焊缝。一般的施工单位都是采取手工和电动工具对这些焊缝进行打磨来除锈，这种方法工效低、劳动强度高、安全隐患大，除锈质量较低，一般就达到St2，甚至还低，且质量不稳定，人为因素大。若采用喷砂工艺，则只能采取开放式喷砂，可以保证除锈质量，可以达到Sa2.5级，但喷砂粉尘对现场环境污染很大，其他专业无法同时施工，同时，高空作业，劳动强度大，安全隐患大，施工成本高。因此，绝大部分施工单位都没有采用喷砂工艺。

焊缝除锈质量不好，将使得焊缝部分的涂覆质量大幅度降低，表现为在很短的时间内，一般2到3年焊缝部位便开始出现涂料脱落，锈渍露出，而钢板本体表面因喷砂处理过，涂料质量还很好，这样便产生了焊缝处涂料与其他部分涂料不等寿命。使用单位不得不停止工作，对储罐（柜）进行维修补刷涂料，提高了使用成本，同时产生不良的社会影响。

发明内容

本发明旨在提供一种半自动现场喷砂除锈设备，该喷砂除锈设备可以对垂直面上的水平和竖向焊缝进行喷砂处理，生产效率高，劳动强度低，安全性能好。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种半自动现场喷砂除锈设备，其特征在于，包括：

用于可拆卸地固定在待喷砂对象上的水平行走导轨，装在水平行走导轨上且可沿着水平行走导轨行走的水平行走小车；

用于可拆卸地固定在待喷砂对象上的竖向行走轨道，装在竖向行走轨道上由驱动装置驱动沿着竖向行走轨道上下移动的竖向行走小车；

所述水平行走小车和/或竖向行走小车上装有喷砂枪；所述喷砂枪的喷射口用于对准待喷砂对象的焊缝，所述焊缝包括水平焊缝和竖向焊缝；

所述水平焊缝和竖向焊缝的结合处设有将水平行走小车从在水平行走导轨上行走转换为在竖向行走轨道上行走，或将竖向行走小车从在竖向行走轨道上行走转换为在水平行走导轨上行走的转换对接机构；

优选所述竖向焊缝为竖向直线焊缝，所述水平焊缝为水平直线焊缝或水平曲线焊缝。

优选所述待喷砂对象为储罐或柜，所述水平行走导轨和竖向行走轨道均装在储罐或柜的内壁或外壁上，水平行走小车和竖向行走小车在储罐或柜的内壁或外壁上行走。

由此，通过相应的行走小车带动喷枪自行行走，工作小车电动行走，可调速，小车行走导轨安装方便可靠。不需人工握持，避免了手持喷枪工作，降低了劳动强度。此外，通过转换对接机构可以实现小车在水平行走导轨和竖向行走轨道上的转换，从而实现半自动化。

根据本发明的实施例，还可以对本发明作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：

优选地，所述转换对接机构包括安装在水平行走小车的安装底板上的两根导向管，可拆卸地固定在待喷砂对象上的竖向布置的两根导杆架，所述导杆架上装有竖向滑轨，所述导杆架的顶端用于与所述水平行走小车的安装底板上的导向管对接相连；优选所述导杆架通过磁力座吸附固定在待喷砂对象上。由此，将导杆架***水平行走小车的垂直底板上的左右导向管下端部的定位圆孔内，调整好导杆架的上下距离后，将导杆架吸附固定在待喷砂对象上。导杆架安装并固定好后，开启竖向行走小车的驱动装置的开关，再将竖向滑轨固定锁销解锁，缓慢调整竖向行走小车的驱动装置的驱动速度，使竖向行走小车开始下行到导杆架的底端后停止，并调整使喷砂枪对准竖向焊缝的下末端。工作时，开启喷砂枪砂流和文氏除尘压缩空气，再次反向驱动竖向行走小车上行，使竖向行走小车以水平小车行走的相同速度向上行走，对竖向焊缝进行喷砂处理。

为了减小环境污染，所述喷砂枪装在喷砂封闭室上，该喷砂封闭室装在所述水平行走小车和/或竖向行走小车上；优选喷砂封闭室上装有用于行走在待喷砂对象上的行走托轮。由此，通过喷砂封闭室的设置，可以避免砂砾飞溅和扬尘。

为了方便调整喷枪的喷头位置，所述喷砂封闭室上还装有用于调整喷砂枪的喷头喷射位置的喷砂枪调整装置，优选所述喷砂枪调整装置包括喷砂枪调整手柄，该喷砂枪调整手柄的转动可带动所述喷砂枪的喷头沿着喷头轴线方向移动。

根据本发明的实施例，所述喷砂封闭室具有朝向待喷砂对象的第一侧和用于安装喷砂枪的喷头的第二侧，该第一侧和第二侧相对设置，且所述喷砂封闭室的第一侧开口；优选所述喷砂封闭室的下端开有余砂回收口；优选所述喷砂封闭室的第一侧的周向装有挡砂结构，该挡砂结构用于设置在喷砂封闭室与待喷砂对象之间。

所述挡砂结构为工业条刷；优选所述喷砂封闭室上装有调整工业条刷相对喷砂封闭室的第一侧伸出长度的条刷补偿装置；更优选所述条刷补偿装置为如下两种结构形式之一：

i、所述条刷补偿装置包括装在喷砂封闭室与工业条刷的安装框之间的伸缩杆，该伸缩杆用于调整和补偿工业条刷相对喷砂封闭室的第一侧的伸出长度；

ii、所述条刷补偿装置包括用于安装工业条刷的L形板，以及设置在喷砂封闭室上的支撑条，以及装在支撑条上的调整螺栓；所述调整螺栓紧压在所述L形板的支撑面上，并可驱动L形板朝向待喷砂对象移动。

由此，工业条刷既能阻挡砂料喷出，又可以保证粉尘回收时喷砂封闭室内的压力平衡和保证虹吸效果。

为了方便回收粉尘，所述喷砂封闭室上设有粉尘回收装置,优选所述粉尘回收装置为文氏除尘装置，更优选所述粉尘回收装置包括喉管和虹吸管；所述喉管的一端为压缩空气入口，另一端为粉尘出口；所述喉管通过虹吸管与所述喷砂封闭室连通。由此，通过喷砂封闭室可以将粉尘限制在一个相对密闭的空间内，然后通过粉尘回收装置进行回收，避免粉尘污染。当压缩空气从喉管的一端进入，即可将粉尘虹吸出后，从粉尘出口收集。

为了方便调整喷砂枪的喷口位置，所述水平行走小车与所述喷砂枪之间设有用于调节喷砂位置的垂向位置调节机构。由此，可以避免反复调整水平行走导轨的问题。

所述水平行走导轨通过连接板固定在磁力座上，所述水平行走导轨和竖向行走轨道均通过相应的磁力座吸附固定在待喷砂对象上。由此，通过磁力座实现相应导轨与待喷砂对象之间的连接，方便可靠。

为了方便驱动相应的小车按照设计的轨迹移动，从而带动喷枪对待喷砂对象进行喷砂除锈，所述水平行走小车通过水平行走直流电机驱动；所述竖向行走小车由装在水平行走小车顶端的提升直流电机驱动。由此，水平行走直流电机和提升直流电机均为低压（12V）直流供电，可以保证施工人员的用电安全。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、对现场水平和竖向焊缝进行连续喷砂除锈处理。喷砂宽度40—80mm，喷砂后焊缝表面达到Sa2.5级，质量稳定可靠。

2、工作小车电动行走，可调速，小车行走导轨安装方便可靠。不需人工握持，降低劳动强度。

3、小车（喷砂枪）行走轨迹满足：垂直钢板面上的水平曲线（直线）焊缝、垂直直线焊缝、贴角曲线（直线）焊缝、部分特殊部位焊缝（手持）。

4、近场除尘效果好，粉尘回收90-95%，工况好，对现场无污染。

5、效率高，小车行走喷砂速度V≥20m/h。

6、小车部分无交流电源（采用直流电机，24V电池供电。空气压缩机和砂筒放置底面，正压送砂），高空作业无触电危险。

附图说明

图1是本发明内圈整体喷砂除锈状态示意图；

图2是本发明外圈整体喷砂除锈状态示意图；

图3为本发明对水平焊缝进行喷砂除锈的原理图；

图4是图3的左视图；

图5为本发明对竖向焊缝进行喷砂除锈的原理图；

图6是图5的左视图；

图7是图5的局部放大图；

图8是图7左视图；

图9是图7中行走轮处的剖视图；

图10是图8的俯视图；

图11是本发明所述的水平行走导轨的安装示意图；

图12是本发明通过驱动装置驱动竖向行走小车上下移动的示意图；

图13是图12的左视图；

图14是图12的俯视图；

图15是竖向行走小车位于焊缝最下端的喷砂状态图；

图16是图15的左视图；

图17是导杆架与水平行走小车的安装底板上的导向管对接示意图；

图18是图17的俯视图；

图19是本发明喷砂原理图；

图20是本发明的工业条刷装置示意图；

图21是本发明的工业条刷装置一种调节方式的示意图；

图22是本发明的工业条刷装置另一种调节方式的示意图；

图23是本发明余砂回收的原理图；

图24是图23的左视图；

图25是图本发明所述余砂回收的侧视图；

图26是图25的横截面图；

图27是26的A处放大图。

图28是本发明水平行走电机的行走力学示意图；

图29是本发明竖向行走电机的行走力学示意图。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

一种小型半自动现场喷砂除锈设备，如图3-6所示，所述喷砂除锈设备主要包括水平行走小车1、水平行走导轨结构、导杆架结构三大部分，具体见图3-4所示的水平焊缝喷砂示意图和图5-6所示的竖向焊缝喷砂示意图。

另需配备：空气压缩机19、油水分离器、调压阀、压缩空气管、正压储砂罐29和输砂管等。

图1和2分别是本发明对内圈（图1）和外圈（图2）的整体进行喷砂除锈状态示意图，参照图1和2所示，本发明的喷砂除锈设备21正在对大型储罐（柜）进行水平焊缝和竖向焊缝喷砂除锈，储罐（柜）自储罐（柜）底部向储罐（柜）顶部20分为多层（圈），相邻两层（圈）之间形成水平焊缝100，每一层（圈）由多块曲面钢板拼焊而成，相邻两块钢板之间形成竖向焊缝200。

从图1到图2，正在焊接的焊缝30焊接完毕后整体向上提升，再在下部加入一圈钢板，还在同一位置进行焊接，即总在底层焊接焊缝30。在从下部数起第二层上进行水平和竖向焊缝的喷砂31处理；从下部数起第三层以上均为已焊接和喷砂处理完毕层32。

参照图3和图4所示，水平行走小车1上主要装有垂直提升直流电机2（优选为方箱齿轮减速器80GK500，60WZYT永磁直流电机）、水平行走直流电机3（优选为方箱齿轮减速器80GK500，60WZYT永磁直流电机）、竖向滑轨6、竖向行走小车7、文氏布袋除尘8（优选型号为208的涤纶圆形除尘布袋）、水平行走轮9、喷砂封闭室10、余砂回收装置11、水平行走托轮12、控制箱13、喷砂枪14、文氏布袋除尘装置15,16。水平行走导轨4设置在水平焊缝100的上方，水平焊缝100的下方为已焊接的钢板22。

如图11所示，水平行走导轨结构主要包括多节水平行走导轨4和多个手动磁力座5（6001吸附力80kgf）。相邻两节水平行走导轨4通过轨道接口图11中的24对接相连，水平行走导轨通过连接板图8中的51安装在相应的手动磁力座5上。

导杆架结构主要包含手动磁力座5（6001吸附力80kgf）和导杆架17，导杆架17由不锈钢矩形管拼接而成。

本发明的工作原理如下：

如图7-10所示，首先将若干手动磁力座5，按400-600mm的水平间距（并与下端水平焊缝等距）排列，打开磁力开关吸附在水平焊缝上端的钢板22上，再在其上通过连接板51安装水平行走导轨4，见图3和4。水平行走导轨4采用50mm*5mm的不锈钢，长度2m-3m，且应不少于3根，按小车行进方向接续安装。

水平行走小车1上的垂直底板上分别装有水平行走直流电机3和从动行走轮32。如图8所示，水平行走直流电机3的前端装有内槽滚花的主动行走轮31。

如图5和6所示，水平行走小车1上的水平顶板上装有连接于垂直提升直流电机2的卷扬绳筒，即垂直小车提升装置18，绳筒上绕有不锈钢丝绳，不锈钢丝绳另一端与竖向行走小车7连接。

如图12-14所示，水平行走小车1上的垂直底板上还分别装有左右两根不锈钢矩形钢管，其下部内侧装有3节式竖向滑轨6（类似于抽屉滑轨，承载能力≥50kg）。在两根竖向滑轨6的内侧之间安装竖向行走小车7。在左右两根不锈钢矩形钢管的下部分别装有两个水平行走托轮12。

两根不锈钢矩形钢管的上部装有电池和控制箱13。

如图13所示，竖向行走小车7主要包括：喷砂封闭室10、喷砂枪14（喷嘴直径Ø3.5）、文氏布袋除尘15、粉尘收集袋16、余砂槽盒等。它们都随竖向滑轨的移动而移动。

当进行水平焊缝喷砂时，垂直提升直流电机2不工作，竖向行走小车7部分固定不动，此时竖向滑轨6被锁销固定，不能滑动。

水平焊缝喷砂过程如下：

首先在罐壁钢板上安装好水平行走导轨。

参照图1-4所示，正压储砂罐29装好石英砂，启动空气压缩机19，整定好调压阀压力。打开控制箱13电源开关，缓慢调整水平行走直流电机3转速，使行走平稳，开启喷砂枪砂流和文氏除尘压缩空气。检查喷砂后焊缝表面的处理质量，应达到Sa2.5级,水平行走速度一般应在6-12mm/s，即360-720mm/min，锁定电机转速。同时还应检查：水平行走托轮的运转情况、余砂回收情况、除尘效果等。

不同板厚的焊缝宽度不同，应调整喷嘴的大小，可在Ø2.5-Ø5范围选择调整。

正常喷砂行走时，还应进行以下工作：

1、水平行走导轨4的接续安装；

2、喷砂轨迹不偏移检查和修正；

3、石英砂的补充；

4、除尘布袋和余砂布袋的及时更换。

竖向焊缝喷砂过程如下：

如图15和16所示，当水平行走小车1行走到竖向焊缝处时，停车，暂停喷砂，并用点动按钮调整水平行走小车1的位置，使喷砂枪对准竖向焊缝。

将导杆架17的两根不锈钢管***水平行走小车1上垂直底板上的左右两根不锈钢矩形钢管23下端部的定位圆孔内。调整好导杆架17的上下距离后，打开4个磁力开关使导杆架17吸附固定在钢板上，见图5和6所示。

导杆架17安装并固定好后，打开垂直提升直流电机2电源开关（水平运行和垂直运行直流电机的运行为互锁，两台电机不能同时工作），再将竖向滑轨6固定锁销解锁，缓慢调整垂直提升直流电机2的转速，使竖向行走小车7开始下行到导杆架17的底端后停机，点动调整使喷砂枪对准竖向焊缝的下末端。开启喷砂枪砂流和文氏除尘压缩空气，再次反向启动垂直提升直流电机2，使竖向行走小车7以水平小车行走的相同速度向上行走，对竖向焊缝进行喷砂处理。

喷砂上行时，应进行以下工作：

1、喷砂后焊缝表面质量应达到Sa2.5级；

2、喷砂轨迹不偏移检查和修正；

3、注意上行速度平稳，卷扬绳筒上Ø3不锈钢丝绳不爬层；

4、石英砂的补充；

5、除尘布袋和余砂布袋的及时更换。

当喷砂枪喷到竖向焊缝的上末端，即达到水平焊缝后，垂直提升直流电机2停机，竖向行走小车7与竖向滑轨6锁销锁定。

切换电源，再次启动水平行走直流电机3，继续向前进行水平焊缝的喷砂。

喷砂封闭室10的结构和功能

见图19-21所示，喷砂封闭室10为一个一面开口的盒子，开口面端装有工业条刷25，条刷25与已焊接钢板接触后使得喷砂封闭室10成为一个相对密闭的空间。喷砂封闭室10两侧与竖向滑轨6的前段滑轨条连接，使喷砂封闭室10可以随竖向滑轨6向下滑动。

喷砂封闭室10上装有：喷砂枪14、喷砂枪调整固定手柄、文氏布袋除尘进气管口和虹吸管、余砂回收装置11的漏砂接口、工业条刷装置等。

如图19所示，通过喷砂枪14调整固定手柄26，可以调整喷砂枪的前后位置，以获得不同的喷砂宽度和喷砂力度。

调整喷砂枪的前后位置、正压砂流的工作压力砂速和行走小车的行走速度，使喷砂效果达到最佳，同时使用砂量最小，工作效率最高。

如图20所示，工业条刷装置是一个用工业条刷制作的四方框，它的主要作用是密封，防止过多的粉尘泄漏。

由于已焊接钢板的平面不是很平整，同时小车在不断行走，毛刷与钢板有摩擦，有磨损。为了解决这个问题，本发明提出了两种解决方案：

方案一：工业条刷25装有手动补偿装置，通过条刷补偿调整螺栓27来调整工业条刷25，以保证有稳定的密封效果，见图20和22。当工业条刷25有过多磨损，密封不好时，应及时停车更换工业条刷25制作的四方框。

方案二：如图21所示，依靠四根伸缩杆产生的推力将工业条刷框向前推，使毛刷贴紧在已焊接钢板上，使其既能防止喷砂封闭室10中的粉尘漏出，又可以外部新鲜空气进入（在文氏除尘布袋除尘下，喷砂封闭室10内将产生负压）。

由于水平行走小车1的行走，毛刷前端将与已焊接钢板产生摩擦，毛刷将不断被磨损变短，这些磨损变短将由四根伸缩杆28产生的推力来进行自动补偿，以保证毛刷前端与已焊接钢板始终保持合适的压力。

缓冲用的伸缩杆28有四个，其最大行程为30mm，工作推力（恒压力）为5-10N。

如图23和24所示，余砂回收装置11的漏砂接口位于喷砂封闭室的下端面，当高速石英砂撞击焊缝和钢板后，一部分石英砂被撞成了粉末，另一部分则还保持有一定大小。这些余砂颗粒具有一定重量，不会被正压虹吸气流带走，在重力作用下，余砂颗粒将顺着余砂回收装置11落入回收袋中，并可再次利用。

文氏布袋除尘8主要由进气管口、虹吸管和208涤纶圆形除尘布袋组成。当管口通入压缩空气后，在高速气流的作用下，虹吸管81处将产生负压，将粉尘从喷砂封闭室内吸出，并经管道吹入除尘布袋，空气透过布袋排出，粉尘被布袋拦截后落入袋中，防止了粉尘对环境的污染。

如图25-27所示，所述喷砂封闭室10上设有粉尘回收装置,优选为文氏除尘装置。所述粉尘回收装置包括喉管105和虹吸管81；所述喉管105的一端为压缩空气入口，另一端为粉尘出口；所述喉管105通过虹吸管81与所述喷砂封闭室10连通，虹吸管81与喷砂封闭室10之间设有橡胶圈103。如图3所示，所述喉管105的粉尘出口通过管道15与除尘袋16连通。如图4所示，所述喉管105通过支承板102安装在喷砂封闭室10上，管道与支承板102之间设有橡胶圈103。

所述虹吸管81与喷砂封闭室10连通的一端设置在喷砂封闭室10侧壁下部。

控制箱13的基本结构：控制箱13主要由电器控制部分和电池两部分组成。电器控制部分包含有两台直流电机的自保持、电动、正反转、互锁等控制，以及电池充电装置（考虑安全因素，不设浮充，只考虑下班关机后对电池的充电）。

电池部分为24V，20Ah的18650锂离子电池组,电池容量达20Ah，直流电机额定电流为2.5A，因此电池理论可工作时间可达到8h,满足单班工作。若要求两班连续工作，可使用另一块备用电池组，轮换工作使用。

电机驱动验算

计算图如图28所示。

水平行走电机计算：

见图28

设备计算重量为35kg，余砂和粉尘重量10kg，

∴设备重G’=35+10=45kg

考虑设备运行的冲击、轨道的不平整、其他阻力等因素，取动载系数k=1.5。

∴总计算荷载 G=kG’=1.5G’=1.5X45=67.5kg

取G=70kg计算

主从动水平行走轮与水平行走导轨4为钢与钢滚动摩擦，其摩擦系数为

μ₁=0.15

水平行走托轮12与钢板间为橡胶与钢轨的动摩擦，其摩擦系数为

μ₂=0.4-0.6，取0.6

计算A、B两点的摩擦力矩F1，F2（阻力矩）：

正压力 N_A=N_B=G/2

水平行走轮总摩擦力矩 M_AB=μ₁GX0.02=0.15X70kgX0.02m=2.1N-m。

计算C、D两点的摩擦力矩F3，F4（阻力矩）：

正压力ΣM_（ab）=0

GX（110-64）- Nx（480-20）=0

Nx=7kg

水平行走托12轮总摩擦力矩

M_CD=μ₂NxX0.035=0.6X7kgX0.035=1.47N-m

∴总水平行走阻力矩为M’= M_AB+ M_CD=2.1+1.47=3.57N-m

水平行走电机驱动力矩计算

∵M=9550 P/n （N-m）

且P=0.06kw

n=4rpm

∴M₆₀=9550X 0.06/4=143N-m

M₆₀远远大于M’=3.57N-m。

改用：方箱齿轮减速器70GK500，30WZYT永磁直流电机。

P=0.03kw

n=4rpm

考虑采用电机调速，效率会降低，进行计算：

∴M₃₀=（9550X 0.03X/4）Xη=50.13N-m（取效率η=0.7）

M₃₀还远大于M’=3.57N-m。

再改用：方箱齿轮减速器60GK500，20WZYT永磁直流电机

P=0.02kw

n=4rpm

∴M₂₀=（9550X 0.02X/4）X η=33.42N-m>M’=3.57N-m

∴选用方箱齿轮减速器60GK500，20WZYT永磁直流电机可完全满足水平驱动要求。

垂直行走电机计算，见计算图29。

为方便制造安装和维护，垂直行走电机也采用与水平行走电机相同的型号规格。

∴其驱动转矩也为

M₂₀=（9550X 0.02X/4）X η=33.42N-m

∵垂直行走电机是通过驱动其前端的卷扬绳筒，用钢丝绳将竖向行走小车7提升上来。

∴在电机驱动下，钢丝绳可以产生的拉力为P。

Mx=PX0.018

∴P’=Mx/0.018=M₂₀/0.018=33.42/0.018=1857N=185.7kg

考虑垂直导向部分的摩擦、钢丝绳的偏斜等因素，乘以折减系数0.8，即

P=185.7X0.8=148.56kg

∴钢丝绳可以产生的拉力为P=148kg；

竖向行走小车7的计算重量为14kg，余砂和粉尘重量10kg，考虑冲击等其他因素，取动载系数为2。

则荷载Gc=（14+10）X 2=48kg。

∵P=148kg>Gc=48kg

∴方箱齿轮减速器60GK500，20WZYT永磁直流电机，完全满足垂直行走使用要求。

电气控制部分

当改用20WZYT永磁直流电机后，其额定电流降为1.34A，24V 20Ah的18650锂离子电池组的理论使用时间将提高到14.2h。

直流电机的调速器应有平滑的调速特性，在50%-100%V范围内无爬行。调速后电机的机械特性好。可正反转（正反转之间有延时，无冲击），转速显示准确，启动和停止无冲击。两台电机的控制应有互锁（可考虑一套控制***可分别控制水平直流电机和垂直直流电机）。有过载保护功能。

充电部分采用AC220V电源（在下班时间引入市电，对电池进行充电）。经整流稳压后对电池进行较长时间充电（慢充），不得快充。纹波小，发热小。有极性保护功能。使用安全可靠。具体充电部分的参数应参看18650锂离子电池组的有关要求。

供砂供气***参数

因喷砂枪大小可调整，按最大直径Ø5考虑，加上文氏布袋除尘需压缩空气，故选用排量为1.2m³的空气压缩机19，压力设定为0.6-0.8MPa。排气经油水分离器后分成两路，一路给正压砂罐，一路给文氏布袋除尘用。正压砂罐装砂容量>50L，装有脚轮，可以现场移动。正压输砂管与砂罐和喷砂枪配套，长度≤20m。

根据喷砂机的水平移动，空气压缩机19和正压储砂29罐配合进行适当移动。

设备的特点

1、恒速度恒距离对焊缝进行喷砂，可可靠保证焊缝表面除锈有着较高和稳定的质量。

2、本发明具有喷砂封闭室，可有效减少粉尘对环境的污染，同时可回收较大颗粒的余砂。

3、水平和竖向焊缝均为自动喷砂，大幅度降低了施工人员的劳动强度。

4、采用24V直流供电，没有用220V交流电的用电安全隐患。

5、导轨和设备的安装方便，在满足水平和竖向焊缝喷砂外，还可取下喷砂***持喷砂。

6、喷砂效率高，可达到21.6m/h 以上。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims

1.一种半自动现场喷砂除锈设备，其特征在于，用于大型储罐或柜的喷砂除锈，所述喷砂除锈设备包括：

用于可拆卸地固定在待喷砂对象上的水平行走导轨（4），装在水平行走导轨（4）上且可沿着水平行走导轨（4）行走的水平行走小车（1）；

用于可拆卸地固定在待喷砂对象上的竖向行走轨道，装在竖向行走轨道上由驱动装置驱动沿着竖向行走轨道上下移动的竖向行走小车（7）；所述竖向行走轨道为抽屉式竖向滑轨（6）；

所述水平行走小车（1）上装有垂直提升直流电机（2）和竖向行走小车（7）；

所述竖向行走小车（7）上装有喷砂枪（14）；所述喷砂枪（14）的喷射口用于对准待喷砂对象的焊缝，所述焊缝包括水平焊缝（100）和竖向焊缝（200）；所述竖向焊缝为竖向直线焊缝，所述水平焊缝（100）为水平直线焊缝或水平曲线焊缝；

所述水平焊缝（100）和竖向焊缝（200）的结合处设有将水平行走小车（1）从在水平行走导轨（4）上行走转换为竖向行走小车（7）在竖向行走轨道上行走的转换对接机构；

所述转换对接机构包括安装在水平行走小车（1）的垂直底板上的左右两根导向管，可拆卸地固定在待喷砂对象上的竖向布置的两根导杆架（17）；所述导向管为不锈钢矩形钢管，所述抽屉式竖向滑轨（6）安装在不锈钢矩形钢管下部内侧；

所述喷砂枪（14）装在喷砂封闭室（10）上，该喷砂封闭室（10）装在所述竖向行走小车（7）上；

所述喷砂封闭室（10）上还装有用于调整喷砂枪（14）的喷头喷射位置的喷砂枪调整装置；

所述喷砂封闭室（10）具有朝向待喷砂对象的第一侧和用于安装喷砂枪（14）的喷头的第二侧，该第一侧和第二侧相对设置，且所述喷砂封闭室（10）的第一侧开口；所述喷砂封闭室（10）水平两侧与竖向滑轨（6）的前段滑轨条连接，使喷砂封闭室（10）可以随竖向滑轨（6）向下滑动；

所述喷砂封闭室（10）上设有粉尘回收装置，该粉尘回收装置为文氏除尘装置；

当水平行走小车（1）行走到竖向焊缝处时，停车，暂停喷砂，并用点动按钮调整水平行走小车（1）的位置，使喷砂枪对准竖向焊缝；将导杆架（17）的两根不锈钢管***水平行走小车（1）上垂直底板上的左右两根不锈钢矩形钢管（23）下端部的定位圆孔内；

调整好导杆架（17）的上下距离后，打开磁力开关使导杆架（17）吸附固定在钢板上；导杆架（17）安装并固定好后，打开垂直提升直流电机（2）电源开关，再将竖向滑轨（6）固定锁销解锁，将竖向滑轨（6）固定在所述导杆架（17）上并位于两根导杆架（17）之间；调整垂直提升直流电机（2）的转速，使竖向行走小车（7）开始下行到导杆架（17）的底端后停机，点动调整使喷砂枪对准竖向焊缝的下末端；

开启喷砂枪（14）和文氏除尘装置，再次反向启动垂直提升直流电机（2），使竖向行走小车（7）以水平行走小车（1）行走的相同速度向上行走，对竖向焊缝进行喷砂处理。

2.根据权利要求1所述的半自动现场喷砂除锈设备，其特征在于，所述导杆架（17）通过磁力座（5）吸附固定在待喷砂对象上。

3.根据权利要求1所述的半自动现场喷砂除锈设备，其特征在于，在左右两根不锈钢矩形钢管的下部分别装有两个水平行走托轮（12）。

4.根据权利要求3所述的半自动现场喷砂除锈设备，其特征在于，所述喷砂枪调整装置包括喷砂枪调整手柄（26），该喷砂枪调整手柄（26）的转动可带动所述喷砂枪（14）的喷头沿着喷头轴线方向移动。

5.根据权利要求3所述的半自动现场喷砂除锈设备，其特征在于，所述喷砂封闭室（10）的下端开有余砂回收口（11）。

6.根据权利要求5所述的半自动现场喷砂除锈设备，其特征在于，所述喷砂封闭室（10）的第一侧的周向装有挡砂结构，该挡砂结构用于设置在喷砂封闭室（10）与待喷砂对象之间。

7.根据权利要求6所述的半自动现场喷砂除锈设备，其特征在于，所述挡砂结构为工业条刷（25）。

8.根据权利要求7所述的半自动现场喷砂除锈设备，其特征在于，所述喷砂封闭室（10）上装有调整工业条刷（25）相对喷砂封闭室（10）的第一侧伸出长度的条刷补偿装置。

9.根据权利要求8所述的半自动现场喷砂除锈设备，其特征在于，所述条刷补偿装置为如下两种结构形式之一：

i、所述条刷补偿装置包括装在喷砂封闭室（10）与工业条刷（25）的安装框之间的伸缩杆（28），该伸缩杆（28）用于调整和补偿工业条刷（25）相对喷砂封闭室（10）的第一侧的伸出长度；

ii、所述条刷补偿装置包括用于安装工业条刷（25）的L形板，以及设置在喷砂封闭室（10）上的支撑条，以及装在支撑条上的调整螺栓（27）；所述调整螺栓（27）紧压在所述L形板的支撑面上，并可驱动L形板朝向待喷砂对象移动。

10.根据权利要求1所述的半自动现场喷砂除锈设备，其特征在于，所述粉尘回收装置包括喉管（105）和虹吸管（81）；所述喉管（105）的一端为压缩空气入口，另一端为粉尘出口；所述喉管（105）通过虹吸管（81）与所述喷砂封闭室（10）连通。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的半自动现场喷砂除锈设备，其特征在于，所述水平行走导轨（4）通过连接板（51）固定在磁力座（5）上，所述水平行走导轨（4）通过相应的磁力座（5）吸附固定在待喷砂对象上。

12.根据权利要求1-10中任一项所述的半自动现场喷砂除锈设备，其特征在于，所述水平行走小车（1）通过水平行走直流电机（3）驱动；所述竖向行走小车（7）由位于竖向焊缝顶端的提升直流电机提升驱动。