CN115106918A - 一种自冷却式钢材抛光机装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自冷却式钢材抛光机装置及方法，涉及金属抛光技术领域。本发明中：***固定框架配置有一用于传感检测内衬框架移动距离的光电距离传感模块，内衬框架***设置有一组弹性支撑内衬框架的张力弹簧，内衬框架固定配置有一磁吸盘，***固定框架配置有与磁吸盘磁吸配合的电磁机构。衬框架内侧背板位置处配置有若干清水喷头，内衬框架另一侧壁面配置有若干倾斜朝外设置的抛光液喷头，内衬框架内侧背板位置处配置有若干倾斜向下设置的斜向风刀管，内衬框架底部配置有低位出风管。本发明使得抛光轮相应表面区域再次进入抛光平面前达到一种相对“低温”、表面清洁的状态，有利提高抛光效果，有利于减少过度的摩擦产热、降低抛光动力输出。

Description

一种自冷却式钢材抛光机装置及方法

技术领域

本发明涉及金属抛光技术领域，尤其涉及一种自冷却式钢材抛光机装置及方法。

背景技术

抛光能够将各种不平整、生锈等工业原材料加工成较为光滑的品相，作为常见的抛光方式，使用抛光轮对金属（例如钢材）进行“摩擦”方式的抛光，加工效率高，操作便捷，适合大规模、连续化抛光作业。

而在抛光轮对金属表面进行抛光时，会产生较多热量，虽然抛光液本身具有一定的吸热散热效果，但抛光液吸收抛光摩擦时产生的大量热量后，温度升高后的抛光液附着在抛光轮表面，不利于抛光轮表面的散热。而且抛光过程中，抛光轮与工件之间适宜的挤压力，能够减少过度的摩擦产热，同时能够降低抛光动力输出，对抛光轮的快速冷却、抛光效果都有着较为有利的影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种自冷却式钢材抛光机装置及方法，使得抛光轮相应表面区域再次进入抛光平面前达到一种相对“低温”、表面清洁的状态，有利提高抛光效果，同时有利于减少过度的摩擦产热、降低抛光动力输出。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种自冷却式钢材抛光机装置，钢材件上下侧位置配置有用于夹持钢材件并带动钢材件定向移动的夹持运动件，抛光机装置包括对称分布在钢材件两侧的两个***固定框架，***固定框架内围活动安装有内衬框架，内衬框架朝向钢材件的开口位置处设置有抛光轮，抛光轮轴心线位置处固定设有竖向轴，竖向轴与内衬框架转动连接，竖向轴固定安装有第一锥齿轮，竖向轴上、下侧端都转动连接有导向滑块，***固定框架底板上侧面、顶板下侧面都固定安装有内侧导向架，导向滑块滑动安装在内侧导向架位置处。

内衬框架固定安装有轴杆支撑架，轴杆支撑架转动安装有横向轴，横向轴一侧端固定安装有第二锥齿轮，第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合连接，横向轴另一侧端设置有方杆套筒，***固定框架固定安装有电机，电机输出侧设置有输出轴杆，输出轴杆固定连接有固定方杆，固定方杆与方杆套筒滑动配合连接。***固定框架配置有一用于传感检测内衬框架移动距离的光电距离传感模块，内衬框架***设置有一组弹性支撑内衬框架的张力弹簧，内衬框架固定配置有一磁吸盘，***固定框架配置有与磁吸盘磁吸配合的电磁机构。内衬框架一侧壁面固定安装毛刷板，毛刷板包括与抛光轮垂直接触的刷毛，内衬框架内侧背板位置处配置有若干清水喷头，清水喷头的喷水方向朝向刷毛与抛光轮接触位置区域，内衬框架外侧开口位置处设置有挡水板，内衬框架另一侧壁面配置有若干倾斜朝外设置的抛光液喷头，内衬框架内侧背板位置处配置有若干倾斜向下设置的斜向风刀管，内衬框架底部配置有低位出风管。

作为本发明中抛光机装置的一种优选技术方案：导向滑块安装有与竖向轴侧端配合连接的轴承结构，内侧导向架开设有导向滑槽，导向滑块滑动安装在导向滑槽位置处。

作为本发明中抛光机装置的一种优选技术方案：竖向轴与内衬框架转动连接的位置处以及横向轴与轴杆支撑架转动连接的位置处都配置有轴承结构。

作为本发明中抛光机装置的一种优选技术方案：方杆套筒开设有横截面为方形的方孔槽，固定方杆滑动插接在方孔槽位置处。

作为本发明中抛光机装置的一种优选技术方案：***固定框架内侧固定安装有一组导向固定盒，光电距离传感模块安装在其中一个导向固定盒位置处。内衬框架固定连接一组固定连杆，固定连杆一端活动***导向固定盒中，张力弹簧套设在固定连杆上，张力弹簧位于内衬框架与导向固定盒之间，导向固定盒中设有与固定连杆一端固定连接的移动盘，光电距离传感模块的距离探测方向垂直于移动盘的端面。

作为本发明中抛光机装置的一种优选技术方案：若干斜向风刀管中，每一个斜向风刀管都分布在单独的竖直线方位上。

作为本发明中抛光机装置的一种优选技术方案：清水喷头的喷水区域位于挡水板的遮挡范围内，内衬框架底部设置有与用于回流收集内衬框架底部液体、金属粉末混合物的排液底管。

本发明提供一种自冷却式钢材抛光方法，包括以下步骤：

㈠抛光挤压自调节

①钢材件送入两侧抛光轮之间区域前，电磁机构启动，吸引磁吸盘，将内衬框架、抛光轮向内移动；②将钢材件侧端推至两侧抛光轮之间区域，电磁机构失电，抛光轮向外移动，抛光轮挤压钢材件，光电距离传感模块传感检测到抛光轮向内挤压后张力弹簧的挤压形变距离；③根据张力弹簧的挤压形变距离，分析抛光轮与钢材件之间的挤压力，并根据***预设的抛光参考挤压力，驱动电磁机构对磁吸盘进行相应程度的吸引。

㈡抛光清理冷却

①抛光轮对钢材件进行抛光，清水喷头、斜向风刀管、低位出风管以及抛光液喷头启动，清水喷头直喷刷毛与抛光轮接触的位置区域，对抛光轮表面以及附着在刷毛的液体、金属粉末残渣进行喷射清洗，同时对抛光轮进行二次降温冷却；②抛光轮表面残留少量液体以及粉末，经过斜向风刀管时，若干斜向风刀管将液体以及粉末沿着抛光轮表面向下连续吹动，低位出风管将落在内衬框架底部的液体以及粉末混合物吹向排液底管位置排出；③抛光轮经过斜向风刀管区域后，抛光液喷头对抛光轮与钢材件即将发生抛光摩擦的位置处喷射抛光液。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明通过在内衬框架中设置刷毛、清水喷头的初步清理冷却结构，再搭配竖向化、连续化分布的斜向风刀管对抛光轮进行冷却处理，同时有效清理掉附着在抛光轮表面的金属粉末残渣，使得抛光轮相应表面区域再次进入抛光平面前达到一种相对“低温”、表面清洁的状态，有利提高抛光效果。

2.本发明通过光电距离传感模块实时检测抛光轮的横向移动距离，分析判断抛光轮与钢材件之间的挤压力，并通过电磁机构与磁吸盘的相互作用，调节抛光轮与工件之间的挤压力，有利于减少过度的摩擦产热，同时能够降低抛光动力输出，便于抛光轮的快速冷却、提高抛光效果。

附图说明

图1为本发明中自冷却式钢材抛光机装置的整体配合使用结构示意图。

图2为本发明中其中一个抛光机装置的结构示意图。

图3为本发明中刷毛与抛光轮的配合结构示意图。

图4为本发明中清水喷头、排液底管、抛光液喷头的配合结构示意图。

图5为本发明中刷毛、清水喷头、挡水板、斜向风刀管、抛光液喷头、低位出风管的配合结构示意图。

图6为本发明中若干斜向风刀管在内衬框架背板上的位置关系示意图。

附图标记说明：

1-钢材件；2-夹持运动件；3-***固定框架；4-内衬框架；5-抛光轮；6-电机；7-竖向轴；8-横向轴；9-张力弹簧；10-光电距离传感模块；11-电磁机构；301-内侧导向架，302-导向滑槽，303-导向固定盒；401-毛刷板，402-刷毛，403-第一供液机构，404-清水喷头，405-挡水板，406-排液底管，407-斜向风刀管，408-第二供液机构，409-抛光液喷头，410-低位出风管，411-轴杆支撑架，412-固定连杆，413-移动盘，414-磁吸盘；601-输出轴杆，602-固定方杆；701-第一锥齿轮，702-导向滑块；801-方杆套筒，802-方孔槽，803-第二锥齿轮。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

请参阅图1，钢材件1上侧、下侧都设置了夹持运动件2，上下侧的夹持运动件2夹持住钢材件1后，能够带动钢材件1进行（垂直于纸面）定向移动。***固定框架3内部安装了内衬框架4，内衬框架4朝向钢材件1的位置安装了抛光轮5，电机6驱动抛光轮5转动，对钢材件1进行抛光。

请参阅图2，***固定框架3顶侧板、底侧板的内侧面都固定安装了内侧导向架301，内侧导向架301开设了导向滑槽302。抛光轮5轴心线位置固定安装了竖向轴7，竖向轴7与内衬框架4的上侧板、下侧板之间都安装了轴承结构，竖向轴7上侧端、下侧端通过轴承结构都安装在导向滑块702上，导向滑块702滑动安装在导向滑槽302位置处。内衬框架4背板内侧还设置了多个斜向风刀管407。电机6输出端设置了输出轴杆601，输出轴杆601前端设置了固定方杆602，固定方杆602滑动插接在横向轴8侧端的方杆套筒801的方孔槽802中，方孔槽802的横截面为正方形，内衬框架4底侧固定连接轴杆支撑架411，横向轴8与轴杆支撑架411连接位置处安装轴承结构。横向轴8另一侧端的第二锥齿轮803与竖向轴7的第一锥齿轮701啮合，内衬框架4发生横向移动时，横向轴8带动方杆套筒801移动，固定方杆602仍与方杆套筒801连接，电机6正常带动抛光轮5转动。

内衬框架背板外侧固定连接了两个固定连杆412，固定连杆412一端活动伸入导向固定盒303中并固定安装了移动盘413，导向固定盒303固定安装在***固定框架3的内侧位置，其中一个导向固定盒303位置处还安装了光电距离传感模块10，光电距离传感模块10对移动盘413的距离进行传感检测。固定连杆412套设了张力弹簧9，张力弹簧9位于内衬框架4背板与导向固定盒303之间。内衬框架4背板外侧安装了磁吸盘414（磁吸盘414可以是半径略大的不锈钢圆盘），***固定框架3内侧安装了电磁机构11，电磁机构11对磁吸盘414进行吸引，从而克服掉张力弹簧9对抛光轮5外推的过多推力（本发明中的张力弹簧9可以优选张力略微较大参数的弹簧）。

请参阅图3，内衬框架4一边侧竖板固定安装了毛刷板401，毛刷板401的刷毛402与抛光轮5外表面垂直接触，刷毛402对抛光轮5外表面残留的液体、金属粉末进行清理。

请参阅图4，内衬框架4背板安装了第一供液机构403，第一供液机构403设置了多个清水喷头404，清水喷头404正对着刷毛402（结合图3）与抛光轮5接触的区域进行喷射清理，内衬框架4底部还设置了排液底管406，对落在内衬框架4底板上的液体、粉末混液物进行收集。内衬框架4的一侧边安装了第二供液机构408，第二供液机构408设置了多个抛光液喷头409。

请参阅图5，抛光轮5顺时针转动，刷毛402与抛光轮5外表面垂直接触，清水喷头404朝着刷毛402与抛光轮5外表面接触的区域进行喷水，挡水板405挡住过多、过度的清水喷射。斜向风刀管407对经过刷毛402、清水处理后的抛光轮5进行竖向化、连续化的处理，低位出风管410将从抛光轮5吹下、流下的液体、粉末混合物吹向排液底管406（结合图4）区域。抛光液喷头409倾斜朝向抛光轮5的抛光平面区域喷射清洗液。

请参阅图6，多个斜向风刀管407的安装位置在竖直方向上互不重叠，越往上斜向风刀管407位置越靠近抛光轮5旋转方向的上游区域（结合图5）。

实施例二

本发明涉及一种自冷却式钢材抛光方法，包括抛光挤压自调节、抛光清理冷却，具体内容如下：

㈠抛光挤压自调节：①钢材件1送入两侧抛光轮5之间区域前，电磁机构11启动，吸引磁吸盘414，将内衬框架4、抛光轮5向内移动。②将钢材件1侧端推至两侧抛光轮5之间区域，电磁机构11失电，抛光轮5向外移动，抛光轮5挤压钢材件1，光电距离传感模块10传感检测到抛光轮5向内挤压后张力弹簧9的挤压形变距离。③根据张力弹簧9的挤压形变距离，分析抛光轮5与钢材件1之间的挤压力，并根据***预设的抛光参考挤压力，驱动电磁机构11对磁吸盘414进行相应程度的吸引。

㈡抛光清理冷却：①抛光轮5对钢材件1进行抛光，清水喷头404、斜向风刀管407、低位出风管410以及抛光液喷头409启动，清水喷头404直喷刷毛402与抛光轮5接触的位置区域，对抛光轮5表面以及附着在刷毛402的液体、金属粉末残渣进行喷射清洗，同时对抛光轮5进行二次降温冷却。②抛光轮5表面残留少量液体以及粉末，经过斜向风刀管407时，若干斜向风刀管407将液体以及粉末沿着抛光轮5表面向下连续吹动，低位出风管410将落在内衬框架4底部的液体以及粉末混合物吹向排液底管406位置排出。③抛光轮5经过斜向风刀管407区域后，抛光液喷头409对抛光轮5与钢材件1即将发生抛光摩擦的位置处喷射抛光液。

实施例三

在本发明中，设抛光轮5外侧无挤压状态时，光电距离传感模块10传感检测到的距离信息为La。设抛光轮5受到钢材件1挤压后，光电距离传感模块10传感检测到的距离信息为Lb。则抛光轮5向内挤压后张力弹簧9的挤压形变距离△L=La-Lb，抛光轮5与钢材件之间的挤压力Fx=k·△L。k为张力弹簧9的弹性系数。

电磁机构11输出的磁吸力公式为：

。其中：F-电磁吸力焦耳/厘米、B-磁感应强度韦伯/平方厘米、S-磁极表面的总面积平方厘米、

-空气导磁系数。其中B=Φ/S，Φ为磁通量。

根据抛光轮5与钢材件1之间的挤压力与相同预设的适宜抛光的挤压力差值关系，对电磁机构11的磁吸力进行对应控制调节，克服张力弹簧9对抛光平面造成的过度挤压力。

实施例四

在本发明中，在抛光轮5的外侧（原钢材件1的位置）设置一个能够横向移动的测试面板，在该测试面板上安装一个压力传感模块，通过调节测试面板的位置，挤压抛光轮5，光电距离传感模块10传感检测抛光轮5的位置变化，压力传感模块传感检测抛光轮受到的挤压力，通过调节电磁机构11供电电流，使得抛光轮5能够达到***预设的适宜抛光的挤压力。

如表1所述，为一种电磁机构在不同抛光轮挤压力条件下的供电电流参考试验表格。

表1-抛光轮在不同挤压力时的电磁机构供电电流试验分析表

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种自冷却式钢材抛光机装置，钢材件（1）上下侧位置配置有用于夹持钢材件（1）并带动钢材件（1）定向移动的夹持运动件（2），其特征在于：抛光机装置包括对称分布在钢材件（1）两侧的两个***固定框架（3），所述***固定框架（3）内围活动安装有内衬框架（4），所述内衬框架（4）朝向钢材件（1）的开口位置处设置有抛光轮（5），所述抛光轮（5）轴心线位置处固定设有竖向轴（7），所述竖向轴（7）与内衬框架（4）转动连接，竖向轴（7）固定安装有第一锥齿轮（701），所述竖向轴（7）上、下侧端都转动连接有导向滑块（702），所述***固定框架（3）底板上侧面、顶板下侧面都固定安装有内侧导向架（301），所述导向滑块（702）滑动安装在内侧导向架（301）位置处；所述内衬框架（4）固定安装有轴杆支撑架（411），所述轴杆支撑架（411）转动安装有横向轴（8），所述横向轴（8）一侧端固定安装有第二锥齿轮（803），所述第二锥齿轮（803）与第一锥齿轮（701）啮合连接，所述横向轴（8）另一侧端设置有方杆套筒（801），所述***固定框架（3）固定安装有电机（6），所述电机（6）输出侧设置有输出轴杆（601），所述输出轴杆（601）固定连接有固定方杆（602），所述固定方杆（602）与方杆套筒（801）滑动配合连接；所述***固定框架（3）配置有一用于传感检测内衬框架（4）移动距离的光电距离传感模块（10），所述内衬框架（4）***设置有一组弹性支撑内衬框架（4）的张力弹簧（9），所述内衬框架（4）固定配置有一磁吸盘（414），所述***固定框架（3）配置有与磁吸盘（414）磁吸配合的电磁机构（11）；所述内衬框架（4）一侧壁面固定安装毛刷板（401），所述毛刷板（401）包括与抛光轮（5）垂直接触的刷毛（402），所述内衬框架（4）内侧背板位置处配置有若干清水喷头（404），所述清水喷头（404）的喷水方向朝向刷毛（402）与抛光轮（5）接触位置区域，所述内衬框架（4）外侧开口位置处设置有挡水板（405），所述内衬框架（4）另一侧壁面配置有若干倾斜朝外设置的抛光液喷头（409），所述内衬框架（4）内侧背板位置处配置有若干倾斜向下设置的斜向风刀管（407），所述内衬框架（4）底部配置有低位出风管（410）。

2.根据权利要求1所述的一种自冷却式钢材抛光机装置，其特征在于：所述导向滑块（702）安装有与竖向轴（7）侧端配合连接的轴承结构，所述内侧导向架（301）开设有导向滑槽（302），所述导向滑块（702）滑动安装在导向滑槽（302）位置处。

3.根据权利要求1所述的一种自冷却式钢材抛光机装置，其特征在于：所述竖向轴（7）与内衬框架（4）转动连接的位置处以及横向轴（8）与轴杆支撑架（411）转动连接的位置处都配置有轴承结构。

4.根据权利要求1所述的一种自冷却式钢材抛光机装置，其特征在于：所述方杆套筒（801）开设有横截面为方形的方孔槽（802），所述固定方杆（602）滑动插接在方孔槽（802）位置处。

5.根据权利要求1所述的一种自冷却式钢材抛光机装置，其特征在于：所述***固定框架（3）内侧固定安装有一组导向固定盒（303），所述光电距离传感模块（10）安装在其中一个导向固定盒（303）位置处；所述内衬框架（4）固定连接一组固定连杆（412），所述固定连杆（412）一端活动***导向固定盒（303）中，所述张力弹簧（9）套设在固定连杆（412）上，所述张力弹簧（9）位于内衬框架（4）与导向固定盒（303）之间，所述导向固定盒（303）中设有与固定连杆（412）一端固定连接的移动盘（413），所述光电距离传感模块（10）的距离探测方向垂直于移动盘（413）的端面。

6.根据权利要求1所述的一种自冷却式钢材抛光机装置，其特征在于：若干斜向风刀管（407）中，所述斜向风刀管（407）的安装位置在竖直方向上互不重叠。

7.根据权利要求1所述的一种自冷却式钢材抛光机装置，其特征在于：所述清水喷头（404）的喷水区域位于挡水板（405）的遮挡范围内，所述内衬框架（4）底部设置有与用于回流收集内衬框架（4）底部液体、金属粉末混合物的排液底管（406）。

8.一种自冷却式钢材抛光方法，其特征在于，采用权利要求1至7中任一项所述的一种自冷却式钢材抛光机装置，包括以下步骤：㈠抛光挤压自调节①钢材件（1）送入两侧抛光轮（5）之间区域前，电磁机构（11）启动，吸引磁吸盘（414），将内衬框架（4）、抛光轮（5）向内移动；②将钢材件（1）侧端推至两侧抛光轮（5）之间区域，电磁机构（11）失电，抛光轮（5）向外移动，抛光轮（5）挤压钢材件（1），光电距离传感模块（10）传感检测到抛光轮（5）向内挤压后张力弹簧（9）的挤压形变距离；③根据张力弹簧（9）的挤压形变距离，分析抛光轮（5）与钢材件（1）之间的挤压力，并根据***预设的抛光参考挤压力，驱动电磁机构（11）对磁吸盘（414）进行相应程度的吸引；㈡抛光清理冷却①抛光轮（5）对钢材件（1）进行抛光，清水喷头（404）、斜向风刀管（407）、低位出风管（410）以及抛光液喷头（409）启动，清水喷头（404）直喷刷毛（402）与抛光轮（5）接触的位置区域，对抛光轮（5）表面以及附着在刷毛（402）的液体、金属粉末残渣进行喷射清洗，同时对抛光轮（5）进行二次降温冷却；②抛光轮（5）表面残留少量液体以及粉末，经过斜向风刀管（407）时，若干斜向风刀管（407）将液体以及粉末沿着抛光轮（5）表面向下连续吹动，低位出风管（410）将落在内衬框架（4）底部的液体以及粉末混合物吹向排液底管（406）位置排出；③抛光轮（5）经过斜向风刀管（407）区域后，抛光液喷头（409）对抛光轮（5）与钢材件（1）即将发生抛光摩擦的位置处喷射抛光液。

Images