浅谈船舶涂装环保式喷砂机的研制-国际船舶网.docVIP

浅谈船舶涂装环保式喷砂机的研制 摘要：本文主要介绍船厂涂装环保式喷砂机的制作研究成果，分析国内外环保式喷砂机的市场和实际应用情况。 关键词：船舶 涂装 环保 真空吸砂机 喷砂机 Investigation of Green Sandblast of Shipbuilding ZHANG Tang hui WANG Xiao ming WANG Yong quan CHEN Can biao (CSSC Guangzhou Longxue Shipbuilding co,.Ltd,Guangzhou 511462) Abstract：This article main introduce the investigation of green sandblast of Shipbuilding, Analyse the actual application of green sandblast at home and abroad. Key words：shipping painting green vacuum sandblast 一、引言 现阶段，根据国际海事组织IMO 关于PSPC新标准的逐步实施，各船厂对船舶舱室涂层破损修补专用的、符合环保要求的环保式喷砂机及相关配套设备的需求非常强烈，国内目前没有成熟的产品可供采购，而国外开发的产品采购费用昂贵，使用成本高，各船厂应对方法不一，普遍存在使用成本高，效率低等问题，不利于船舶涂装生产施工。 二、环保式喷砂机的研制 2.1、研制的重点内容： 2.1.1、设计环保式喷吸砂头，要求环保式喷吸砂头实现喷砂的同时进行吸砂吸尘，同时在环保式喷吸砂头上能够方便安装更换各种表面处理所需的毛刷。 2.1.2、在现有手动喷砂机的基础上设计简易式喷砂机电气控制系统，每把枪能实现喷砂、吹气单独电气控制。 2.1.3、利用船厂现有的设备和材料，把环保式喷吸砂头、简易式喷砂机、真空吸砂机通过管道串联成一套环保式喷吸砂系统，要求组装方便，喷砂作业达到SA2.5的要求,喷出的钢砂、灰尘能及时回收，灰尘排放量和钢砂溢出量比开放式喷砂减少90%以上。 2.2、研制步骤 2.2.1、环保式喷吸砂头的设计、开发； 2.2.1.1、环保式喷吸砂头材料的选择和结构设计：考虑环保式喷砂头内壁工作时要与飞溅的钢砂、粉尘接触，为了避免过快的磨损，壁厚要足够，但重量不能过大，通过比较并咨询磨料厂家意见，采用硅胶作为环保式喷砂头的材料比较合适，壁厚考虑8mm，理论重量约为2kg，采用磨具一次成型，结构设计如图1所示，该喷吸砂头一头连接普通喷砂枪，可与简易式喷砂机串联，喷砂枪在内部的位置可以轻易的调整与工作面的距离。喷吸砂头另一头连接真空吸砂管，与真空吸砂机串联，形成一套环保式喷吸砂一体化系统，同时喷吸砂头的最前端可以根据工作面的不同安装各种形式的毛刷，实现环保功能。 图1：环保式喷吸砂头中剖面尺寸图 2.2.1.2、环保式喷吸砂头受力分析，为了验证环保式喷砂头的外形设计对打砂效果是否有影响,同时尺寸是否适当,需要对钢砂的三种典型飞行轨迹进行受力分析: ①、初始参数的设定:根据现场采用的钢砂密度为ρ=7400kg/m3,外形近似为圆形，大多数颗粒直径D钢砂=￠0.85mm。钢砂颗粒从喷砂枪枪口飞出的初速为V≈200m/s。喷砂枪管道里压缩空气的压强为P1=0.7mpa=700000pa，喷砂枪内径为D1=8mm。真空吸砂机工作时，B接头产生的真空度为P3=-0.04~-0.06mpa。由于环保式喷砂头是一个内壁为圆柱型的封闭结构，压缩空气从喷砂枪出枪后，在喷砂头内壁形成的推力为F2，产生的压强为P2。钢砂颗粒在喷砂头里飞行时，钢砂受到的作用用有3个，分别是压缩空气将钢砂推飞钢板的作用力F2，钢砂颗粒受到的重力G，真空吸砂机对钢砂的吸引力F3。因本受力分析为近似分析，飞行距离和时间短，可以不考虑空气阻力因素，同时，气流在喷砂头基本是稳定流，不产生乱流，空气气流对钢砂的飞行影响很小，因此，本分析中不考虑空气动力学因素。详细力学分析见图2：  图2：钢砂颗粒飞行轨迹受力分析图。②、钢砂在喷砂头中飞行有三种路径，分别是飞行轨迹1:钢砂颗粒沿射流中轴线向钢板方向运动；飞行轨迹2：钢砂颗粒沿射流上外沿运动；飞行轨迹3:钢砂颗烂沿射流下外沿运动。根据受力分析可知飞行轨迹3中钢砂偏转的角度最严重，应该计算这种状态下钢砂是否会直接碰撞喷砂头内壁，在飞行轨迹3的路线中，有如下运行数据： V初=200m/s，ρ钢密度=7400kg/m3，P压缩空气=0.7mpa，D钢砂=0.00085m,D钢砂=0.008m,,喷砂枪枪头到钢板表面的最长距离L=0.2525 m，根据气流力学