摘要：介绍常见的钢丝除锈抛丸机原理以及优缺点除锈机分类，对比分析其优缺点，在此基础上设计了钢丝刷径向可调除锈机。给出钢丝刷径向可调除锈机的工作原理及结构图，该除锈机具有结构简单，适应线材直径范围广，维护方便，噪音小，环境污染小，设备占地面积小，使用成本低等优点，可广泛应用于线材除锈加工。

用机械除锈代替化学酸洗对线材表面进行预处理已经广泛用于线材加工行业。机械除锈与化学除锈相比，具有成本低、操作方便、环境污染小等优点。

1、常见除锈机分类：

1． 1、抛丸除锈机：

抛丸除锈机如图 1 所示。抛丸除锈是利用高速运转的机械设备把一定粒度的钢丸靠抛头的离心力抛出，钢丸与构件猛烈碰撞，从而达到去除钢［1 － 2］材表面锈蚀的一种方法 。使用的钢丸有铸铁丸和钢丝切丸 2 种，铸铁丸是熔融的铁水在喷射并急速冷却的情况下形成的  0． 8 ～ 5 mm 铁丸，表面圆整，成本相对较低，但耐用性稍差。抛丸过程中［3 － 4铁丸经反复的撞击被粉碎成粉尘排除 。钢丝切丸是由废旧的制绳钢丝切成 2 mm 的小段制成的，其表面带有尖角，除锈效果相对较好且不易破碎，使用寿命较长，但价格有所提高，而且抛丸表面［5］更粗糙一些 。

 

图 2 喷砂除锈机

1． 2 、喷丸除锈机：

喷丸除锈机与抛丸除锈机的工作原理相似，只是铁丸的动力来源形式不同。喷丸除锈是利用高压空气将钢丸喷射到构件表面除锈的一种方［6］法 。

1． 3、喷砂除锈机：
      喷砂除锈机利用高压空气将石英砂喷射到构件表面进行除锈( 图 2) 。石英砂有河砂、海砂及人造砂［7］ 。等。砂的成本低且来源广泛，但对环境污染大 喷砂除锈完全靠人工操作，除锈后的构件表面粗糙度小，不易达到摩擦因数的要求。海砂在使用前应去除其盐分。


1． 4、冷弯变形除锈机：
     冷弯变形除锈机结构如图 3 所示。弯曲变形是一种比较简单易于实现的除锈方法，线材在通过辊轮时发生弯曲变形，从而使锈迹脱落。该类除锈机设备体型较大，功率消耗大。


2、常见除锈机对比分析：
     几种除锈机优缺点见表 1。

类  别	优  点		缺  点
抛丸除锈机	除锈效果较好，可用于圆形、非圆截面材料		设备复杂，功率消耗大，噪音大
喷丸除锈机	与抛丸除锈机相似		使用维护成本较高，噪音大
喷砂除锈机	除锈效果较好，除锈后构件表面质量较好		环境污染大，工人劳动量大
冷弯变形除锈机	除锈效果较好，可矫直并去除线材残余应力		设备较大，功率消耗大

3、钢丝刷径向可调除锈机 ：
3． 1、构造及工作原理：
   在对几类除锈机进行比较分析后，笔者设计一种结构较简单的钢丝刷径向可调式除锈机，其结构如图 4 所示。 在停机时，先将钢筋线材 4 穿过空心主轴 23，在截锥弹簧 3 的作用下，2 个对称布置的滑块 12 将被沿径向方向撑开，使钢筋线材 4 可以顺利通过，空心主轴 23 通过轴承座 20 安装在机架 1 上，可限制空心主轴 23 的轴向移动( 钢筋线材 4 在穿过空心主轴 23 前后应设有牵引导向装置，图 4 中未示出) ，然后调整调节螺栓 11，通过推动滑块 12 向太阳轮 7中心方向移动，从而使第一钢丝刷 6 和第二钢丝刷2 压紧钢筋线材 4，调整好位置后，启动电动机 25，通过第一皮带轮 24、皮带 22、第二皮带轮 19，将动力传递给空心主轴 23，由于空心主轴 23 与太阳轮 7固连在一起，所以太阳轮 7 绕轴线做回转运动; 另外，由于盘状砂轮 17 与空心主轴 23 无接触，且只能做轴向移动，当在圆柱螺旋弹簧 18 的作用下，将盘状砂轮 17 紧压在腰鼓砂轮 13 时，在摩擦力的作用下，腰鼓砂轮 13 将绕腰鼓砂轮轴 14 转动，此时，通过第一锥齿轮 16，第二锥齿轮 15 将运动传递给钢丝刷，从而实现 2 个钢丝刷在围绕自身轴线自转时，又围绕空心主轴的轴线做公转，这样便实现了钢筋线材 4 的高效除锈。

图 4 钢丝刷径向可调除锈机

当第二钢丝刷 2，第一钢丝刷 6 使用一段时间，因磨损外径变小时，通过调节螺栓 11，推动滑块 12向太阳轮 7 中心方向移动，从而使第二钢丝刷 2 和第一钢丝刷 6 与钢筋线材重新接触，可提高钢丝刷的利用率。


3． 2、特性分析：
   钢丝刷径向可调式除锈机结构简单，工作时噪音小，功率较小，电动机功率一般为 1． 5 kW; 同时，由于钢丝刷径向可调，不仅适用的线材直径范围广，而且当钢丝刷因使用外径变小时，可调节径向调整机构使钢丝刷继续使用，降低了使用维护成本。

4、结论：
   钢丝刷径向可调式除锈机具有结构简单，适应线材直径范围广，维护方便，噪音小，环境污染小，设备占地面积小，使用成本低等优点，可广泛应用于线材除锈加工。

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