送粉器的設(shè)計(jì)原理.doc

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1、3.2送粉器的設(shè)計(jì)3.2.1送粉器的粉末輸送在雙料斗載氣式送粉器中，粉末的輸送是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。輸送粉末時(shí)粉輪腔和出粉腔內(nèi)的壓縮氣體，經(jīng)出粉腔下端的出粉口形成穩(wěn)定的氣流攜帶粉末從出粉口流出，然后進(jìn)入輸送管道。要想使粉末在輸送管道中長距離正常地輸送，根據(jù)粉體的氣力輸送理論，就要使粉體在管道中達(dá)到懸浮狀態(tài)。這時(shí)就要使輸送物料的氣流速度大于所輸送物料的懸浮速度：(3-3)——?dú)饬魉俣龋╩/s）——物料的懸浮速度（m/s）顆粒就會(huì)懸浮起來并被氣流推動(dòng)。但在輸送過程中，由于顆粒相互間或與管壁間的碰撞、摩擦和粘附作用，加上管道中的氣流速度不均以及其他因素的

2、影響，實(shí)際輸送氣流速度要遠(yuǎn)大于物料懸浮速度。對于激光涂敷來說，用小的氣流速度輸送出粉末，可以提高粉末的利用率。同時(shí)還可以降低能耗、減小管道磨損。但如果氣流速度過小，物料流動(dòng)狀態(tài)就會(huì)變差，容易引起堵塞。此外，為了防止管道的堵塞，還要保持有利于輸送的混合比（物料量與空氣量的比值）。3.2.2送粉器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.超細(xì)送粉器2.送粉管3.四路分粉器4.同軸送粉頭5.電源等6.空氣壓縮機(jī)7.空氣過濾器8.輸氣管9.普通送粉器圖3-3雙料斗送粉器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖3.2.2.1送粉器的機(jī)械結(jié)構(gòu)3.2.2.1.1總體設(shè)計(jì)1.超細(xì)送粉器2.普通送粉器3.裝置柜圖3

3、-4裝置柜俯視剖面圖1.攪拌器2.粉斗3.密封腔4.傳動(dòng)軸5.聯(lián)軸器6.交流電機(jī)7.電機(jī)支架8.底板9.出粉管10.粉輪11.?粉輪腔12.進(jìn)氣口13.進(jìn)氣口14.進(jìn)料口圖3-6超細(xì)送粉器示意圖激光再制造雙料斗送粉器，包括送粉部分、控制部分、配氣部分和裝置柜，送粉部分包括并聯(lián)安裝在裝置柜上層的普通送粉器和超細(xì)送粉器、四路分粉器和送粉管。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)分布圖如圖3-3所示。圖3-4為圖3-3的俯視剖面圖，由圖可以看出兩個(gè)送粉器的安裝位置。圖3-5為普通送粉器的外形圖，圖3-6為超細(xì)送粉器的外形圖，圖3-7為四路分粉器的實(shí)物圖。由圖3-4可知，送粉

4、時(shí)，普通送粉器和超細(xì)送粉器送出的粉末進(jìn)入混粉器中，在氣流作用下均勻混合，經(jīng)一條送粉管輸出進(jìn)入四路分粉器，四路分粉器將粉流分為四路送入同軸送粉頭，同軸送粉頭將粉流聚集后送入加工區(qū)域，完成送粉過程。工作原理如圖3-8所示。圖3-7四路分粉器1.粉斗2.密封腔3.傳動(dòng)軸4.撓性聯(lián)軸器5.交流電機(jī)6.電機(jī)支架7.支撐底板8.出粉管9.粉輪10.粉輪腔11.進(jìn)氣口12.進(jìn)氣口13.進(jìn)料口圖3-5普通送粉器示意圖圖3-8雙料斗載氣式送粉器工作流程示意圖圖3-9載氣式鼓輪送粉器原理示意圖3.2.2.1.2粉輪的設(shè)計(jì)送粉器根據(jù)機(jī)械力學(xué)原理和氣動(dòng)力學(xué)原理工作

5、的，圖3-9所示的是其原理示意圖,它依靠氣體協(xié)助輸送粉末。在鼓輪圓周上均勻分布m個(gè)容積為v的小槽，鼓輪式送粉器工作時(shí)，粉末由粉斗經(jīng)進(jìn)粉管在自重和壓縮氣體的作用下流進(jìn)粉輪圓周上的小槽內(nèi)，隨著粉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)小槽內(nèi)的粉末依次流入出粉腔。在出粉腔內(nèi)充有壓縮氣體，并保持穩(wěn)定的壓力，在出粉腔的下端有出粉口。氣體攜帶粉末從出粉口流出。通過調(diào)節(jié)粉輪的轉(zhuǎn)速、進(jìn)粉管直徑和漏粉孔與粉輪間的間隙，就能精確控制送粉量。用公式表示為：Mp=nmvρ（3-4）式中n為粉輪轉(zhuǎn)速；m為槽數(shù)；v為槽容積；ρ為粉末的堆積密度；Mp為送粉量或稱為送粉速率。圖3-11粉輪送粉示意圖圖3

6、-10粉輪原理圖我們設(shè)計(jì)的粉輪結(jié)構(gòu)如圖3-10所示。3.2.2.1.3粉輪腔的設(shè)計(jì)參考鼓輪式送粉器的原理,設(shè)計(jì)方案主要包含落粉、粉輪傳送、氣流輸送三部分，圖3-12所示為送粉腔原理圖。圖3-12粉輪腔結(jié)構(gòu)圖3.2.2.1.4超細(xì)送粉器的特殊結(jié)構(gòu)近年來，隨著納米材料的發(fā)展，多種微納米級的粉末材料大量用于激光熔敷，如超細(xì)氧化物陶瓷粉末、鈷包碳化物復(fù)合粉末等，它們可以顯著地細(xì)化組織、減小應(yīng)力，提高材料的強(qiáng)度、硬度和耐腐蝕性能。但由于超細(xì)粉顆粒尺寸極小，具有很高的表面能，容易產(chǎn)生很強(qiáng)的分子間作用力，如范德華力、靜電力、磁性力等，這些力的相互作用使微

7、納米尺寸的粒子很容易團(tuán)聚，形成團(tuán)聚體。從而使超細(xì)粉末的摩擦性能增強(qiáng)，流動(dòng)性能變差，分散性能降低，即使將團(tuán)聚暫時(shí)分開，分子間的作用力又會(huì)使顆粒再次團(tuán)聚，嚴(yán)重影響著粉末的均勻混合和送粉的連續(xù)性。因此，在超細(xì)粉送粉器的設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮對團(tuán)聚現(xiàn)象進(jìn)行打散，較容易實(shí)現(xiàn)的方法是機(jī)械分散，即用機(jī)械力把團(tuán)聚顆粒打散。機(jī)械分散的必要條件是機(jī)械力（通常是指流體的剪切力和壓差力）應(yīng)大于顆粒間的粘著力。我們設(shè)計(jì)了一種攪拌裝置，如圖3-13所示，獲得了很好的效果。該裝置由攪拌桿及焊接在攪拌桿上的強(qiáng)度和硬度均較高且具有梯度的攪拌架所組成。通過電機(jī)帶動(dòng)攪拌架規(guī)則的轉(zhuǎn)動(dòng)，

8、攪動(dòng)粉末均勻的流動(dòng)，避免粉末團(tuán)聚、吸附在粉斗壁上和在粉斗內(nèi)形成架橋。同時(shí)為防止粉末在粉輪腔內(nèi)再次團(tuán)聚，在粉斗和粉輪腔內(nèi)充入壓縮氣體，使粉末間距增大，流動(dòng)性增強(qiáng)，甚至達(dá)到霧化狀態(tài)，