——上海理工大學 陳賚寶 岑文遠 宋俊萍

為配合涂附磨具分會編寫《中國涂附磨具行業發展史》的工作，本刊從本期起設立《行業發展史》欄目，選登各會員單位、各企業以及各位老同志撰寫的發展史文章，營造全行業大寫發展史的氣氛，并以期對編寫行業發展史、企業發展史工作以借鑒和啟迪。

一個偶然的機遇，我們與涂附磨具(ju)行業有了深度接(jie)觸，至今已(yi)快20年了。

一(yi) 結(jie)緣起因

緣起于上世紀九十年代初，上海砂輪廠從世界銀行貸款276萬美元，從德國引進了一套當時國際上最先進的強力砂帶生產線。運行一年多后，發現其核心部件靜電植砂機有問題，因過了保修期，請外國專家來，從經濟上、時間上都不合適，遂有了請國內大專院校修理及仿造的想法。

為此(ci)，上砂廠(chang)于1992年秋，請我們上海理(li)工大學去洽談。那天機械系(xi)主任帶(dai)了7位老師參觀了生產現場，進口設備生產正常，問題在于原來細粒度磨料要求電壓較低，粗粒度磨料要求電壓較高才能生產。而現在由于電壓調不上去，到4萬伏(fu)就(jiu)跳閘，造(zao)成細粒度(du)(du)磨料植(zhi)砂(sha)正(zheng)常(chang)，粗粒度(du)(du)磨料植(zhi)砂(sha)卻不行。上砂(sha)廠(chang)給我(wo)們提(ti)供了厚厚的技(ji)術資料，但都是安裝操作手冊，不講原(yuan)理，沒(mei)有電氣原(yuan)理圖(tu)，只有安裝接線圖(tu)。圖(tu)上關鍵部件都畫一個黑(hei)方框(kuang)，標出接線號碼。

參觀半天(tian)后(hou)，上砂廠(chang)(chang)廠(chang)(chang)長問我(wo)們(men)能(neng)不(bu)能(neng)修？能(neng)不(bu)能(neng)仿(fang)造兩臺？我(wo)們(men)7位老師(shi)，5位(wei)搞(gao)機械的(de)，只有岑文遠、陳賚(lai)寶兩位(wei)是搞(gao)電氣的(de)。大家不(bu)約而(er)同(tong)地看(kan)他們兩位(wei)表態。由于沒有圖紙，無法(fa)仿制，只能重(zhong)新設(she)計。而(er)僅憑半(ban)天的(de)參觀(guan)，能看(kan)懂大概(gai)就不(bu)錯了，當(dang)場承接只有五、六成把握，風險不(bu)小。經過(guo)10多分鐘的考慮，我們當場拍板接下(xia)了這個項目。不久(jiu)我們找出了對于粗粒度磨料電壓(ya)升不上去的原因(yin)，主要是德國進(jin)口設備絕緣不良。1993年(nian)1月9日(ri)上(shang)海理工大學(xue)和上(shang)海砂輪廠簽訂了(le)兩臺靜電植砂高壓(ya)發生器(qi)的研制合(he)同，開始(shi)了(le)產學(xue)研相結(jie)合(he)的奮斗歷程。

陳賚寶教授

二 刻苦攻關，研制國(guo)產設(she)備

我們接到任(ren)務(wu)后，開始了緊張而有(you)序的(de)工作，雖沒有(you)德國設備的(de)詳(xiang)細(xi)圖紙資料和元器件資料，但(dan)在上砂廠(chang)廠(chang)方人(ren)員的(de)配合下，仔細(xi)測試(shi)了德國設備的(de)技術(shu)參數，包括電壓、電流(liu)、頻(pin)率、波形、阻抗等(deng)，為我們改進設計提供了很多有(you)用(yong)的(de)資料。

我們大膽采(cai)取(qu)了一系列措(cuo)施(shi)：1、采用當時國際(ji)上最(zui)先進的大功(gong)率元件IGBT取代進口設備(bei)的可控硅，使(shi)高壓關(guan)斷時間從10毫秒縮短到10微(wei)秒(miao)，大大提高了安全保護性能；2、我們設計低頻從2HZ到(dao)30HZ，比進口設(she)備2.5HZ到30HZ低0.5HZ。雖然只低0.5HZ，但是差(cha)20％，卻提高了(le)粗砂的(de)植(zhi)砂能力；3、進口設(she)備實測輸(shu)出阻抗72歐(ou)姆，我們設(she)計的實測輸出阻抗為(wei)55歐姆，降低20％，增強了(le)植砂能力；4、變壓(ya)器的工作(zuo)頻(pin)率(lv)必須避開諧(xie)振頻(pin)率(lv)。高壓(ya)變壓(ya)器匝數(shu)多(duo)，結(jie)構設(she)計和分布電容控(kong)制是技(ji)術難點，我們的低端諧(xie)振頻(pin)率(lv)為1.3HZ，高端諧振頻率(lv)為56 HZ，遠離(li)2～30 HZ工作范圍；5、我們學習(xi)進口設(she)備，設(she)計(ji)了7種保(bao)護電(dian)路，確保(bao)高(gao)壓使用安全(quan)。6、關鍵元器(qi)件采用進口(kou)名牌產(chan)品(pin)，各種(zhong)零配件在上海采用國產(chan)品(pin)牌。

經過我們和上砂廠有關人員(yuan)的艱苦(ku)工作和共同努力(li)，1993年8月底(di)，第一臺國(guo)產研制的靜(jing)電(dian)高壓(ya)發(fa)生器(JD-1型)在上(shang)海砂(sha)輪廠(chang)八車(che)間替代德國(guo)進(jin)口設(she)備運(yun)行獲得成功。生產(chan)的(de)強力砂(sha)帶(dai)質量不比進(jin)口設(she)備差，同(tong)樣暢銷(xiao)國(guo)內外(wai)。接著廠(chang)方陸(lu)續(xu)于(yu)1994年(nian)、1995年又訂制(zhi)三臺靜電高(gao)壓發生器(qi)。分別用(yong)于一車(che)間、三車(che)間、寧(ning)波北淪分廠和印度尼西(xi)亞合資廠。實踐證(zheng)明(ming)，我們的(de)JD-1型國產設(she)備(bei)已經(jing)達到進口設(she)備(bei)的水平(ping)，故廠(chang)方在(zai)1995年底委托我們將德(de)國(guo)設備國(guo)產(chan)化，即機柜(ju)(ju)不動，柜(ju)(ju)內的元器件全部拆下來，換上我們研制的發(fa)生(sheng)器，使用正常(chang)。產(chan)學(xue)研合作(zuo)取得初步成(cheng)果，1995年10月(yue)我們上海理工大學自行(xing)設(she)計(ji)制造(zao)的靜電植砂(sha)高壓發生器獲國(guo)家專利授(shou)權(quan)。1996年11月獲上海(hai)市(shi)科(ke)學技術進步三等獎(jiang)等一系列(lie)獎(jiang)項。

自1993年至2005年(nian)設備在上砂廠生產連續使用10多年，只(zhi)更換過電動調壓(ya)器的(de)易(yi)損件碳刷，設備幾乎無故障，其良好性能引起了作為(wei)二砂及上砂的(de)強(qiang)力砂帶流水(shui)線的(de)供(gong)應商——德(de)國施瓦貝（Schwabe）公(gong)司(si)的注意(yi)，他們主動邀我們商(shang)談(tan)(tan)協作之事，幾經談(tan)(tan)判，終因樣機放(fang)在國(guo)(guo)內(nei)還是國(guo)(guo)外(wai)無法達成一致而告(gao)吹(chui)。

在(zai)此需說明(ming)一點(dian)，即德(de)國設備的(de)(de)控制(zhi)柜是在(zai)恒溫(wen)室(shi)內(nei)工作的(de)(de)，而國產靜電發生器都(dou)是放在(zai)大廠房(fang)內(nei) 工作的(de)(de)（無降溫(wen)）。當年(nian)夏天(tian)溫(wen)度很高(gao)(gao)，控制(zhi)柜在(zai)大廠房(fang)內(nei)，工作絲毫未受(shou)影(ying)響。既受(shou)到了技術上和德(de)國進(jin)口設備同(tong)樣的(de)(de)技術層面上的(de)(de)考驗，順利通(tong)過，又受(shou)到了高(gao)(gao) 溫(wen)的(de)(de)考驗。這(zhe)對于靜電植砂(sha)在(zai)國內(nei)推廣具(ju)有重要(yao)意義，不需要(yao)昂貴(gui)的(de)(de)空調房(fang)，還節省能源。

岑文遠教授

三(san) 深(shen)入生產現場，理(li)論聯系實際，解決生產中問題

由于上砂廠技(ji)術力量較強，消化德國(guo)設(she)備已有(you)一段時間（當時國(guo)內僅有(you)的兩套(tao)引進的具有(you)國(guo)際先(xian)進水平的強力砂帶(dai)生產(chan)線），設(she)備在上砂廠運(yun)行(xing)中發現問題不多。可是自1997年國產靜電發生器設備開始用于長江砂輪廠，鹽城剛玉砂布廠（現三菱磨料磨具有限公司）、汕頭金雄砂輪廠和北京東新砂布廠等中小型廠相繼使用后，由于他們和國內大多數涂附磨具工廠剛接觸靜電植砂新工藝，反應的問題就多了。其中主要的問題是砂面不勻；有時電壓升不上去，不到35KV就報警(jing)了(le)。

對(dui)靜電植砂的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)，我(wo)(wo)(wo)(wo)們(men)當時(shi)(shi)的(de)(de)(de)認識也是膚淺的(de)(de)(de)，簡單地認為(wei)，只(zhi)要(yao)砂粒飛(fei)起來(lai)，就(jiu)說明(ming)發生(sheng)(sheng)器(qi)沒 問(wen)題，但廠(chang)家卻來(lai)電不(bu)(bu)(bu)斷。我(wo)(wo)(wo)(wo)們(men)只(zhi)能趕鴨子上(shang)架(jia)，查資料(liao)，翻書(shu)本，到工廠(chang)現(xian)場(chang)(chang)(chang)觀(guan)察，才慢慢對(dui)一些問(wen)題有(you)(you)了(le)(le)認識。如(ru)(ru)：①在(zai)理(li)論上(shang)的(de)(de)(de)磁(ci)化與極化。當時(shi)(shi)生(sheng)(sheng)產(chan)廠(chang)家反(fan) 映，砂料(liao)在(zai)運行一段時(shi)(shi)間后(hou)就(jiu)不(bu)(bu)(bu)易植入，認為(wei)砂料(liao)經電場(chang)(chang)(chang)磁(ci)化了(le)(le)。我(wo)(wo)(wo)(wo)們(men)從資料(liao)及教課書(shu)中了(le)(le)解到，介質（砂粒）在(zai)高電壓的(de)(de)(de)作用(yong)(yong)下，產(chan)生(sheng)(sheng)帶(dai)電的(de)(de)(de)現(xian)象實為(wei)極化。據 此，我(wo)(wo)(wo)(wo)們(men)更堅定(ding)了(le)(le)低頻交流(liu)高壓要(yao)比直流(liu)高壓占優的(de)(de)(de)觀(guan)點(dian)。在(zai)不(bu)(bu)(bu)少場(chang)(chang)(chang)合中進行講解，目前(qian)已為(wei)大多數技術人員所接受。其它如(ru)(ru)砂面(mian)不(bu)(bu)(bu)均的(de)(de)(de)問(wen)題，如(ru)(ru)重復使用(yong)(yong)余(yu)砂，由 于砂粒多次極化后(hou)呈帶(dai)電狀態，呈現(xian)同性相斥，而不(bu)(bu)(bu)易植入帶(dai)膠的(de)(de)(de)基(ji)布。我(wo)(wo)(wo)(wo)在(zai)生(sheng)(sheng)產(chan)現(xian)場(chang)(chang)(chang)曾碰(peng)到：上(shang)午砂面(mian)效(xiao)果不(bu)(bu)(bu)錯，下午砂面(mian)就(jiu)逐(zhu)步(bu)不(bu)(bu)(bu)行，無論升壓調頻，不(bu)(bu)(bu)解決(jue)問(wen) 題，最后(hou)砂粒在(zai)極板中一點(dian)都不(bu)(bu)(bu)飛(fei)了(le)(le)。我(wo)(wo)(wo)(wo)們(men)拿了(le)(le)一把新砂扔進去，立刻就(jiu)飛(fei)起來(lai)了(le)(le)，這(zhe)是很典(dian)型(xing)的(de)(de)(de)砂粒極化的(de)(de)(de)例子。故不(bu)(bu)(bu)少涂附磨具生(sheng)(sheng)產(chan)企業(ye)，如(ru)(ru)二砂等都主張余(yu)砂 需進行處理(li)后(hou)才能使用(yong)(yong)。②相對(dui)濕度(du)問(wen)題。我(wo)(wo)(wo)(wo)國幅緣遼闊(kuo)，南北各(ge)地的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)、濕度(du)相差很大，植砂效(xiao)果亦不(bu)(bu)(bu)盡相同。植砂機在(zai)各(ge)地亦有(you)(you)“水(shui)土不(bu)(bu)(bu)服(fu)”的(de)(de)(de)時(shi)(shi)候，需要(yao)業(ye) 內(nei)同行總結(jie)當地的(de)(de)(de)具體情況(kuang)。如(ru)(ru)北方冬(dong)天干燥(zao)，相對(dui)濕度(du)甚至≤30％，此(ci)時滾輪(lun)與輸砂(sha)帶磨(mo)擦所(suo)產生(sheng)的靜電影(ying)響(xiang)很大(da)。從文獻(xian)資料上查(cha)到(dao)，相對濕度在60％左右(you)影(ying)響最小。北京東升(sheng)砂布廠在冬(dong)春季節，就在靜(jing)電房內加濕，形成小范(fan)圍適宜砂粒植入的(de)環(huan)境取(qu)得較(jiao)好的(de)效果。2007年在由(you)鄭州博(bo)盟公(gong)司主辦的(de)靜(jing)電植(zhi)砂(sha)研(yan)討班上(shang)， 此經驗在業內各(ge)廠(chang)家得到介紹推廣。③絕緣(yuan)(yuan)問(wen)題。出現的(de)問(wen)題是(shi)電壓加(jia)不(bu)上(shang)去，植(zhi)砂(sha)機(ji)不(bu)能充(chong)分(fen)利用，植(zhi)砂(sha)效果(guo)不(bu)好。這(zhe)是(shi)由(you)于(yu)砂(sha)布廠(chang)灰多(duo)，在高(gao)壓極(ji)板(ban)區域內，由(you) 于(yu)砂(sha)粒灰塵多(duo)堆積(ji)，在高(gao)壓電場下，絕緣(yuan)(yuan)材料上(shang)的(de)表面(mian)灰塵成(cheng)導電的(de)主要路徑，此時，絕緣(yuan)(yuan)電阻是(shi)體(ti)電阻及面(mian)電阻的(de)并(bing)聯值。面(mian)電阻（灰塵）在高(gao)壓下很(hen)易擊穿(chuan)成(cheng)打(da) 火點，這(zhe)是(shi)造成(cheng)植(zhi)砂(sha)效果(guo)不(bu)好的(de)主要原因。

為了更好的(de)推(tui)廣(guang)(guang)應用(yong)植砂機，交(jiao)流和推(tui)廣(guang)(guang)經(jing)驗，澄清應用(yong)中的(de)模糊認識(shi)，鄭州博盟(meng)磨料磨具技術信息咨詢有限公(gong)司致力于(yu)我國(guo)涂附磨具事業，推(tui)廣(guang)(guang)應用(yong)新工藝、新材料和新裝備，于(yu)2007年(nian)4月初與我(wo)們上海理工大學在鄭州舉辦了靜電(dian)植(zhi)砂技術講座。當(dang)時(shi)20多家(jia)用戶及河南工業大學都(dou)派員(yuan)參(can)加了。會上由岑文遠(yuan)先(xian)生講解了靜電植砂高壓發生器的原理(li)及維護要求。陳賚寶先(xian)生則從理(li)論和實踐兩個方(fang)面對介質極化、生產(chan)中掌握相(xiang)對濕度60％左右的(de)原因(yin)、輪帶磨擦(ca)產生(sheng)的(de)靜電(dian)如何防(fang)(fang)止、 高(gao)壓擊穿(chuan)的(de)防(fang)(fang)止等，作(zuo)了進一步的(de)闡述(shu)，回(hui)答了各(ge)單位(wei)所提(ti)(ti)出(chu)的(de)問(wen)題；并在生(sheng)產設備管理上，首(shou)先提(ti)(ti)出(chu)每(mei)周查地線(xian)，每(mei)月(yue)晚上關(guan)燈(deng)升壓看(kan)極板(ban)絕(jue)緣狀(zhuang)況，每(mei)半(ban)年(nian)查電(dian) 動調(diao)壓器碳(tan)刷磨損情況，一年(nian)查變(bian)壓器油（送驗）。值(zhi)得一提(ti)(ti)的(de)是，當時不是我(wo)們的(de)用(yong)戶(hu)的(de)東莞金太陽研磨有(you)限公司(si)亦派技術人員來(lai)參加會議，對目前國內靜電(dian)植砂 存(cun)在問(wen)題進行了探(tan)討，一個月(yue)后即成(cheng)為我(wo)們的(de)用(yong)戶(hu)。

2007年4月岑文遠教授在鄭州博盟公司舉辦的靜電植砂講座上

四(si) 緊跟科學技術進(jin)步(bu)，進(jin)行產品升級

根據客戶(hu)控制植(zhi)砂(sha)(sha)量(liang)的需要，我(wo)們進行了(le)認(ren)真(zhen)研究(jiu)和(he)分(fen)析(xi)。植(zhi)砂(sha)(sha)量(liang)（單位面(mian)積砂(sha)(sha)量(liang)）以(yi)前都是通過(guo) 砂(sha)(sha)箱來控制下砂(sha)(sha)量(liang)而達(da)到的，我(wo)們能否通過(guo)靜(jing)電(dian)植(zhi)砂(sha)(sha)來控制調(diao)(diao)節(jie)植(zhi)入砂(sha)(sha)量(liang)的多少呢？經過(guo)認(ren)真(zhen)分(fen)析(xi)后，我(wo)們認(ren)為可通過(guo)調(diao)(diao)整極板的長度、植(zhi)砂(sha)(sha)機的頻率再(zai)配合電(dian)壓的 微調(diao)(diao)來實現，而電(dian)壓穩定是實現微調(diao)(diao)的前提。這樣，具備可以(yi)控制植(zhi)砂(sha)(sha)量(liang)特(te)點的JD-2型機出臺(tai)了，此時是2004年3月底。經過幾年的(de)運行(xing)，以及電子原器(qi)件的(de)發展進步(bu)和(he)節能的(de)要(yao)求，針對(dui)2型機運行中存在的不足，我們著手了JD-3型機的研制：①去掉了笨重(zhong)又(you)耗能的變(bian)壓器及(ji)碳刷易磨損的三相電動調壓器。②解決了機械限位保護等相關問題。③穩壓性能大為提(ti)(ti)高(gao)，響應速度亦(yi)提(ti)(ti)高(gao)了一個數量級。⑷機柜(ju)大小由2000×700×450CM變(bian)為1000×700×250CM了，小(xiao)了3/4左右，重量由(you)200KG降至(zhi)50KG左(zuo)右，能耗由(you)1.25KW降至0.8KW。

通過近二十(shi)年(nian)的研制過程，我們(men)(men)感(gan)觸良多。①直接深入(ru)車間生產現場，了(le)解(jie)情況，回來分析(xi)，從理 論上(shang)找答(da)案(an)。②不(bu)懂就問，找人(ren)請(qing)教，找書本請(qing)教，極化概(gai)念及(ji)相(xiang)對(dui)濕度的影(ying)響都是(shi)(shi)從書本上(shang)獲得的。③根據生產的要求，不(bu)斷完善提高設備的性能，并趕(gan)超(chao)世界(jie)先 進水平。近幾年(nian)，有人(ren)建(jian)議(yi)我們(men)(men)對(dui)極板(ban)(ban)問題加以(yi)注意。確(que)實植砂機(ji)的負載(zai)就是(shi)(shi)極板(ban)(ban)。目前對(dui)極板(ban)(ban)的材(cai)料、形(xing)狀(zhuang)、相(xiang)互間大(da)小關系以(yi)及(ji)上(shang)下極板(ban)(ban)距(ju)離的研究都得到(dao)了(le)一 定的進展。遺憾的是(shi)(shi)對(dui)材(cai)料（磨料）方面因專(zhuan)業關系無法得到(dao)進展，如極化問題能否減(jian)少，甚至避(bi)免。但愿后來人(ren)能發現更多問題，并取(qu)得更多成效。

20多(duo)年來，國(guo)內幾乎所有的(de)生產廠家都采(cai)用了靜電(dian)植(zhi)砂工藝(yi)，國(guo)內外已有近40多(duo)家用戶使用了我們(men)的60多臺靜電植砂機，其(qi)中出口印(yin)尼2臺(tai)，三菱廠7臺，上砂廠5臺，河南王牌廠(chang)5臺，……。靜電植(zhi)砂工(gong)(gong)藝(yi)的應(ying)用(yong)推(tui)廣是(shi)廠校聯(lian)手(shou)，產學(xue)研結合二十年的豐碩(shuo)成果。可(ke)以說，我(wo)們(men)上 海理工(gong)(gong)大(da)學(xue)在(zai)中國(guo)涂(tu)附磨具行業的發(fa)展上，在(zai)以靜電植(zhi)砂取代重力植(zhi)砂老工(gong)(gong)藝(yi)的技(ji)術(shu)革命中發(fa)揮了(le)一定的作用(yong)，得到(dao)用(yong)戶及同行認可(ke)，我(wo)們(men)為(wei)(wei)我(wo)們(men)能(neng)為(wei)(wei)我(wo)國(guo)成為(wei)(wei)涂(tu)附 磨具的大(da)國(guo)盡(jin)了(le)一點(dian)力而自豪(hao)。

                                           

作者簡介：

岑文遠：男，教授(shou)級高(gao)級工程師，1941年4月出生，1964年8月畢業于(yu)哈爾濱(bin)工(gong)業大學(xue)，1992年后任(ren)上(shang)海理工大學教授（兼(jian)）。在涂(tu)附磨具(ju)行業(ye)主要負(fu)責(ze)了(le)靜電植砂高(gao)壓發(fa)生(sheng)器研制，填(tian)補國內空白。1992年被(bei)機械電子工(gong)業部授予(yu)有突出(chu)貢獻專(zhuan)家(jia)，享受國務院特殊津(jin)貼。

陳賚寶(bao)：男，高級工程師，1942年生，1966年哈工大(da)電機系畢業分配到第(di)二炮兵某基地(di)工作，1984年轉業至上(shang)海理(li)工大學工作，已退(tui)休(xiu) 從(cong)事靜電植砂研究獲(huo)得國(guo)家專利

宋俊萍：女，高級實驗師，1942年(nian)生，1966年(nian)北京理工大學(xue)畢業(ye)分配至第二(er)炮(pao)兵(bing)某基地工作，1986年轉業到上海理工大學工作，已退休 從事(shi)靜電(dian)植(zhi)砂研究(jiu)獲得國家專(zhuan)利