——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，我們與涂附磨具行業有了深度接觸，至今已快20年了。

一 結緣起因

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，上砂廠于1992年秋，請我們上海理工大學去洽談。那天機械系主任帶了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4萬伏就跳閘，造成細粒度磨料植砂正常，粗粒度磨料植砂卻不行。上砂廠給我們提供了厚厚的技術資料，但都是安裝操作手冊，不講原理，沒有電氣原理圖，只有安裝接線圖。圖上關鍵部件都畫一個黑方框，標出接線號碼。

參觀半天后，上砂廠廠長問我們能不能修？能不能仿造兩臺？我們7位老師，5位搞機械的，只有岑文遠、陳賚寶兩位是搞電氣的。大家不約而同地看他們兩位表態。由于沒有圖紙，無法仿制，只能重新設計。而僅憑半天的參觀，能看懂大概就不錯了，當場承接只有五、六成把握，風險不小。經過10多分鐘的考慮，我們當場拍板接下了這個項目。不久我們找出了對于粗粒度磨料電壓升不上去的原因，主要是德國進口設備絕緣不良。1993年1月9日上海理工大學和上海砂輪廠簽訂了兩臺靜電植砂高壓發生器的研制合同，開始了產學研相結合的奮斗歷程。

陳賚寶教授

二 刻苦攻關，研制國產設備

我們接到任務后，開始了緊張而有序的工作，雖沒有德國設備的詳細圖紙資料和元器件資料，但在上砂廠廠方人員的配合下，仔細測試了德國設備的技術參數，包括電壓、電流、頻率、波形、阻抗等，為我們改進設計提供了很多有用的資料。

我們大膽采取了一系列措施：1、采用當時國際上最先進的大功率元件IGBT取代進口設備的可控硅，使高壓關斷時間從10毫秒縮短到10微秒，大大提高了安全保護性能；2、我們設計低頻從2HZ到30HZ，比進口設備2.5HZ到30HZ低0.5HZ。雖然只低0.5HZ，但是差20％，卻提高了粗砂的植砂能力；3、進口設備實測輸出阻抗72歐姆，我們設計的實測輸出阻抗為55歐姆，降低20％，增強了植砂能力；4、變壓器的工作頻率必須避開諧振頻率。高壓變壓器匝數多，結構設計和分布電容控制是技術難點，我們的低端諧振頻率為1.3HZ，高端諧振頻率為56 HZ，遠離2～30 HZ工作范圍；5、我們學習進口設備，設計了7種保護電路，確保高壓使用安全。6、關鍵元器件采用進口名牌產品，各種零配件在上海采用國產品牌。

經過我們和上砂廠有關人員的艱苦工作和共同努力，1993年8月底，第一臺國產研制的靜電高壓發生器(JD-1型)在上海砂輪廠八車間替代德國進口設備運行獲得成功。生產的強力砂帶質量不比進口設備差，同樣暢銷國內外。接著廠方陸續于1994年、1995年又訂制三臺靜電高壓發生器。分別用于一車間、三車間、寧波北淪分廠和印度尼西亞合資廠。實踐證明，我們的JD-1型國產設備已經達到進口設備的水平，故廠方在1995年底委托我們將德國設備國產化，即機柜不動，柜內的元器件全部拆下來，換上我們研制的發生器，使用正常。產學研合作取得初步成果，1995年10月我們上海理工大學自行設計制造的靜電植砂高壓發生器獲國家專利授權。1996年11月獲上海市科學技術進步三等獎等一系列獎項。

自1993年至2005年設備在上砂廠生產連續使用10多年，只更換過電動調壓器的易損件碳刷，設備幾乎無故障，其良好性能引起了作為二砂及上砂的強力砂帶流水線的供應商——德國施瓦貝（Schwabe）公司的注意，他們主動邀我們商談協作之事，幾經談判，終因樣機放在國內還是國外無法達成一致而告吹。

在此需說明一點，即德國設備的控制柜是在恒溫室內工作的，而國產靜電發生器都是放在大廠房內 工作的（無降溫）。當年夏天溫度很高，控制柜在大廠房內，工作絲毫未受影響。既受到了技術上和德國進口設備同樣的技術層面上的考驗，順利通過，又受到了高 溫的考驗。這對于靜電植砂在國內推廣具有重要意義，不需要昂貴的空調房，還節省能源。

岑文遠教授

三 深入生產現場，理論聯系實際，解決生產中問題

由于上砂廠技術力量較強，消化德國設備已有一段時間（當時國內僅有的兩套引進的具有國際先進水平的強力砂帶生產線），設備在上砂廠運行中發現問題不多。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就報警了。

對靜電植砂的應用，我們當時的認識也是膚淺的，簡單地認為，只要砂粒飛起來，就說明發生器沒 問題，但廠家卻來電不斷。我們只能趕鴨子上架，查資料，翻書本，到工廠現場觀察，才慢慢對一些問題有了認識。如：①在理論上的磁化與極化。當時生產廠家反 映，砂料在運行一段時間后就不易植入，認為砂料經電場磁化了。我們從資料及教課書中了解到，介質（砂粒）在高電壓的作用下，產生帶電的現象實為極化。據 此，我們更堅定了低頻交流高壓要比直流高壓占優的觀點。在不少場合中進行講解，目前已為大多數技術人員所接受。其它如砂面不均的問題，如重復使用余砂，由 于砂粒多次極化后呈帶電狀態，呈現同性相斥，而不易植入帶膠的基布。我在生產現場曾碰到：上午砂面效果不錯，下午砂面就逐步不行，無論升壓調頻，不解決問 題，最后砂粒在極板中一點都不飛了。我們拿了一把新砂扔進去，立刻就飛起來了，這是很典型的砂粒極化的例子。故不少涂附磨具生產企業，如二砂等都主張余砂 需進行處理后才能使用。②相對濕度問題。我國幅緣遼闊，南北各地的溫度、濕度相差很大，植砂效果亦不盡相同。植砂機在各地亦有“水土不服”的時候，需要業 內同行總結當地的具體情況。如北方冬天干燥，相對濕度甚至≤30％，此時滾輪與輸砂帶磨擦所產生的靜電影響很大。從文獻資料上查到，相對濕度在60％左右影響最小。北京東升砂布廠在冬春季節，就在靜電房內加濕，形成小范圍適宜砂粒植入的環境取得較好的效果。2007年在由鄭州博盟公司主辦的靜電植砂研討班上， 此經驗在業內各廠家得到介紹推廣。③絕緣問題。出現的問題是電壓加不上去，植砂機不能充分利用，植砂效果不好。這是由于砂布廠灰多，在高壓極板區域內，由 于砂粒灰塵多堆積，在高壓電場下，絕緣材料上的表面灰塵成導電的主要路徑，此時，絕緣電阻是體電阻及面電阻的并聯值。面電阻（灰塵）在高壓下很易擊穿成打 火點，這是造成植砂效果不好的主要原因。

為了更好的推廣應用植砂機，交流和推廣經驗，澄清應用中的模糊認識，鄭州博盟磨料磨具技術信息咨詢有限公司致力于我國涂附磨具事業，推廣應用新工藝、新材料和新裝備，于2007年4月初與我們上海理工大學在鄭州舉辦了靜電植砂技術講座。當時20多家用戶及河南工業大學都派員參加了。會上由岑文遠先生講解了靜電植砂高壓發生器的原理及維護要求。陳賚寶先生則從理論和實踐兩個方面對介質極化、生產中掌握相對濕度60％左右的原因、輪帶磨擦產生的靜電如何防止、 高壓擊穿的防止等，作了進一步的闡述，回答了各單位所提出的問題；并在生產設備管理上，首先提出每周查地線，每月晚上關燈升壓看極板絕緣狀況，每半年查電 動調壓器碳刷磨損情況，一年查變壓器油（送驗）。值得一提的是，當時不是我們的用戶的東莞金太陽研磨有限公司亦派技術人員來參加會議，對目前國內靜電植砂 存在問題進行了探討，一個月后即成為我們的用戶。

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 緊跟科學技術進步，進行產品升級

根據客戶控制植砂量的需要，我們進行了認真研究和分析。植砂量（單位面積砂量）以前都是通過 砂箱來控制下砂量而達到的，我們能否通過靜電植砂來控制調節植入砂量的多少呢？經過認真分析后，我們認為可通過調整極板的長度、植砂機的頻率再配合電壓的 微調來實現，而電壓穩定是實現微調的前提。這樣，具備可以控制植砂量特點的JD-2型機出臺了，此時是2004年3月底。經過幾年的運行，以及電子原器件的發展進步和節能的要求，針對2型機運行中存在的不足，我們著手了JD-3型機的研制：①去掉了笨重又耗能的變壓器及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穩壓性能大為提高，響應速度亦提高了一個數量級。⑷機柜大小由2000×700×450CM變為1000×700×250CM了，小了3/4左右，重量由200KG降至50KG左右，能耗由1.25KW降至0.8KW。

通過近二十年的研制過程，我們感觸良多。①直接深入車間生產現場，了解情況，回來分析，從理 論上找答案。②不懂就問，找人請教，找書本請教，極化概念及相對濕度的影響都是從書本上獲得的。③根據生產的要求，不斷完善提高設備的性能，并趕超世界先 進水平。近幾年，有人建議我們對極板問題加以注意。確實植砂機的負載就是極板。目前對極板的材料、形狀、相互間大小關系以及上下極板距離的研究都得到了一 定的進展。遺憾的是對材料（磨料）方面因專業關系無法得到進展，如極化問題能否減少，甚至避免。但愿后來人能發現更多問題，并取得更多成效。

20多年來，國內幾乎所有的生產廠家都采用了靜電植砂工藝，國內外已有近40多家用戶使用了我們的60多臺靜電植砂機，其中出口印尼2臺，三菱廠7臺，上砂廠5臺，河南王牌廠5臺，……。靜電植砂工藝的應用推廣是廠校聯手，產學研結合二十年的豐碩成果。可以說，我們上 海理工大學在中國涂附磨具行業的發展上，在以靜電植砂取代重力植砂老工藝的技術革命中發揮了一定的作用，得到用戶及同行認可，我們為我們能為我國成為涂附 磨具的大國盡了一點力而自豪。

作者簡介：

岑文遠：男，教授級高級工程師，1941年4月出生，1964年8月畢業于哈爾濱工業大學，1992年后任上海理工大學教授（兼）。在涂附磨具行業主要負責了靜電植砂高壓發生器研制，填補國內空白。1992年被機械電子工業部授予有突出貢獻專家，享受國務院特殊津貼。

陳賚寶：男，高級工程師，1942年生，1966年哈工大電機系畢業分配到第二炮兵某基地工作，1984年轉業至上海理工大學工作，已退休 從事靜電植砂研究獲得國家專利

宋俊萍：女，高級實驗師，1942年生，1966年北京理工大學畢業分配至第二炮兵某基地工作，1986年轉業到上海理工大學工作，已退休 從事靜電植砂研究獲得國家專利