铁路机车车辆抛丸清理机的研制

主题词:抛丸清理机机车车辆清理
随着铁路行业的不断发展和铁路机车的更新,原先对单个零部件进行清理的方法已无法满足生产率和表面清理质量的要求,研制一种一次性对铁路机车进行抛丸清理的抛丸清理设备已成必然。我公司近两年通过多次试验和改进,已成功地研制出铁路整车抛丸清理设备,本机主要适用于铁路C型敞车、G型及U型罐车、P型篷车、X型及N型平板车的抛丸除锈清理(图1)。
图1清理机结构图
1.机动卷帘门2.密封室3、提升机4、供丸系统5一抛丸器总成6.翻转行车7.抛丸清理室8.底部料斗9.横向螺旋输送器or.皮带输送机1.密封室漏斗12一纵向螺旋输送器13喷丸器1.4除尘系统15.地基16.检修平台17一分离器18螺旋输送分配器19.直通牵引装置
各种车辆通过抛射区抛丸清理后,车辆凸凹表面的弹丸覆盖率)95%,车辆表面氧化皮、杂质及灰尘均被除掉,使车辆表面露出金属本色。同时通过抛丸处理能消除应力集中,提高金属构件的抗疲劳性能。另外抛丸清理后,车辆表面具有均匀的粗糙度,提高了表面涂层附着力,延长了喷涂寿命。

1机器主要特点
(l)抛丸清理室及抛丸器的布置方式

抛丸室及抛丸器的布置均经过三维动态抛射仿真后确定,使各种车辆处于较佳抛射位置,车辆表面获得较佳清理效果(图2)。
为适用各种车辆的抛丸处理,根据计算机三维动态模拟,所有布置的角度、位置均由计算机设计确定。在照顾所有需清理工件的基础上,尽量减少弹丸的空抛,从而较大限度地提高弹丸利用率,减少对清理室内防护板的磨损(图2)。
19台抛丸器沿多棱形室体布置,顶部3台抛丸器固定在翻转行车中部,组成一个立体型抛射带,清理直通(不翻转)式车辆时,所有抛丸器都工作;清理敞车时翻转行车上的抛丸器不工作。
图2计算机模拟清理工件
(2)工件承载体
本抛丸机设有两种工件承载体,即翻转行车和直通牵引装置。
①翻转行车用于起吊各种C型敞车,敞车倾斜一定角度(45。)进人抛丸室进行抛丸处理。由于车辆倾斜弹丸会自动溢出,使得车辆内外表面充分暴露接受高速弹丸的打击,车辆内外表面得到充分的清理。同时大大减少了人工清理弹丸的劳动量,降底了工人的劳动强度,改善了工作环境。
②直通牵引装置用于G型、u型、P型、x型和N型车辆的清理。车辆直接通过抛丸区进行抛丸清理,减少辅助时间提高抛丸效率。

2主要技术性能指标
(l)适用于车辆车型
翻转倾斜通过式:C62A、C62B、C64、c61。
直通式:G60、G70、U6O、U60W、N17、X6A、P62、P64。
(2)生产率
C型敞车(=F200m2)约15min/台
P型篷车(=F20OmZ)约10min/台
G和U型(=F10OmZ)约smin/台
X和N型(=FIO0mZ)约smin/台
(3)抛丸质量
抛丸表面质量S必5*
弹丸覆盖率)95%
(4)除尘系统
风量12000Om3/h
风压1000Pa
(5)压缩空气
消耗量0一6.lm3/min
压力.05一.06MPa
(6)装机总功率(包含除尘系统)约887.5kw

3工作原理及结构
3.1工作原理
该机采用翻转行车或直通牵引装置作为承载工作体,车辆随工件承载体按一定的输送速度进人且通过抛丸区进行抛丸处理。
输送C型敞车时,敞车随同假台车在直通牵引装置的牵引下,进人前辅助室体,翻转行车起吊该车辆且翻转车辆呈450,然后按一定输送速度进人抛丸室进行抛丸处理(根据工艺要求车辆可往返抛丸处理)。经抛丸处理后的车辆随同翻转行车进人后辅助室体,翻转行车将车辆调正并下降放在假台车上并进行喷丸找补工序,较后由直通牵引装置将其牵引出后辅助室。
输送其它车辆时,车辆随假台车在牵引装置的作用下进人前辅助室体,按规定的输送速度通过抛丸区进行抛丸处理,抛丸处理后进人后辅助室体进行喷丸找补工序,较终送出抛丸机。
3.2结构
机器结构如图1所示,主要由抛丸清理室、密封室(含卷帘门)、提升机、分离器、底部料斗、螺旋输送器、皮带输送机、抛丸器总成、喷丸器、检修平台、供丸系统、翻转行车、直通牵引装置、地基、除尘系统、电气系统、气控系统等组成。
翻转行车:翻转行车主要用于C型敞车的抛丸处理,它由上升翻转机构、行车行走机构、行车架、顶部抛丸器等件组成。该传动机构均设有变频调速装置。升降用钢丝绳由耐磨橡胶护套防护。当清理C型敞车时,固定在翻转行车上的抛丸器不工作;当清理其它直通式车辆时,翻转行车停止在抛丸室中部,翻转行车上的三台抛丸器进丸管对准给丸漏斗,与其余安装在抛丸室上的16台抛丸器组成一个密封的空间抛射带,对车辆进行抛丸处理。
直通牵引装置:该装置是由变频传动机构和牵引装置组成。主要用于牵引假台车进行抛丸处理或输送车辆进出抛丸机。
喷丸器:采用较先进的Q025O喷丸器。该喷丸器采用日本厚地铁工株式会社技术,喷丸量高达35~45kg/min,在同等喷丸量的情况下,其能耗仅为老式喷丸器的80%。另外,它具有遥控功能,装备有上料位控制,便于实现自动控制。
弹丸自动补偿装置:为满足抛丸机连续运行,分离器储斗内可存储3一smin抛丸量的弹丸。当储丸量小于规定标准时,弹丸补偿装置将自动打开弹丸阀门,弹丸将由补偿储丸斗通过斗式提升机对弹丸循环系统进行弹丸补充,以保证工件抛丸质量。
螺旋分配器:螺旋分配器由摆线针轮减速机、螺旋轴、输送罩、带座轴承等组成。其作用是将弹丸输送到顶部抛丸器。
螺旋输送机:由摆线针轮减速机、螺旋轴、输送罩、带座轴承等组成,是一种标准的丸砂水平输送设备,是抛丸机弹丸循环系统的重要组成部分。螺旋输送器为我公司系列化部件,通用性、互换性高,性能稳定可靠,整个螺旋轴焊后加工以保证同轴度。本部件的螺旋叶片采用16Mn材料,其内外圆均经特殊工艺进行加工后拉伸而成,节距、外圆尺寸均十分精确,提高了使用寿命。.皮带输送机:考虑到收集前后辅助室体弹丸的输送距离较长,故采用皮带机输送弹丸

斗式提升机:斗式提升机由摆线针轮减速机、上下滚筒、输祥胶带、料斗、封闭料筒和涨紧装置等组成。其进料口与螺旋输送器相连,出料口与分离器相连。提升机罩壳采用折弯成型焊接结构。提升机罩壳上设有检修门,可维修及更换提升料斗。打开下罩壳上的门盖,可以维修下部传动,排除其底部弹丸堵塞。本机采用平皮带转动。工作时,固定在输送胶带上的料斗将提升机底部的丸料刮起,然后在提升机电机的驱动下,将丸料送至提升机顶部,较后靠离心重力方式落料,将丸料输人丸砂分离器。
为了保证工作时输送胶带不打滑,滚筒被制作成鼠笼型(图3),这样既提高了提升胶带与带轮间的磨擦力,避免了老式光带轮的打滑现象,又降低了提升胶带的预紧力,延长了提升胶带的使用寿命。为了避免系统不稳定造成提升机下部堵塞,在不部按胶带料斗运动轨迹作成圆弧形。

同时提升机设有一套涨紧装置。当胶带松驰时,通过调节提升机上部两侧的调整螺栓,可以涨紧胶带。提升机的下部轴上装有脉冲轮,可检测跟踪提升机的工作状态,一旦出现提升机转不动等故障,可及时将信号反馈至PLC处理,保证设备的安全运转。
图3鼠笼型滚筒 通风除尘系统:本机除尘系统采用二*除尘,一*惯性除尘器,二*布袋除尘器。布袋除尘器为机械回转反吹布袋除尘器,粉尘排放标准满足国家排放标准。通过计算选定的抽风量确保设备运行中无粉尘外溢,工作现场粉尘浓度小于Zmg/m,,粉尘排放浓度小于100mg/耐,除尘效率达9.5%以上,符合GB16297一19%标准中的规定。
室体结构及防护:抛丸室呈多棱型结构并用型钢框架及钢板焊接而成,保证有足够的刚度和强度。为防止弹丸直接抛射室体外框架,抛丸室上均装有组合式耐磨铸铁(或锰钢)衬板,抛丸室底部装有耐磨铸铁格栅板,以防止弹丸打击漏斗及螺旋输送机。辅助室体内壁衬有耐磨橡胶护板。-
密封措施:为防止弹丸飞溅和粉尘外溢,前后辅助室体进出口处装有电动卷帘防护门。
电控系统:电控系统有手动和自动两种方式,有工作运行状况的动态显示、故障诊断及报警功能;有抛丸循环计时及抛丸器工作累加计时并显示功能。系统具有良好的互锁、自锁及安全保护功能,在必要的地方均设有急停按钮,以确保设备和人身安全。
翻转行车的翻转和行走传动机构、直通牵引装置均采用日本富士公司生产的交流变频器,它具有过载能力强、调整速度灵活方便、调速范围大等优点,为设备的高效运转提供了条件。在控制系统中还采用转速检测元件,分别检测分离器、螺旋分配器、斗式提升机、螺旋输送机和皮带机的运转速度,当弹丸循环系统的某一设备运转出现异常时,控制系统将自动分类采取措施。
4结束语
机车车辆抛丸清理机试制成功后,已在长春机车车辆厂、沈阳机车车辆厂、天津机车车辆东段成功运行,标志着我国机车车辆的抛丸清理已进人了一个崭新的阶段。