鐵路機(jī)車車輛拋丸清理機(jī)的研制

主題詞:拋丸清理機(jī)機(jī)車車輛清理
隨著鐵路行業(yè)的不斷發(fā)展和鐵路機(jī)車的更新,原先對單個零部件進(jìn)行清理的方法已無法滿足生產(chǎn)率和表面清理質(zhì)量的要求,研制一種一次性對鐵路機(jī)車進(jìn)行拋丸清理的拋丸清理設(shè)備已成必然。我公司近兩年通過多次試驗(yàn)和改進(jìn),已成功地研制出鐵路整車拋丸清理設(shè)備,本機(jī)主要適用于鐵路C型敞車、G型及U型罐車、P型篷車、X型及N型平板車的拋丸除銹清理(圖1)。
圖1清理機(jī)結(jié)構(gòu)圖
1.機(jī)動卷簾門2.密封室3、提升機(jī)4、供丸系統(tǒng)5一拋丸器總成6.翻轉(zhuǎn)行車7.拋丸清理室8.底部料斗9.橫向螺旋輸送器or.皮帶輸送機(jī)1.密封室漏斗12一縱向螺旋輸送器13噴丸器1.4除塵系統(tǒng)15.地基16.檢修平臺17一分離器18螺旋輸送分配器19.直通牽引裝置
各種車輛通過拋射區(qū)拋丸清理后,車輛凸凹表面的彈丸覆蓋率)95%,車輛表面氧化皮、雜質(zhì)及灰塵均被除掉,使車輛表面露出金屬本色。同時通過拋丸處理能消除應(yīng)力集中,提高金屬構(gòu)件的抗疲勞性能。另外拋丸清理后,車輛表面具有均勻的粗糙度,提高了表面涂層附著力,延長了噴涂壽命。

1機(jī)器主要特點(diǎn)
(l)拋丸清理室及拋丸器的布置方式

拋丸室及拋丸器的布置均經(jīng)過三維動態(tài)拋射仿真后確定,使各種車輛處于較佳拋射位置,車輛表面獲得較佳清理效果(圖2)。
為適用各種車輛的拋丸處理,根據(jù)計(jì)算機(jī)三維動態(tài)模擬,所有布置的角度、位置均由計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)確定。在照顧所有需清理工件的基礎(chǔ)上,盡量減少彈丸的空拋,從而較大限度地提高彈丸利用率,減少對清理室內(nèi)防護(hù)板的磨損(圖2)。
19臺拋丸器沿多棱形室體布置,頂部3臺拋丸器固定在翻轉(zhuǎn)行車中部,組成一個立體型拋射帶,清理直通(不翻轉(zhuǎn))式車輛時,所有拋丸器都工作;清理敞車時翻轉(zhuǎn)行車上的拋丸器不工作。
圖2計(jì)算機(jī)模擬清理工件
(2)工件承載體
本拋丸機(jī)設(shè)有兩種工件承載體,即翻轉(zhuǎn)行車和直通牽引裝置。
①翻轉(zhuǎn)行車用于起吊各種C型敞車,敞車傾斜一定角度(45。)進(jìn)人拋丸室進(jìn)行拋丸處理。由于車輛傾斜彈丸會自動溢出,使得車輛內(nèi)外表面充分暴露接受高速彈丸的打擊,車輛內(nèi)外表面得到充分的清理。同時大大減少了人工清理彈丸的勞動量,降底了工人的勞動強(qiáng)度,改善了工作環(huán)境。
②直通牽引裝置用于G型、u型、P型、x型和N型車輛的清理。車輛直接通過拋丸區(qū)進(jìn)行拋丸清理,減少輔助時間提高拋丸效率。

2主要技術(shù)性能指標(biāo)
(l)適用于車輛車型
翻轉(zhuǎn)傾斜通過式:C62A、C62B、C64、c61。
直通式:G60、G70、U6O、U60W、N17、X6A、P62、P64。
(2)生產(chǎn)率
C型敞車(=F200m2)約15min/臺
P型篷車(=F20OmZ)約10min/臺
G和U型(=F10OmZ)約smin/臺
X和N型(=FIO0mZ)約smin/臺
(3)拋丸質(zhì)量
拋丸表面質(zhì)量S必5*
彈丸覆蓋率)95%
(4)除塵系統(tǒng)
風(fēng)量12000Om3/h
風(fēng)壓1000Pa
(5)壓縮空氣
消耗量0一6.lm3/min
壓力.05一.06MPa
(6)裝機(jī)總功率(包含除塵系統(tǒng))約887.5kw

3工作原理及結(jié)構(gòu)
3.1工作原理
該機(jī)采用翻轉(zhuǎn)行車或直通牽引裝置作為承載工作體,車輛隨工件承載體按一定的輸送速度進(jìn)人且通過拋丸區(qū)進(jìn)行拋丸處理。
輸送C型敞車時,敞車隨同假臺車在直通牽引裝置的牽引下,進(jìn)人前輔助室體,翻轉(zhuǎn)行車起吊該車輛且翻轉(zhuǎn)車輛呈450,然后按一定輸送速度進(jìn)人拋丸室進(jìn)行拋丸處理(根據(jù)工藝要求車輛可往返拋丸處理)。經(jīng)拋丸處理后的車輛隨同翻轉(zhuǎn)行車進(jìn)人后輔助室體,翻轉(zhuǎn)行車將車輛調(diào)正并下降放在假臺車上并進(jìn)行噴丸找補(bǔ)工序,較后由直通牽引裝置將其牽引出后輔助室。
輸送其它車輛時,車輛隨假臺車在牽引裝置的作用下進(jìn)人前輔助室體,按規(guī)定的輸送速度通過拋丸區(qū)進(jìn)行拋丸處理,拋丸處理后進(jìn)人后輔助室體進(jìn)行噴丸找補(bǔ)工序,較終送出拋丸機(jī)。
3.2結(jié)構(gòu)
機(jī)器結(jié)構(gòu)如圖1所示,主要由拋丸清理室、密封室(含卷簾門)、提升機(jī)、分離器、底部料斗、螺旋輸送器、皮帶輸送機(jī)、拋丸器總成、噴丸器、檢修平臺、供丸系統(tǒng)、翻轉(zhuǎn)行車、直通牽引裝置、地基、除塵系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、氣控系統(tǒng)等組成。
翻轉(zhuǎn)行車:翻轉(zhuǎn)行車主要用于C型敞車的拋丸處理,它由上升翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、行車行走機(jī)構(gòu)、行車架、頂部拋丸器等件組成。該傳動機(jī)構(gòu)均設(shè)有變頻調(diào)速裝置。升降用鋼絲繩由耐磨橡膠護(hù)套防護(hù)。當(dāng)清理C型敞車時,固定在翻轉(zhuǎn)行車上的拋丸器不工作;當(dāng)清理其它直通式車輛時,翻轉(zhuǎn)行車停止在拋丸室中部,翻轉(zhuǎn)行車上的三臺拋丸器進(jìn)丸管對準(zhǔn)給丸漏斗,與其余安裝在拋丸室上的16臺拋丸器組成一個密封的空間拋射帶,對車輛進(jìn)行拋丸處理。
直通牽引裝置:該裝置是由變頻傳動機(jī)構(gòu)和牽引裝置組成。主要用于牽引假臺車進(jìn)行拋丸處理或輸送車輛進(jìn)出拋丸機(jī)。
噴丸器:采用較先進(jìn)的Q025O噴丸器。該噴丸器采用日本厚地鐵工株式會社技術(shù),噴丸量高達(dá)35~45kg/min,在同等噴丸量的情況下,其能耗僅為老式噴丸器的80%。另外,它具有遙控功能,裝備有上料位控制,便于實(shí)現(xiàn)自動控制。
彈丸自動補(bǔ)償裝置:為滿足拋丸機(jī)連續(xù)運(yùn)行,分離器儲斗內(nèi)可存儲3一smin拋丸量的彈丸。當(dāng)儲丸量小于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)時,彈丸補(bǔ)償裝置將自動打開彈丸閥門,彈丸將由補(bǔ)償儲丸斗通過斗式提升機(jī)對彈丸循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行彈丸補(bǔ)充,以保證工件拋丸質(zhì)量。
螺旋分配器:螺旋分配器由擺線針輪減速機(jī)、螺旋軸、輸送罩、帶座軸承等組成。其作用是將彈丸輸送到頂部拋丸器。
螺旋輸送機(jī):由擺線針輪減速機(jī)、螺旋軸、輸送罩、帶座軸承等組成,是一種標(biāo)準(zhǔn)的丸砂水平輸送設(shè)備,是拋丸機(jī)彈丸循環(huán)系統(tǒng)的重要組成部分。螺旋輸送器為我公司系列化部件,通用性、互換性高,性能穩(wěn)定可靠,整個螺旋軸焊后加工以保證同軸度。本部件的螺旋葉片采用16Mn材料,其內(nèi)外圓均經(jīng)特殊工藝進(jìn)行加工后拉伸而成,節(jié)距、外圓尺寸均十分精確,提高了使用壽命。.皮帶輸送機(jī):考慮到收集前后輔助室體彈丸的輸送距離較長,故采用皮帶機(jī)輸送彈丸

斗式提升機(jī):斗式提升機(jī)由擺線針輪減速機(jī)、上下滾筒、輸祥膠帶、料斗、封閉料筒和漲緊裝置等組成。其進(jìn)料口與螺旋輸送器相連,出料口與分離器相連。提升機(jī)罩殼采用折彎成型焊接結(jié)構(gòu)。提升機(jī)罩殼上設(shè)有檢修門,可維修及更換提升料斗。打開下罩殼上的門蓋,可以維修下部傳動,排除其底部彈丸堵塞。本機(jī)采用平皮帶轉(zhuǎn)動。工作時,固定在輸送膠帶上的料斗將提升機(jī)底部的丸料刮起,然后在提升機(jī)電機(jī)的驅(qū)動下,將丸料送至提升機(jī)頂部,較后靠離心重力方式落料,將丸料輸人丸砂分離器。
為了保證工作時輸送膠帶不打滑,滾筒被制作成鼠籠型(圖3),這樣既提高了提升膠帶與帶輪間的磨擦力,避免了老式光帶輪的打滑現(xiàn)象,又降低了提升膠帶的預(yù)緊力,延長了提升膠帶的使用壽命。為了避免系統(tǒng)不穩(wěn)定造成提升機(jī)下部堵塞,在不部按膠帶料斗運(yùn)動軌跡作成圓弧形。

同時提升機(jī)設(shè)有一套漲緊裝置。當(dāng)膠帶松馳時,通過調(diào)節(jié)提升機(jī)上部兩側(cè)的調(diào)整螺栓,可以漲緊膠帶。提升機(jī)的下部軸上裝有脈沖輪,可檢測跟蹤提升機(jī)的工作狀態(tài),一旦出現(xiàn)提升機(jī)轉(zhuǎn)不動等故障,可及時將信號反饋至PLC處理,保證設(shè)備的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。
圖3鼠籠型滾筒 通風(fēng)除塵系統(tǒng):本機(jī)除塵系統(tǒng)采用二*除塵,一*慣性除塵器,二*布袋除塵器。布袋除塵器為機(jī)械回轉(zhuǎn)反吹布袋除塵器,粉塵排放標(biāo)準(zhǔn)滿足國家排放標(biāo)準(zhǔn)。通過計(jì)算選定的抽風(fēng)量確保設(shè)備運(yùn)行中無粉塵外溢,工作現(xiàn)場粉塵濃度小于Zmg/m,,粉塵排放濃度小于100mg/耐,除塵效率達(dá)9.5%以上,符合GB16297一19%標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定。
室體結(jié)構(gòu)及防護(hù):拋丸室呈多棱型結(jié)構(gòu)并用型鋼框架及鋼板焊接而成,保證有足夠的剛度和強(qiáng)度。為防止彈丸直接拋射室體外框架,拋丸室上均裝有組合式耐磨鑄鐵(或錳鋼)襯板,拋丸室底部裝有耐磨鑄鐵格柵板,以防止彈丸打擊漏斗及螺旋輸送機(jī)。輔助室體內(nèi)壁襯有耐磨橡膠護(hù)板。-
密封措施:為防止彈丸飛濺和粉塵外溢,前后輔助室體進(jìn)出口處裝有電動卷簾防護(hù)門。
電控系統(tǒng):電控系統(tǒng)有手動和自動兩種方式,有工作運(yùn)行狀況的動態(tài)顯示、故障診斷及報警功能;有拋丸循環(huán)計(jì)時及拋丸器工作累加計(jì)時并顯示功能。系統(tǒng)具有良好的互鎖、自鎖及安全保護(hù)功能,在必要的地方均設(shè)有急停按鈕,以確保設(shè)備和人身安全。
翻轉(zhuǎn)行車的翻轉(zhuǎn)和行走傳動機(jī)構(gòu)、直通牽引裝置均采用日本富士公司生產(chǎn)的交流變頻器,它具有過載能力強(qiáng)、調(diào)整速度靈活方便、調(diào)速范圍大等優(yōu)點(diǎn),為設(shè)備的高效運(yùn)轉(zhuǎn)提供了條件。在控制系統(tǒng)中還采用轉(zhuǎn)速檢測元件,分別檢測分離器、螺旋分配器、斗式提升機(jī)、螺旋輸送機(jī)和皮帶機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度,當(dāng)彈丸循環(huán)系統(tǒng)的某一設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)異常時,控制系統(tǒng)將自動分類采取措施。
4結(jié)束語
機(jī)車車輛拋丸清理機(jī)試制成功后,已在長春機(jī)車車輛廠、沈陽機(jī)車車輛廠、天津機(jī)車車輛東段成功運(yùn)行,標(biāo)志著我國機(jī)車車輛的拋丸清理已進(jìn)人了一個嶄新的階段。