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抛丸除锈机对货车轮对辐板清理技术

文章出处:原创 编辑:抛丸机发表时间:2015-10-8 8:56:02 浏览人数:851,1,0

摘 要:阐明了货车轮对辐板抛丸除锈机的工作原理,先容了其机械结构和自动控制系统。
  随着铁路重载、高速的不断发展,在提高运能和运输效率的同时,对运输安全也提出了新的、更高的要求。近年来出现了数起因货车车轮进裂造成的事故,究其原因,一个很重要的方面就是因车轮辐板孔处发生裂纹并逐渐延伸,最终导致车轮进裂。由于轮对成型锻造氧化皮和运用过程中生成的铁锈及油漆覆盖轮片母体,手工难以清除,工作人员难以进行有效的外观检查;同时,轮对成型锻造辐板孑L处氧化皮开裂等形成诸多假裂纹,极易使工作人员误判。因此,对车轮辐板(特别是对辐板孔)的裂纹检查一直是货车检修的弱项,也是亟待解决的一个课题。针对这一情况,经过大量的调研和对比试验,制出了货车轮对辐板抛丸除锈机。该机采用在线通过式自动作业的工作方式,具有结构简单紧凑、效率高、操作简单、维护方便等特点。运用抛丸工艺对轮对辐板进行清理除锈,不仅有利于工作人员通过外观检查发现裂纹,消除事故隐患,还能够优化其表面工艺状态,增加表面对塑性变形和断裂的抵抗能力,提高抗疲劳性能,消除应力集中,延长轮对使用寿命,降低修车成本。

l、抛丸除锈机的组成和原理:
   货车轮对辐板抛丸除锈机由机械系统、控制系统和App系统组成。
1.1、机械系统:
   货车轮对辐板抛丸除锈机的机械结构如图1所示。本机主要由抛丸清理室(包括4台抛丸器总成、气动升降门)、弹丸回收与流量控制系统(包括斗式提升机、BE分离器、上下螺旋输送器、供丸闸门)、轮对轴承防护装置、轮对举升自转装置、推轮机构及除尘系统组成。钢轨贯穿抛丸清理室下部,轮对推入室体内自动定位后,即可关闭室门进行抛丸清理。该设备工作功率23 kw ,每条轮对工作时间2 min。从各单位工艺布局来看,本机通常安顿于转向架清洗机和烘干机之后的线路上,按清洗机清洗单台转向架用时6 min计算,该机处理2条轮对仅需要4 min,完全能满足流水线作业要求。

 

1.1.1、抛丸清理室:
 抛丸清理室室体由左右侧壁、前后大门、隔板、槽底、顶壁、室体内高铬耐磨铸铁护板等组成,除尘器引风口设置在顶壁上。
 抛丸清理室壳进行抛丸清理的密室。室体内被抛丸器直接抛射的区域衬有厚度为12 mm的高铬耐磨铸铁护板,其他区域采用厚度为6 mm 的65Mn护板及耐磨橡胶板防护。高铬耐磨铸铁护板和65Mn护板比16Mn护板具有更高的耐磨性能,使用寿命更长。室体下部由钢板围成4O。斜边漏斗状结构,沿钢轨平面铺有耐磨橡胶漏板(用于防止弹丸直接射向槽底,延长其使用寿命),弹丸通过漏板和槽底斜边流向下面的下螺旋输送器。

  升降门体以汽缸为实行元件。门体四边采用迷宫式密封,下方设有收丸槽。本机工作时,从室体散射入门体与室体间隙内的弹丸均流向收丸槽.并从收丸槽底与室体之间的豁口再次流回室体。抛丸清理室的顶壁上装有4台SD4—4型悬臂离心式抛丸器总成,保证对轮对辐板内外两面进行全面的抛丸清理。抛丸器总成由抛丸器和电机组成,为适应设备紧凑布置的要求,本机采用抛丸器与电机直联的形式。

1.1.2、弹丸循环与流量控制系统:
   弹丸循环与流量控制系统由上下螺旋输送器、斗式提升机、丸砂分离器、供丸闸门等组成。
   抛丸清理室槽底安顿1台由摆线针轮减速机驱动的下螺旋输送器,负责将弹丸沿槽底部回收并输送到斗式提升机的进料口。
   抛丸清理室一侧安顿有斗式提升机,负责将丸料提升至提升机顶部,靠离心重力方式落料,将丸料输入丸砂分离器。
   本机采用先进的BE式丸砂分离器,分离器由分离区、丸料仓等组成。在丸砂分离器的漏斗处设有加料口,用来向设备补充新弹丸。丸砂混合物由提升机进入分选区中,并沿分选区的长均匀布料,呈流幕状落入分离器中,通过调节分离器的垂直与水平位置以调节挡板之间的缝口,改善布料层的高度及轨迹,配合调整分离区的调节挡板,可以获得良好的分离效果,分离效率可高达99 。上螺旋输送器布置在4台抛丸器上方,一侧端口与丸砂分离器漏斗连接,另一侧设置溢流软管与抛丸清理室室体相通,使多余的弹丸回收到室体内。上螺
旋输送器与斗式提升机由1台摆线针轮减速机通过双链轮机构同步驱动。在上螺旋输送器与4台抛丸器之间布置有流丸管和手动供丸闸门。抛丸器的抛丸量由手动供丸闸门控制,可通过调节闸门的开张程度来控制供丸量的大小。供丸量是通过电机电流表显示的,在额定电压下其电流应不大于抛丸器电机额定电流,如过大则会烧毁电机。电机电流调整合适后,即可锁定闸门。

1.1.3、轮对举升自转装置:
   举升自转装置由2个汽缸、上下箱体、摆线针轮减速机、链轮链条、转轴、钢骨架耐磨橡胶轮以及密封罩组成。轮对进入室体定位后,举升自转装置顶升轮轴,并带动轮对以3 rad/min的转速旋转。钢骨架耐磨橡胶轮既满足了强度要求,又可以避免转轮时对轮轴的损伤。由于举升自转装置在室体内部,易受弹丸的抛射而损坏,因此,对其各旋转部分均采用骨架油封密封。

1.1.4、轴承防护装置:
   轴承防护装置由汽缸、齿轮、转轴、开合式防护罩等组成。开合式防护罩打开时不妨碍轮对通过,占用的空间较小,有利于控制设备的结构尺寸。轮对进入工作位置后,由举升装置顶离轨道,轮轴和防护罩同心,合上防护罩正好可以将轴承及防尘板座处包裹密封起来。防护罩内部模仿轴颈处的s形结构,以耐磨橡胶海绵制作密封圈,可有效防止弹丸沿轴承后挡反弹入轴承内部。为提高防护罩使用寿命,在防护罩正对抛丸器抛射带区域安装有高铬耐磨铸铁护板。
1.1.5、出轮装置:
   出轮装置布置在轨道外侧,由汽缸和上下箱体组成。汽缸安顿于下箱体中,上箱体与活塞杆连接,汽缸伸出时顶在轮对踏面上,将轮对顶出。
1.1.6、除尘系统:
   为防止环境污染,本机配有单独的除尘系统,由布袋式除尘器及连接管道组成。风机功率为3 kw,布袋数量为24条。通常除尘器布置在室外,室体与除尘器通过软性除尘管道连接。鉴于个别使用单位受条件限制,除尘连接管路太长,气体流动沿程阻力太大,为确保除尘效率,除尘器只能布置在室体一侧,可将除尘器排风通过管路排出到室外,并在管路出风口另行安装小功率引风机作为除尘动力。除尘器上安装有电动机械振打机构,供工作人员清理灰尘使用。

1.2、自动控制系统:
1.2.1、气动控制系统:
本机共有1O只汽缸、4只电磁阀组。为防止工作过程中因意外断电而导致阀体误动作,电磁阀均选用带记忆功能的两位五通双电控电磁阀。工作时,由可编程控制器输出脉冲信号,驱动电磁阀换向;意外断电时,由于电磁阀有记忆功能,故仍能保持原位不动作,此时可通过电磁阀的手动按钮按操作顺序逐个复位。

1.2.2、电气控制系统:
   控制系统主要由9个电机、4只电磁阀组和磁性开关、若干按钮组成,设备总功率为22.5 kW,所有过程及保护都由工业PI C完成。考虑性价比和控制系统的实际需要,选用OMRONCPM2AE可编程控制器作为核心控制器件。该可编程控制器工作稳定可靠,抗干扰能力强,用户程序改写方便。采用了外接晶体管时间继电器的方式,让用户可以方便地调整抛丸时间。对有顺序要求的地方均做了外部接线和内部程序上的连锁,避免了各种条件下的误操作。控制系统硬件结构框图如图2所示

 
1.3、App系统:
   本机由工业PI C作为主控单元,采用梯形图编程语言,用户程序由主程序和子程序组成。输入信号的驱动由按钮、磁性开关、继电器的触点等组成;输出驱动由接触器、继电器、电磁阀等组成。编程过程中充分考虑了现场和使用者的情况,对多处做了连锁处理。该机有手动、自动2种工作方式。手动方式主要完成调试和在位置检测出故障时工作;在自动工作方式时,除启动、总停、急停外,其他各按钮不起作用。程序流程框图如图3所示。
2、使用情况:
   本机于2004年11月完成研制、试验工作,于2004年12月通过济南铁路局技术鉴定,并首先在济南局5个货车车辆段及济南车轮厂推广使用。经过各车辆段一段时间的使用,效果良好。一方面除锈全面、彻底,而且不伤及车轴和轴承;另一方面有效消除了因氧化皮开裂造成的假裂纹。除了人工检查辐板孔处裂纹外,结合轮对3000型电磁探伤机对辐板探伤,截至目前已发现5件轮片轮毂孔处裂纹,有效地消除了安全隐患。

本文来源青岛华盛泰抛丸机:/jishu/851.html
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