凯发国际娱乐官网入口 拋丸除銹機對貨車輪對輻板清理技術

摘 要：闡明了貨車輪對輻板拋丸除銹機的工作原理，介紹了其機械結構和自動控制系統。本文由 吊掛式拋丸機 生產廠家青島淳九整理
  隨著鐵路重載、高速的不斷發展，在提高運能和運輸效率的同時，對運輸安全也提出了新的、更高的要求。近年來出現了數起因貨車車輪進裂造成的事故，究其原因，一個很重要的方面就是因車輪輻板孔處發生裂紋并逐漸延伸，較終導致車輪進裂。由于輪對成型鍛造氧化皮和運用過程中生成的鐵銹及油漆覆蓋輪片母體，手工難以清除，工作人員難以進行有效的外觀檢查；同時，輪對成型鍛造輻板孑L處氧化皮開裂等形成諸多假裂紋，極易使工作人員誤判。因此，對車輪輻板(特別是對輻板孔)的裂紋檢查一直是貨車檢修的弱項，也是亟待解決的一個課題。針對這一情況，經過大量的調研和對比試驗，制出了貨車輪對輻板拋丸除銹機。該機采用在線通過式自動作業的工作方式，具有結構簡單緊湊、效率高、操作簡單、維護方便等特點。運用拋丸工藝對輪對輻板進行清理除銹，不僅有利于工作人員通過外觀檢查發現裂紋，消除事故隱患，還能夠優化其表面工藝狀態，增加表面對塑性變形和斷裂的抵抗能力，提高抗疲勞性能，消除應力集中，延長輪對使用壽命，降低修車成本。

圖1、貨車輪對輻板拋丸除銹機的機械結構圖

l、拋丸除銹機的組成和原理：
   貨車輪對輻板拋丸除銹機由機械系統、控制系統和軟件系統組成。
1．1、機械系統：
   貨車輪對輻板拋丸除銹機的機械結構如圖1所示。本機主要由拋丸清理室(包括4臺拋丸器總成、氣動升降門)、彈丸回收與流量控制系統(包括斗式提升機、BE分離器、上下螺旋輸送器、供丸閘門)、輪對軸承防護裝置、輪對舉升自轉裝置、推輪機構及除塵系統組成。鋼軌貫穿拋丸清理室下部，輪對推入室體內自動定位后，即可關閉室門進行拋丸清理。該設備工作功率23 kw ，每條輪對工作時間2 min。從各單位工藝布局來看，本機通常安放于轉向架清洗機和烘干機之后的線路上，按清洗機清洗單臺轉向架用時6 min計算，該機處理2條輪對僅需要4 min，完全能滿足流水線作業要求。

1．1．1、拋丸清理室：
 拋丸清理室室體由左右側壁、前后大門、隔板、槽底、頂壁、室體內高鉻耐磨鑄鐵護板等組成，除塵器引風口設置在頂壁上。
 拋丸清理室殼進行拋丸清理的密室。室體內被拋丸器直接拋射的區域襯有厚度為12 mm的高鉻耐磨鑄鐵護板，其他區域采用厚度為6 mm 的65Mn護板及耐磨橡膠板防護。高鉻耐磨鑄鐵護板和65Mn護板比16Mn護板具有更高的耐磨性能，使用壽命更長。室體下部由鋼板圍成4O。斜邊漏斗狀結構，沿鋼軌平面鋪有耐磨橡膠漏板(用于防止彈丸直接射向槽底，延長其使用壽命)，彈丸通過漏板和槽底斜邊流向下面的下螺旋輸送器。

  升降門體以汽缸為執行元件。門體四邊采用迷宮式密封，下方設有收丸槽。本機工作時，從室體散射入門體與室體間隙內的彈丸均流向收丸槽．并從收丸槽底與室體之間的豁口再次流回室體。拋丸清理室的頂壁上裝有4臺SD4—4型懸臂離心式拋丸器總成，保證對輪對輻板內外兩面進行全面的拋丸清理。拋丸器總成由拋丸器和電機組成，為適應設備緊湊布置的要求，本機采用拋丸器與電機直聯的形式。

1．1．2、彈丸循環與流量控制系統：
   彈丸循環與流量控制系統由上下螺旋輸送器、斗式提升機、丸砂分離器、供丸閘門等組成。
   拋丸清理室槽底安放1臺由擺線針輪減速機驅動的下螺旋輸送器，負責將彈丸沿槽底部回收并輸送到斗式提升機的進料口。
   拋丸清理室一側安放有斗式提升機，負責將丸料提升至提升機頂部，靠離心重力方式落料，將丸料輸入丸砂分離器。
   本機采用先進的BE式丸砂分離器，分離器由分離區、丸料倉等組成。在丸砂分離器的漏斗處設有加料口，用來向設備補充新彈丸。丸砂混合物由提升機進入分選區中，并沿分選區的長均勻布料，呈流幕狀落入分離器中，通過調節分離器的垂直與水平位置以調節擋板之間的縫口，改善布料層的高度及軌跡，配合調整分離區的調節擋板，可以獲得良好的分離效果，分離效率可高達99 。上螺旋輸送器布置在4臺拋丸器上方，一側端口與丸砂分離器漏斗連接，另一側設置溢流軟管與拋丸清理室室體相通，使多余的彈丸回收到室體內。上螺
旋輸送器與斗式提升機由1臺擺線針輪減速機通過雙鏈輪機構同步驅動。在上螺旋輸送器與4臺拋丸器之間布置有流丸管和手動供丸閘門。拋丸器的拋丸量由手動供丸閘門控制，可通過調節閘門的開張程度來控制供丸量的大小。供丸量是通過電機電流表顯示的，在額定電壓下其電流應不大于拋丸器電機額定電流，如過大則會燒毀電機。電機電流調整合適后，即可鎖定閘門。

1．1．3、輪對舉升自轉裝置：
   舉升自轉裝置由2個汽缸、上下箱體、擺線針輪減速機、鏈輪鏈條、轉軸、鋼骨架耐磨橡膠輪以及密封罩組成。輪對進入室體定位后，舉升自轉裝置頂升輪軸，并帶動輪對以3 rad／min的轉速旋轉。鋼骨架耐磨橡膠輪既滿足了強度要求，又可以避免轉輪時對輪軸的損傷。由于舉升自轉裝置在室體內部，易受彈丸的拋射而損壞，因此，對其各旋轉部分均采用骨架油封密封。

1．1．4、軸承防護裝置：
   軸承防護裝置由汽缸、齒輪、轉軸、開合式防護罩等組成。開合式防護罩打開時不妨礙輪對通過，占用的空間較小，有利于控制設備的結構尺寸。輪對進入工作位置后，由舉升裝置頂離軌道，輪軸和防護罩同心，合上防護罩正好可以將軸承及防塵板座處包裹密封起來。防護罩內部模仿軸頸處的s形結構，以耐磨橡膠海綿制作密封圈，可有效防止彈丸沿軸承后擋反彈入軸承內部。為提高防護罩使用壽命，在防護罩正對拋丸器拋射帶區域安裝有高鉻耐磨鑄鐵護板。
1．1．5、出輪裝置：
   出輪裝置布置在軌道外側，由汽缸和上下箱體組成。汽缸安放于下箱體中，上箱體與活塞桿連接，汽缸伸出時頂在輪對踏面上，將輪對頂出。
1．1．6、除塵系統：
   為防止環境污染，本機配有單獨的除塵系統，由布袋式除塵器及連接管道組成。風機功率為3 kw，布袋數量為24條。通常除塵器布置在室外，室體與除塵器通過軟性除塵管道連接。鑒于個別使用單位受條件限制，除塵連接管路太長，氣體流動沿程阻力太大，為確保除塵效率，除塵器只能布置在室體一側，可將除塵器排風通過管路排出到室外，并在管路出風口另行安裝小功率引風機作為除塵動力。除塵器上安裝有電動機械振打機構，供工作人員清理灰塵使用。

1．2、自動控制系統：
1．2．1、氣動控制系統：
本機共有1O只汽缸、4只電磁閥組。為防止工作過程中因意外斷電而導致閥體誤動作，電磁閥均選用帶記憶功能的兩位五通雙電控電磁閥。工作時，由可編程控制器輸出脈沖信號，驅動電磁閥換向；意外斷電時，由于電磁閥有記憶功能，故仍能保持原位不動作，此時可通過電磁閥的手動按鈕按操作順序逐個復位。

1．2．2、電氣控制系統：
   控制系統主要由9個電機、4只電磁閥組和磁性開關、若干按鈕組成，設備總功率為22．5 kW，所有過程及保護都由工業PI C完成。考慮性價比和控制系統的實際需要，選用OMRONCPM2AE可編程控制器作為核心控制器件。該可編程控制器工作穩定可靠，抗干擾能力強，用戶程序改寫方便。采用了外接晶體管時間繼電器的方式，讓用戶可以方便地調整拋丸時間。對有順序要求的地方均做了外部接線和內部程序上的連鎖，避免了各種條件下的誤操作。控制系統硬件結構框圖如圖2所示

圖2控制系統硬件結構框圖

1．3、軟件系統：
   本機由工業PI C作為主控單元，采用梯形圖編程語言，用戶程序由主程序和子程序組成。輸入信號的驅動由按鈕、磁性開關、繼電器的觸點等組成；輸出驅動由接觸器、繼電器、電磁閥等組成。編程過程中充分考慮了現場和使用者的情況，對多處做了連鎖處理。該機有手動、自動2種工作方式。手動方式主要完成調試和在位置檢測出故障時工作；在自動工作方式時，除啟動、總停、急停外，其他各按鈕不起作用。程序流程框圖如圖3所示。

圖3 程序流程框圖

2、使用情況：
   本機于2004年11月完成研制、試驗工作，于2004年12月通過濟南鐵路局技術鑒定，并首先在濟南局5個貨車車輛段及濟南車輪廠推廣使用。經過各車輛段一段時間的使用，效果良好。一方面除銹全面、徹底，而且不傷及車軸和軸承；另一方面有效消除了因氧化皮開裂造成的假裂紋。除了人工檢查輻板孔處裂紋外，結合輪對3000型電磁探傷機對輻板探傷，截至目前已發現5件輪片輪轂孔處裂紋，有效地消除了安全隱患。