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铁路客车转向架抛丸除锈工程的工艺设计

作者:亚美体育 发布时间:2015-07-04点击:
提要:介绍铁路客车转向架抛丸除锈工程的工艺设计。抛丸新工艺完全可以取代目前的碱水煮洗和人工除锈的工艺方式,满足了各类车型转向架检修工艺的需要,除锈质量和环保达到国家标准要求。

一、前言:
    随着铁路客车提速,对行车安全要求越来越高,这在检修工艺上,提出了对转向架构架的探伤要求。由于锈皮及污物的附着,对探伤工作带来很大麻烦;外观上也要求整个转向架整洁关观,因此,对转向架的除锈及清洗势在必行。口前,大多数客车车辆采用碱水煮洗和人工除锈的办法,其缺点是工人劳动强度大、效率低下、作业时间长以及对环境的污染,除锈效果存在着许多不足之处,而且25K型新型快速客车大量使用了橡胶件,采用碱水煮洗会加速成橡胶件的老化,降低其性能,对安全行车构成一定威胁。所以,客车检修部门急需一种使用方便、效率高的转向架除锈工艺。
 
二、除锈工程的工艺方案确定:
 
    1.高压水冲洗:
    目前,开发了一种客车转向架清洗机,由高压水来完成对转向架不同角度的高压冲洗,基本实现了清洗过程自动化、半智能化,对不同的清洗对象可使用不同程度控制,效果较好,使用成本也较低。但此设备对外部环境有一定的要求,对水的回收及处理要求较高,对于具有相应水处理条
件的段比较适用,但对于场地及水源有些限制的单位来说有一定的结束。
    2.抛丸除锈
    现已有不少车辆段使用抛丸除锈设备,但大都是对轴箱及部分悬挂件的除锈,采用布袋除尘,能符合环保规范要求。但对转向架整体进行抛丸除锈的还很少。南京车辆段有两台小抛丸除锈机,一台采用宽橡胶带传动代动工件翻滚,使工件表而能较均匀地受到钢丸的打击,用于悬吊件的除锈;另一台把工件悬挂于设备内部,并旋转抛丸,用于轴箱的除除,除锈效果很好,能使转向架露出金属本色,达到除锈之口的,使用也较方便。但口前转向架的清洗除锈仍用碱水煮洗方式进行,作业时间长,由于段检修场地较小,煮洗与段修在一起,碱蒸气的蒸发容易造成对客车车体的腐蚀,如果使用高压水进行清洗除锈,附近又没有相应的水源及处理设施,给除锈工作带来一定的难度。几经比较,认为采用抛丸除锈设备在我段实施起来比较实用,用此类设备对转向架进行抛丸除锈处理,可以达到客车转向架检修工艺的各项要求。
 
三、抛丸除锈工程的工艺设计:

   为解决铁路客车转向架除锈问题,南京车辆段投资新建了转向架抛丸除锈工程。该工程主要结构包括室体、台车、提升机、抛丸器、漏斗、砂丸分离器及电器控制系统,进入清理室,大门关闭,按启动按钮除尘系统、螺旋输送机、斗式提升机启动,铁丸开始循环工作,同时抛丸器启动,并由气缸将供丸器打开,抛丸工作开始。
   抛丸除锈是利用高速旋转的叶轮将磨料(钢丝切丸、弹丸)加速抛至转向架配件的表面,对其进行敲打冲击,以清除工件表面的铁锈、旧漆皮、氧化皮及污物,通过抛丸彻底清除,提高客车检修质量,改善工人劳动环境,除锈质量符合GB 8923- 88A— Bsa2/2标准要求,处理后表面粗糙度Rmax= 50- 70um,抛丸量200~ 240kg/min,功率15~ 22kW,粉尘排放量< 100mg/m3,噪音< 85dB,满足客车转向架检修工艺要求。
   在抛丸除锈工艺中,直接影响除锈效果的是抛丸器的钢丸材料质量和钢丸的抛射加速度。抛丸器的钢丸质量是提高除锈质量和产量的主要因素之一,在叶轮直径、转速和结构一致的情况下,除锈的质量与钢丸的加速度有关,在抛丸量一定时,加速度大的除锈质量好,反之则差。抛丸量与功率成正比关系。决定质量的因数还包括抛丸器本身的性能和磨料的选择。由于客车转向架体积较大,自重较重,可以利用行车把构架吊上一工作小车(工作小车上铺放一块毡垫,以防长时间作业,小车被钢丸打坏),整个工作小车被牵引入抛丸间。考虑到除锈构件的除锈死角降到最少,可在除锈间设置4个抛丸器,从不同角度对构件抛丸除锈,在工件进入抛丸室后启动抛丸器,同时由气缸将供丸器打开,在离心作用下,钢丸不断加速抛出,形成扇形弹束打击工件表面,当工件受到抛丸器打击后,污物及铁锈等脱落,使工件露出金属本色,达到清理工作之目的。工件经抛丸除锈后,其除下来的氧化物、污物以及钢丸、砂子等一起经漏斗流入提升机,将其提至分离器进行分离。分离器利用钢丸、砂、粉尘等的比重和颗粒大小的差异,当形成流幕下落时,
图1 抛丸除锈原理图
图1 抛丸除锈原理图
在水平方向受一定风力的作用下,下落轨迹不同,使丸砂得到分离。分离器分离部分输出的较大杂物由筛板过筛,粉尘由风机吸送至除尘器,经过分离后的钢丸进入贮丸斗内,由供丸器收入抛丸器再行作用,其余的流入废物桶排出。其原理如图1所示。

1.钢丸循环流程(见图2):
图2 钢丸循环流程图
图2 钢丸循环流程图

2.平面布置(见图3):
图3 平面布置图
图3 平面布置图
3.抛丸室设计:
   抛丸清理室全部采用钢结构,为防止高速砂尘损坏墙体,内墙面挂贴厚耐磨阻燃橡胶板。抛丸区采用耐磨铸铁作为防护层。为防止铁丸飞贱,抛丸室及相应接缝处具有较好的密封性能。室内通风采用上进下吸顶排的方式。
(1)抛丸器的选择:
   抛丸器的选择很关键,因为抛丸器是抛丸室的重要组成部件,起到将投射材料加速至要求的速度,根据不同的目的,对被投射物做相应的处理,主要由导入筒、分丸轮、叶片、侧圆盘轴等构成。抛丸量的多少直接关系到除锈的质量和效率,根据功能要求选择效率高的抛丸器。
抛丸器的选择
图4 电气控制流程图
(2)提升机的选择:
   提升机的提升量应与抛丸量相匹配,其提升量为60t/h。提升机上部设有逆止装置,有效防止停机时料斗倒转,底部设有防堵塞结构,因此可以负载启动。
(3)分离器的选择:
   分离器选用引进国外技术WE式风选分离器,结构紧凑,可提高分离量及生产效率,分离后的旧丸具有含砂量低的优点,可回用,效果可达95%以上。
(4)电气控制系统设计:
   电气控制系统,电气设备动力电路采用3相5线相AC380V,总电源开关选用电动式自动开关实现开门断电功能,提高安全性,主要电器件选用日本三菱公司PLC可编程控制器,分手动和自动两种控制方式,并且在操作台上设有模拟屏显示抛丸动态,如发生故障可报警和显示故障位置,电气线路均设有保护及互锁功能,以确保工人操作时的安全可靠。
电气控制流程如图4所示。
(5)除尘设计及环保:
   除尘是一项很关键的措施,它直接影响环保指标的要求及除锈工艺,应装有国际标准要求的除尘排放指标的除尘设备,如果除尘效果不好,该设备将不允许被使用,所以选JFC60Ⅳ型机械振打扁袋式布袋除尘器,除尘效率为99%,通风量为24200~ 29100m3/h,在我段使用的两台小型抛丸除锈机中已使用该技术,效果很好。

四、结论:
   通过对客车各种型号转向架抛丸除锈处理,收到了显著的效果,不仅可以提高客车检修质量,还对转向架构架、摇枕、制动梁等大中型工件进行管理,效果达到表面清洁度P3级,除锈质量符合GB 8923- 88标准要求,粉尘排放量低于100mg/m3,噪声控制在85dB以下,环保指标符合国家标准要求,可取代客车转向架碱水煮洗和人工除锈工艺,是很有发展前途的除锈工艺。
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