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金屬表面拋丸處理技術在鐵路車輛轉向架檢修中的應用

文章出處：本站編輯：拋丸機發表時間：2015-09-17 11:22:21

摘要：通過鋼板預處理線刈金屬表面拋丸處理技術的機理分析，在鐵路車輛轉向架的檢修中對其表面清理的技術論證中進行了靈活應用，收到很好的效果：尤其是在車輛轉向架的幾種表面清理方案比較中，優選出拋丸處理技術為最佳方案，為鐵路車輛檢修技術裝備的選型及定型提供了重要的參考依據．

關鍵詞:拋丸處理技術，鐵路，車輛轉向架檢修

1、前言：

鐵路車輛檢修體制改革已經提上了議事日程，新的檢修體制對檢修基地的適應性提出了很高的要求。目前，各鐵路局的客、貨車檢修基地都在加大建設力度，按照鐵道部運輸指揮中心裝備部的要求進行8條檢修流水線的建設，這將對車輛檢修體制的改革、對提高檢修基地的通過能力、對提高車輛檢修質量以及提高檢修效率、壓縮車輛檢修停時、提高車輛在線率具有重要意義。

車輛轉向架是車輛的重要組成部分，在車輛的分解檢修中轉向架表面清理是一個重要環節，其表面清理質量直接影響到后續檢查檢修工序的質量。近年來，車輛轉向架的表面清理技術不斷調整改進，但是，總是達不到理想效果。因此要求我們盡快從中優化出最佳方案，以解決車輛轉向架表面清理的難題。

2、轉向架表面清理現狀和問題：

車輛轉向架是車輛的支撐和走行部分，它對列車行車安全起著至關重要的作用。因此，在車輛的分解檢修作業中要對轉向架進行表面除銹、除垢、除漆處理，以便進行轉向架外觀質量檢查和探傷檢查，多年來，車輛轉向架表面清理技術不斷改進，力圖使轉向架表面清理質量提高、操作方便、減少污染。這些技術中不外乎化學的、熱學的、力學的以及這3種方法的小同組合。初期是純粹的煮洗，即化學和熱學組合的方法，將轉向架放人一定濃度的NaOll水中，使堿對轉向架上的鐵銹、污垢及油漆發牛化學反應，并對堿水加熱煮沸定時問后，把轉向架從堿水中吊出，用清水對轉向架進行清洗，達到對轉向架表面清理的目的。在煮洗方法之后，又發展為通過式（往復式）或旋轉式沖洗，即化學的、熱學的和力學的組介方法，將轉向架牽入沖洗設備中，用一定溫度和一定濃度的NaOH水在一定的壓力下對轉向架進行噴射沖洗，使轉向架上的鐵銹、污垢及油漆在堿的作用下發生化學反應（熱堿水加速化學反應），并在帶壓力的堿水的沖擊下加速鐵銹、污垢及油漆與轉向架金屬表面分離。一定時間后，將轉向架從沖洗設備中牽出（或在帶清冼的設備中）清洗，達到對轉向架表面清理的目的。這一技術是對煮洗方式的發展，效果較好，然而，車輛新技術的快速發展，車輛轉向架上橡膠零部件的增多，在進行表面清理時禁用堿水，取而代之的是用高壓清水噴射沖洗。但是，存解決一個矛盾的同時義帶來另一個問題，即轉向架表面清理質量的下降。這種高壓清水沖洗技術力圖用力學原理來實現對轉向架表面清理，但最終未能達到理想效果。在多種技術方案的比較中，金屬鑄件表面清砂技術引起我們的關注，這就是金屬表面拋丸清理技術。然而，這一技術能否在車輛轉向架表面清理中得到有效應用并達到理想效果，這就是我們要研究的課題。

3、拋丸機理分析：

3.1、碰撞原理：

鋼丸是具有一定質量的合金粒子，在拋丸器旋轉力的作用下，將彈丸以一定的速度拋向轉向架，使鋼丸與轉向架發牛碰撞，在碰撞過程中，鋼丸所產生的力為F=（mvJ - rrwo）／(￡1- 10)，即單位時間鋼丸動量的變化，其中m,-鋼丸質量；vo-鋼丸拋出的初速度：F——鋼丸接觸轉向架時的速度；t0-作用的起始時間；tl-作Hj的結束時間。這個力作用在轉向架金屬表面的氧化層（鐵銹）、污垢及油漆上，使其L轉向架金屬表面分離，顯出金屬表面本身。由于鋼丸在與轉向架的碰撞中，轉向架及其零部件的質量遠遠大丁鋼丸的質量，所以，鋼丸由拋丸器拋出作用于轉向架，則以接觸后的速度彈出由于作用于轉向架的另一部分，這樣，一個鋼丸質點作用于轉向架的次數遠大丁1。

3.2、點面關系：

車輛轉向架由構架、彈簧等零部件組成，外型復雜，相互遮檔面多，鋼丸作用于轉向架是一個點，這個點對于轉向架來說是微不足道的，但是，從概率的角度束分析，拋丸器每轉一圈拋出的鋼丸數與轉向架接觸的面積占覆蓋面積的1/50一I/100的話，拋丸器的轉速為I 400 r/rnin．則拋丸器拋射角度內轉向架的接觸面積必然全部覆蓋。當承載轉向架的轉盤以fr／min的轉速旋轉或往復式運行單行1次/min，其表面覆蓋率可達100%。鋼丸與轉向架表面的接觸是點的集合，即點面關系，由鋼丸拋射的無規則性和鋼丸拋射數量的不可數性，使接觸點的面積趨于轉向架表面積，點的碰撞趨于面的碰撞，隨拋丸時間的延長，碰撞面積可多重覆蓋。在拋丸器拋射角度正對的轉向架的面積可全部覆蓋，那么，遮檔面如何解決？在碰撞原理中已講到，由于鋼丸與轉向架的碰撞其反彈效應使鋼丸與轉向架的各個部分都接觸（盡管反彈后的力有所減弱，但仍然能在碰撞中起到作用）包括零部件的遮檔面。為補償鋼九反彈力的減弱和反彈質點接觸面的減少，在作用時間上進行調整，即增加承載轉盤的旋轉次數或往復運動的次數，最終使得轉向架表面的氧化物（鐵銹）、污垢及油漆經碰撞而與金屬表面分離，達到轉向架表面清理的H的。

4、功能試驗及方案對比：

首先，在小型配件拋丸清理機上試驗，工件處于翻滾狀態，拋丸器下置，配件的4個面（按六面體舉例）處于拋丸器拋射角度的覆蓋上，而且，由于拋丸清理機與配件的另外兩個面相對應的面是側鋼板，因此，鋼丸在與配件的碰撞中各部分即6個面都與鋼丸接觸，實踐證明，任何形狀的配件其表面都可受到鋼丸的碰撞，達到表面清理的目的。

其次，在小型拋丸機試驗的基礎上，根據拋丸清理原理及技術研制車輛轉向架拋丸清理裝置。該裝置采用旋轉方式，4 r/min，清理機側面安裝-臺拋丸器，拋射角度覆蓋轉向架高度，清理機下部安裝兩臺拋丸器，降低清理機高度且覆蓋面積大干轉向架同轉半徑覆蓋的面積，轉向架支撐轉盤下部為耐磨鋼板。通過試驗，路面拋丸機工作8 min，轉向架各部的表面金屬氧化物、污垢及油漆能全部清理干凈。

第三，拋丸清理與現在用的高壓水清理方式的對比（見表1）。

5、完整配套技術：

拋丸清理技術引入到鐵路車輛轉向架的清理，還需要許多配套技術的完善。

(1)運動方式的選擇。車輛榆修基地根據自己的具體情況町選擇通過式（往復式）或旋轉式，這幾種方式中旋轉方式具有較多優點，如占地小，拋丸與向與轉向架的支攆轉盤旋轉方向構成最佳組合，使物體需清理的表面與拋丸面吻合。

(2)承臺載倚及轉速的選擇。通過式（往復式）或旋轉式承臺要按轉向架自重設計好載荷，并選擇好承臺通過（往復）或旋轉速度，以保證清理質量和效率。

(3)拋丸器的選擇。拋丸器是清理機的核心部件，其功率、旋轉速度以及耐磨性等指標都是非常重要的，并非功率越大越好，要根據被清埋工件的大小以及與拋丸器的距離等因素而定。

(4)鋼丸的選樣與回收。鋼丸是清理機的介質，其硬度、粒度、耐磨性是重要參數，根據不同的清理對象選用不同的鋼丸。轉向架拋丸清理機選擇I．5mm的鋼丸是比較適宜的。同時，要注意鋼丸的同收利用，節約成本。

(5)除塵器的匹配選擇．根據轉向架拋丸清理機清理室容積的大小選擇除塵器的功率和除塵力式，要防止一次污染。

6、結論及建議：

金屬表面拋丸清理技術在鐵路車輛轉向架清理方面的應用是可行的，能夠實現對轉向架表面的鐵銹、污垢和油漆的清理，為轉向架分解檢查創造了好的條件。同時，與現有高壓水沖洗轉向架的方式相比顯示出較強的優越性。以太原車輛段為例，在投入使用轉向架拋丸清理機的8個月來就發現了4起轉向架構架裂紋，防止了旅客列車凼轉向架構架破損造成事故的可能性。根據我們的探索及應用經驗，提出如下建議：

(1)拋九清理技術經濟實用、高效及流水線作業方式，效果良好，應予推廣。

(2)鋼丸的粒度選擇要適中，否則會適得其反。

(3)加強對拋丸清理機配套除塵設備的正確使用和保養，使傳統技術與清潔生產技術融為一體，服務于生產。

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本文來源青島華盛泰拋丸機：http://www.qfswgroup.com/news/1202.html