輪對自動涂漆烘干設(shè)備的研制

陳敏鋒 上海鐵路局南京東車輛段

隨著鐵路大提速和貨車修程、修制的改革，對車輛檢修的要求、標(biāo)準(zhǔn)越來越高，加強(qiáng)輪對的檢修和維護(hù)顯得至關(guān)重要，根據(jù)鐵道部輪對檢修作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：輪對組裝、檢修后，須在車軸軸身和車輪表面（踏面和輪輞內(nèi)、外側(cè)面除外）均勻涂刷醇酸清漆。目前車輛段、車輛工廠、車輪廠檢修輪對的油漆工作均為人工操作，勞動強(qiáng)度大，安全無保障，材料浪費嚴(yán)重，油漆不均勻，尚未自然干燥時就組裝轉(zhuǎn)向架，造成環(huán)境、地面污染。實現(xiàn)輪對油漆噴涂烘干自動化，是環(huán)境保護(hù)、職工健康、文明生產(chǎn)所急需要解決的問題。為此，我段組織專業(yè)技術(shù)人員開展了輪對自動涂漆烘干設(shè)備的研制，現(xiàn)將研制情況簡介如下。

1 研制目標(biāo)

鐵道部早在多年前就提出：車輛修理機(jī)械化，檢測手段儀器化，輪對檢修數(shù)控化，數(shù)據(jù)采集自動化，信息傳輸網(wǎng)絡(luò)化，現(xiàn)場管理信息化的要求。為此，實現(xiàn)輪對油漆自動噴涂烘干需達(dá)到的研制目標(biāo)應(yīng)是：

（1）實現(xiàn)檢修機(jī)械化、自動化；

（2）提高工效，降低勞動強(qiáng)度；

（3）滿足環(huán)境保護(hù)的要求；

（4）確保職工健康；

（5）滿足鐵道部車輛檢修現(xiàn)代化的要求。

2 工作原理

2.1 噴漆原理

2.1.1 油漆循環(huán)

油漆泵通過壓縮空氣作為動力源，從盛裝油漆的不銹鋼桶內(nèi)將油漆吸入透明的循環(huán)管內(nèi)，調(diào)節(jié)空氣壓力，使泵動作頻率在15～20次/min，并保持油漆在一定的壓力下處于穩(wěn)定循環(huán)狀態(tài)。

2.1.2 油漆攪拌

為保證調(diào)和好的油漆一直處于穩(wěn)定調(diào)和狀態(tài)，在盛裝油漆的不銹鋼桶上方加裝以空氣為動力的攪拌器，使油漆一直處于攪拌調(diào)和狀態(tài)。

2.1.3 噴槍噴霧

循環(huán)流動的油漆經(jīng)過油漆過濾器，進(jìn)入壓力調(diào)節(jié)閥，通過油管進(jìn)入噴槍口處于待噴漆狀態(tài)。電磁閥控制噴槍閥針打開回路控制噴漆時間。調(diào)節(jié)噴漆霧化濃度及壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)油漆量的大小，以達(dá)到霧化噴漆的作用。

2.1.4 噴漆時的環(huán)境保護(hù)

噴漆時外部的空氣經(jīng)過初級濾網(wǎng)過濾器后進(jìn)入噴房內(nèi)，下置式抽風(fēng)除塵裝置將房內(nèi)殘留的霧化油漆通過下吸風(fēng)口，經(jīng)過活性炭吸附，再由過濾器材料過濾，由大功率的抽風(fēng)裝置將凈化過的空氣排放，以保證達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。為防止霧化油漆在輪對噴漆過濾過程滲出，在噴漆房兩端加裝風(fēng)簾門隔斷霧化油漆對外界和工作人員的污染。

2.2 烘干原理

噴漆后的輪對通過輪對移動裝置進(jìn)入烘漆房。烘漆房室內(nèi)溫度通過遠(yuǎn)紅外自動控制加熱系統(tǒng)及熱循環(huán)系統(tǒng)，將設(shè)定的烘漆溫度對噴漆后的輪對進(jìn)行烘干。采用PC全自動控制手段，以1條/60s自動將輪對逐個噴漆烘干。其動作程序：輪對進(jìn)入→輪對頂起→輪對旋轉(zhuǎn)→軸向兩側(cè)幅板移動噴漆→停止噴漆→落輪→自動進(jìn)入烘干房，同時輪對再次進(jìn)入循環(huán)。

3 輪對自動涂漆烘干設(shè)備功能的實現(xiàn)

3.1 自動化

現(xiàn)有的輪對油漆大多采用人工滾動車輪用毛刷刷漆，個別單位噴漆也只是停留在手動和機(jī)械動作之間，費時、費力、費油漆，污染空氣、工作場地。研制該設(shè)備過程中應(yīng)用微電子技術(shù)，實現(xiàn)噴涂、烘干定時定量的系統(tǒng)控制：一是提高了工作效率4－5倍，二是無污染，工作場地潔凈，三是無需專人操作，節(jié)省了人力。

3.2 流水作業(yè)

噴漆房、烘干房恒溫、過濾、無污染排煙除塵，該流水線采用獨立的噴漆房和獨立的烘干房，以確保噴槍無堵塞，空氣進(jìn)行過濾再進(jìn)行排放。

3.3 合理利用能源

在用車輛段、車輛工廠、車輪廠現(xiàn)有風(fēng)源作為動力源的同時，烘干加熱系統(tǒng)選用加熱快、效率高的遠(yuǎn)紅外加熱和內(nèi)置式熱源循環(huán)系統(tǒng)。

3.4 執(zhí)行控制系統(tǒng)

利用無觸點感應(yīng)作為該系統(tǒng)的命令執(zhí)行，以確保各部動作的準(zhǔn)確性、可靠性。

4 技術(shù)關(guān)鍵

4.1 工藝布局

根據(jù)車輛段工作現(xiàn)場實際狀況，合理利用現(xiàn)有空間并滿足工藝流程的要求，是整個項目研制成敗的關(guān)鍵。我段輪對自動涂漆烘干設(shè)備的工藝布局如圖1所示：通過推臂小車往復(fù)運動實現(xiàn)輪對定位動作：準(zhǔn)備位、噴涂清漆位、中間停頓位、烘干房烘干位、出輪位，達(dá)到最大限度5條輪對同時動作，減少中間停留空位時間。

圖1 輪對自動涂漆烘干工藝布局

4.2 噴槍的設(shè)置

為保證車軸軸身和車輪表面（踏面和輪輞內(nèi)、外側(cè)面除外）均勻噴涂清漆，系統(tǒng)選用六只噴槍同時進(jìn)行噴漆(詳見圖2)。中間二只噴槍通過橫向往返運動，側(cè)面四只噴槍通過上下一定角度往復(fù)擺動，配合輪對旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)輪對自動噴涂清漆。

4.3 噴槍的選擇

噴槍不堵塞、自動化清洗。目前油漆噴槍無論是人工噴漆還是自動化噴漆，技術(shù)難點是噴槍堵塞需清洗（或浸泡）噴槍。而該設(shè)備采用：一是自動噴槍；二是按規(guī)定要求或程序進(jìn)行自動清洗；三是油漆調(diào)配采用特殊工藝，從而實現(xiàn)了油漆噴槍免清洗無堵塞的目的。

5 技術(shù)指標(biāo)

（1）工作時間：60-90s/條（含噴涂烘干）；

（2）噴涂均勻，不留死角；

（3）系統(tǒng)實現(xiàn)流水作業(yè)自動化；

（4）單位噴涂時間：20s/條；

（5）空氣排放達(dá)標(biāo)。

6 效果評價

依據(jù)設(shè)計方案，經(jīng)過3個多月的研制，生產(chǎn)出的LZPX-Ⅲ型輪對自動噴漆烘干線在南京東車輛段現(xiàn)場安裝使用。通過近半年的現(xiàn)場實際使用，其效果主要有以下幾點：

6.1 操作簡單，勞動強(qiáng)度低

由于該機(jī)采用PC全自動集中控制，操作人員在各項準(zhǔn)備工作做好的前提下，在整個作業(yè)過程中只需按一次啟動運行按鈕，輪對從噴涂到烘干及出輪自動循環(huán)運行，大大減輕了現(xiàn)場勞動強(qiáng)度。

6.2 工作效率高

由于采用了全自動集中控制，現(xiàn)場實際噴涂烘干輪對僅用60秒就能完成一條，滿足了段修檢修量為45輛/天的生產(chǎn)任務(wù)。

6.3 性能可靠，環(huán)境得到有效保護(hù)

該套設(shè)備運行過程中性能可靠，配套設(shè)備采用了吸附過濾排放的防污染控制模式，現(xiàn)場的環(huán)境保護(hù)得到控制，并能有效保護(hù)職工身心健康。