HGM-B型高摩擦系數(shù)合成閘瓦表面自動噴漆設(shè)備的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

焦紀(jì)鵬

（太原鐵路局晉太實(shí)業(yè)（集團(tuán)）有限公司， 山西 太原 030003）

引言

合成閘瓦是鐵路貨車制動系統(tǒng)中的重要零部件之一，根據(jù)中華人民共和國鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)TB/T 2403—2010的規(guī)定：“規(guī)格為Φ840 mm的H閘瓦瓦背應(yīng)涂刷黑色油漆”[1]。我國大部分生產(chǎn)貨車用高摩擦系數(shù)合成閘瓦（合成閘瓦）的廠家均使用傳統(tǒng)人工噴漆的作業(yè)方式。采用人工噴漆時，首先將合成閘瓦碼放到地面，手持噴槍利用空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的高壓氣體將漆料噴涂在合成閘瓦表面，自然晾干。這種方式有效率低下、污染環(huán)境并容易造成油漆噴涂不均勻等一系列缺陷。表面噴漆處理不到位會造成合成閘瓦腐蝕斷裂，嚴(yán)重影響合成閘瓦的使用性能及壽命，因此有必要研制一套自動噴漆線來滿足現(xiàn)場使用要求。

1 設(shè)計(jì)方案

針對人工噴漆作業(yè)方式存在的缺陷，設(shè)計(jì)了一套自動噴漆線[2]，如圖1所示。

圖1 自動噴漆線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

自動噴漆線：由控制系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)、噴漆系統(tǒng)、漆霧過濾系統(tǒng)、烘干區(qū)、強(qiáng)冷區(qū)六個部分組成。

控制系統(tǒng)：由PLC通過觸摸屏對系統(tǒng)進(jìn)行控制[3]，控制輸送系統(tǒng)及噴漆系統(tǒng)的作業(yè)方式，使之通過傳感器具備自動檢測工件、自動啟動及復(fù)位功能。

輸送系統(tǒng)：分為上件段、輸送段、下件段三個部分；以2.2 kW電機(jī)為動力，其轉(zhuǎn)速由PLC進(jìn)行控制，通過鏈條完成對合成閘瓦的整體輸送，輸送寬度為900 mm，鏈條的傳動速率為6 m/min，傳輸平穩(wěn)、承重力強(qiáng)。

噴漆系統(tǒng)：由全單軸往復(fù)噴漆機(jī)和噴槍兩部分組成，以電機(jī)為原動力，完成對合成閘瓦表面噴漆處理。

漆霧過濾系統(tǒng)：由多層抽屜式盒體組成，內(nèi)置可拆式活性炭，由排氣風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的反向風(fēng)力將漆霧及廢氣輸送到此系統(tǒng)，可達(dá)到凈化作用。

烘干區(qū)：使用雙管中波石英輻射管（簡稱IR燈管）直接輻射加熱，共分4節(jié)，每節(jié)長度為2 m，利用PID溫度模塊控制烘干溫度。

強(qiáng)冷區(qū)：以強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)為動力，并設(shè)計(jì)有合理的風(fēng)量流道，適宜的風(fēng)量能快速地把濕氣從合成閘瓦表面帶走。

2 工作原理及流程

首先，將合成閘瓦放置在輸送系統(tǒng)的上件段，通過鏈條傳送進(jìn)入噴漆系統(tǒng)區(qū)，此時，傳感器檢測到信號，并將信號傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)。然后自動開啟全單軸往復(fù)噴漆機(jī)，開始噴漆作業(yè)，同時漆霧過濾系統(tǒng)開始作業(yè)，以保證漆霧不散發(fā)。在噴漆完成后由輸送系統(tǒng)將合成閘瓦輸送到烘干區(qū)進(jìn)行烘干，之后將合成閘瓦輸送到強(qiáng)冷區(qū)，除掉其表面的濕氣。最后將合成閘瓦輸送至下件段以進(jìn)行后續(xù)處理。

3 效果對比

3.1 噴漆質(zhì)量

采用人工噴漆時，受人為操作誤差的影響，合成閘瓦表面容易出現(xiàn)油漆噴涂不均勻產(chǎn)生的漆色均勻度差異，如圖2所示。自動噴漆線運(yùn)輸系統(tǒng)傳送速率穩(wěn)定，噴漆系統(tǒng)能均勻地完成合成閘瓦的表面噴漆工作，如圖3所示。通過對比可以看出，自動噴漆線能夠保證合成閘瓦表面噴漆質(zhì)量，符合中華人民共和國鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)TB/T2403—2010的要求。

圖2 人工噴漆閘瓦表面

圖3 自動噴漆閘瓦表面

3.2 效率

以3 000塊合成閘瓦為同一批次進(jìn)行噴漆處理。采用人工噴漆作業(yè)方式時，搬運(yùn)及噴漆工作均需人工完成，還需自然晾干，總耗時8.5 h/批，效率低下。

自動噴漆線只需人工將合成閘瓦碼放到運(yùn)輸系統(tǒng)的上件段，采用流水線作業(yè)方式，自動完成合成閘瓦的噴漆、烘干作業(yè)，總耗時3 h/批，大大提高了工作效率。兩種作業(yè)方式效率對比如表1所示。

表1 不同噴漆方式每批耗時對比表 h

3.3 環(huán)保

人工噴漆作業(yè)過程會使漆霧散發(fā)到空氣中對環(huán)境造成污染，危害工人身體健康，噴漆場景如圖4所示。

圖4 人工噴漆場景

自動噴漆線作業(yè)時，散發(fā)的漆霧由漆霧過濾系統(tǒng)進(jìn)行凈化處理，改善了工作環(huán)境，保障了工人的身體健康，工作場景如圖5所示。

圖5 自動噴漆線工作場景

4 應(yīng)用效果

該設(shè)備在晉太實(shí)業(yè)（集團(tuán)）有限公司使用以來，滿足了生產(chǎn)工藝要求，保證了合成閘瓦表面噴漆質(zhì)量，減輕了職工的工作強(qiáng)度，改善了職工的工作環(huán)境，大大提高了生產(chǎn)效率，具有較高的實(shí)用價(jià)值。

[1] 中華人民共和國鐵道部.鐵道貨車用合成閘瓦[M].北京：中國鐵道出版社，2011.

[2] 趙祥.原理及機(jī)械零件[M].北京：中國鐵道出版社,1998.

[3] 李江全，王衛(wèi)兵，李玲.計(jì)算機(jī)控制技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.