輪對自動涂漆烘干設備的研制

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、標準越來越高，加強輪對的檢修和維護顯得至關重要，根據鐵道部輪對檢修作業標準規定：輪對組裝、檢修后，須在車軸軸身和車輪表面（踏面和輪輞內、外側面除外）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，勞動強度大，安全無保障，材料浪費嚴重，油漆不均勻，尚未自然干燥時就組裝轉向架，造成環境、地面污染。實現輪對油漆噴涂烘干自動化，是環境保護、職工健康、文明生產所急需要解決的問題。為此，我段組織專業技術人員開展了輪對自動涂漆烘干設備的研制，現將研制情況簡介如下。

1 研制目標

鐵道部早在多年前就提出：車輛修理機械化，檢測手段儀器化，輪對檢修數控化，數據采集自動化，信息傳輸網絡化，現場管理信息化的要求。為此，實現輪對油漆自動噴涂烘干需達到的研制目標應是：

（1）實現檢修機械化、自動化；

（2）提高工效，降低勞動強度；

（3）滿足環境保護的要求；

（4）確保職工健康；

（5）滿足鐵道部車輛檢修現代化的要求。

2 工作原理

2.1 噴漆原理

2.1.1 油漆循環

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將油漆吸入透明的循環管內，調節空氣壓力，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定循環狀態。

2.1.2 油漆攪拌

為保證調和好的油漆一直處于穩定調和狀態，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和狀態。

2.1.3 噴槍噴霧

循環流動的油漆經過油漆過濾器，進入壓力調節閥，通過油管進入噴槍口處于待噴漆狀態。電磁閥控制噴槍閥針打開回路控制噴漆時間。調節噴漆霧化濃度及壓力調節閥調節油漆量的大小，以達到霧化噴漆的作用。

2.1.4 噴漆時的環境保護

噴漆時外部的空氣經過初級濾網過濾器后進入噴房內，下置式抽風除塵裝置將房內殘留的霧化油漆通過下吸風口，經過活性炭吸附，再由過濾器材料過濾，由大功率的抽風裝置將凈化過的空氣排放，以保證達到排放標準。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入烘漆房。烘漆房室內溫度通過遠紅外自動控制加熱系統及熱循環系統，將設定的烘漆溫度對噴漆后的輪對進行烘干。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：輪對進入→輪對頂起→輪對旋轉→軸向兩側幅板移動噴漆→停止噴漆→落輪→自動進入烘干房，同時輪對再次進入循環。

3 輪對自動涂漆烘干設備功能的實現

3.1 自動化

現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械動作之間，費時、費力、費油漆，污染空氣、工作場地。研制該設備過程中應用微電子技術，實現噴涂、烘干定時定量的系統控制：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，節省了人力。

3.2 流水作業

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，空氣進行過濾再進行排放。

3.3 合理利用能源

在用車輛段、車輛工廠、車輪廠現有風源作為動力源的同時，烘干加熱系統選用加熱快、效率高的遠紅外加熱和內置式熱源循環系統。

3.4 執行控制系統

利用無觸點感應作為該系統的命令執行，以確保各部動作的準確性、可靠性。

4 技術關鍵

4.1 工藝布局

根據車輛段工作現場實際狀況，合理利用現有空間并滿足工藝流程的要求，是整個項目研制成敗的關鍵。我段輪對自動涂漆烘干設備的工藝布局如圖1所示：通過推臂小車往復運動實現輪對定位動作：準備位、噴涂清漆位、中間停頓位、烘干房烘干位、出輪位，達到最大限度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 噴槍的設置

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

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，技術難點是噴槍堵塞需清洗（或浸泡）噴槍。而該設備采用：一是自動噴槍；二是按規定要求或程序進行自動清洗；三是油漆調配采用特殊工藝，從而實現了油漆噴槍免清洗無堵塞的目的。

5 技術指標

（1）工作時間：60-90s/條（含噴涂烘干）；

（2）噴涂均勻，不留死角；

（3）系統實現流水作業自動化；

（4）單位噴涂時間：20s/條；

（5）空氣排放達標。

6 效果評價

依據設計方案，經過3個多月的研制，生產出的LZPX-Ⅲ型輪對自動噴漆烘干線在南京東車輛段現場安裝使用。通過近半年的現場實際使用，其效果主要有以下幾點：

6.1 操作簡單，勞動強度低

由于該機采用PC全自動集中控制，操作人員在各項準備工作做好的前提下，在整個作業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運行，大大減輕了現場勞動強度。

6.2 工作效率高

由于采用了全自動集中控制，現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/天的生產任務。

6.3 性能可靠，環境得到有效保護

該套設備運行過程中性能可靠，配套設備采用了吸附過濾排放的防污染控制模式，現場的環境保護得到控制，并能有效保護職工身心健康。