CN103537658A - 铁路货车摇枕侧架冷却清理方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明所设计的一种铁路货车摇枕侧架冷却清理方法及其系统，该方法和系统在传统铸件清理方式上，采用积放式悬挂链将铸件吊挂输送的方式，在线完成铸件冷却、浇冒口切割、清除缺陷、抛丸等工作，实现铸件干干净净转序。本发明具有流程简洁、占地面积少、生产效率高、劳动强度低的优点。

Description

铁路货车摇枕侧架冷却清理方法及其系统

技术领域

本发明涉及铁路货车大型铸钢件冷却清理系统技术领域，具体地指一种铁路货车摇枕侧架冷却清理方法及其系统。

技术背景

摇枕和侧架是铁路货车行走部分的关键零部件，我国铁路货车摇枕和侧架铸件的生产过程中，摇枕和侧架铸件凝固后采用将铸件平铺在场地上的传统清理方式。

传统的清理方式为：铸件浇注凝固后，在落砂机上振动落砂，然后将砂箱和铸件一起吊至清理场地上，吊运上砂箱，翻转下砂箱和铸件，分别吊运铸件和下砂箱，将铸件整齐地排列开，在场地上自然冷却，铸件达到可操作温度后，切割铸件上的浇注系统和冒口，翻转、清除铸件四个面的缺陷，随后完成抛丸操作，进入下工序。

传统的清理方式主要存在以下问题：

（1）清理步骤繁琐、复杂。

（2）清理铸件所需场地面积大。铸件平铺在场地上，对铸件四个面上的缺陷情况进行检查、处理，翻转铸件和清除缺陷需要一定的空间，这样需要大面积的清理场地；

（3）清理铸件周期长。根据多年经验，摇枕、侧架铸件在自然风冷却的条件下，至少需要8小时才能达到可操作温度，制约了产能提高；

（4）产品易出现质量问题。开箱后高温铸件堆垛在一起，并在自然条件下冷却，铸件容易变形，且冷却不均匀。

（5）工人劳动强度大，存在安全隐患。清理铸件时，必须经过数次翻转才能清除铸件所有的缺陷，大大增加了劳动强度，在翻转过程中，也增加了安全事故的发生概率。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种流程简洁、占地面积少、生产效率高、劳动强度低的铁路货车摇枕侧架冷却清理方法及其系统。

为实现此目的，本发明所设计的铁路货车摇枕侧架冷却清理方法，其特征在于，它包括如下步骤：

步骤1：打开货车摇枕侧架铸件的上下砂箱，将放置有货车摇枕侧架铸件的下砂箱放置在平台上，用机械手夹持住货车摇枕侧架铸件的非受力部位，待积放式悬挂链上的挂钩运行到与机械手对应的上料区时，机械手将货车摇枕侧架铸件从下砂箱内抬出，并将货车摇枕侧架铸件平移到挂钩处，然后将货车摇枕侧架铸件挂在挂钩上；

步骤2：采用积放式悬挂链的挂钩将货车摇枕侧架铸件运送至冷却区域进行冷却处理，其中，冷却区域采用风机吹风冷却的方式将货车摇枕侧架铸件由650～750℃降至室温；

步骤3：采用积放式悬挂链的挂钩将货车摇枕侧架铸件运送至铸件浇冒口切割区，并在铸件浇冒口切割区停留至货车摇枕侧架铸件浇冒口切割处理结束，操作人员在铸件浇冒口切割区采用传统人工浇冒口切除方式将货车摇枕侧架铸件每个面上的浇冒口进行切割处理；

步骤4：经过浇冒口切割处理的货车摇枕侧架铸件由积放式悬挂链的挂钩运送至铸件缺陷清理区，并在铸件缺陷清理区停留至货车摇枕侧架铸件缺陷清理结束，操作人员在铸件缺陷清理区采用传统人工铸件缺陷清理方式将货车摇枕侧架铸件每个面上的多肉、毛刺和砂眼铸造缺陷进行清理；

步骤5：经过铸件缺陷清理处理的货车摇枕侧架铸件由积放式悬挂链的挂钩运送至抛丸区，并在抛丸区停留至货车摇枕侧架铸件抛丸处理结束，在抛丸区通过传统的抛丸清理机对货车摇枕侧架铸件进行抛丸处理；

步骤6：经过抛丸处理的货车摇枕侧架铸件由积放式悬挂链的挂钩运送至下线区，进行货车摇枕侧架铸件下线处理，即完成了整个货车摇枕侧架冷却清理工艺。

步骤2中，所述冷却区域分为高温冷却区域和低温冷却区域，所述冷却区域的前1/3段为高温冷却区域，所述冷却区域的后2/3段为低温冷却区域，所述货车摇枕侧架铸件的温度在高温冷却区域由650～750℃降至300～400℃；所述货车摇枕侧架铸件的温度在低温冷却区域由300～400℃降至室温，所述高温冷却区域的风机冷却风量小于低温冷却区域的风机冷却风量。

所述步骤1～步骤6的所有工序中均采取除尘处理。

所述货车摇枕侧架铸件在高温冷却区域冷却时间为85～95分钟，所述货车摇枕侧架铸件在低温冷却区域冷却时间为115～125分钟。

所述步骤1中，机械手将货车摇枕侧架铸件平移到挂钩处的过程中还要对货车摇枕侧架铸件进行翻转处理。

一种货车摇枕侧架冷却清理系统，其特征在于：它包括平台、机械手、除尘装置、风机和穿过上料区、冷却区域、铸件浇冒口切割区、铸件缺陷清理区、抛丸区、下线区的积放式悬挂链，它还包括积放式悬挂链驱动器，其中，所述积放式悬挂链的挂钩在积放式悬挂链驱动器的驱动下能在上料区、冷却区域、铸件浇冒口切割区、铸件缺陷清理区、抛丸区和下线区之间循环穿梭运动；

所述机械手用于将平台上的货车摇枕侧架铸件运送至积放式悬挂链位于上料区的挂钩上；

所述冷却区域包括左风室、右风室和位于左风室与右风室之间的铸件移动通道，所述左风室和右风室的内侧壁上均设有连通铸件移动通道的风嘴，所述左风室和右风室均设有多个风机，所述左风室的风机出风口通过左风室内侧壁上的风嘴与铸件移动通道连通，所述右风室的风机出风口通过右风室内侧壁上的风嘴与铸件移动通道连通，所述除尘装置的吸风管与铸件移动通道连通；

所述铸件移动通道顶部设有与挂钩配合的挂钩移动轨道，所述抛丸区设置有抛丸清理机。

所述铸件浇冒口切割区、铸件缺陷清理区和抛丸区均连通有除尘装置的吸风管。

所述铸件浇冒口切割区和铸件缺陷清理区均设有铸件废弃物输送收集装置，所述铸件浇冒口切割区设有切割辅助夹具，所述铸件缺陷清理区设有气刨辅助夹具。

所述冷却区域为弯曲式布置结构。

所述积放式悬挂链上设置有多个挂钩，相邻两个挂钩之间的间距为750～850mm。

本发明与传统的地上堆放式铸件清理方法相比具有如下优点：

1、场地利用率高。通过设置具有多个挂钩的积放式悬挂链，实现了铸件的吊挂式输送，在相同的面积下，冷却清理系统处理的铸件是传统清理方式的5倍以上，有效利用了空间优势，为提高产能奠定了坚实的基础。

2、大幅提高铸件冷却清理工艺的生产节拍，上述积放式悬挂链的多个挂钩可保证多个铸件同时进行清理，提高了铸件清理工艺的效率。

3、大幅缩短冷却时间。在保证产品质量的情况下，采用铸件吊挂并配合风机控温风冷的在线冷却方式，将传统的自然风冷却方式的8小时冷却时间缩短至2小时，进一步提高了生产效率。

4、产品质量更易得到保证。本发明中积放式悬挂链的每个挂钩只吊一个铸件，铸件不存在堆垛，根据产品结构设计了挂钩，铸件在链上不会变形，铸件逐个通过冷却段，冷却很均匀，不会因为冷却不均匀形成应力源，确保了产品的疲劳强度。

5、工人劳动强度大幅降低，有效避免了安全事故的发生。铸件悬挂在积放式悬挂链的挂钩上，避免了在场地上的数次翻转，工人在指定、有防护位置操作，有效避免了安全事故的发生；

6、大幅改善了铸件清理工艺对环境的污染。铸件上的缺陷处理后，通过铸件废弃物输送收集装置和抛丸系统，将废弃物集中处理，有利于环境健康。同时，除尘装置除去各个工序中的粉层，确保了操作区域的空气质量。

说明书附图

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的A向结构示意图；

图3为图1的B-B向结构示意图；

图4为图3中C处的放大图；

图5为本发明中铸件浇冒口切割区和铸件缺陷清理区的结构示意图。

其中，1—货车摇枕侧架铸件、2—下砂箱、3—平台、4—机械手、5—积放式悬挂链、6—挂钩、7—铸件浇冒口切割区、8—铸件缺陷清理区、9—抛丸区、10—下线区、11—除尘装置、12—上料区、13—冷却区域、14—左风室、15—右风室、16—铸件移动通道、17—风嘴、18—风机、19—吸风管、20—挂钩移动轨道、21—抛丸清理机、22—铸件废弃物输送收集装置、23—切割辅助夹具、24—气刨辅助夹具、25—积放式悬挂链驱动器。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：

如图1～5所示的货车摇枕侧架冷却清理系统，它包括平台3、机械手4、除尘装置11、风机18和穿过上料区12、冷却区域13、铸件浇冒口切割区7、铸件缺陷清理区8、抛丸区9、下线区10的积放式悬挂链5，它还包括积放式悬挂链驱动器25，其中，所述积放式悬挂链5的挂钩6在积放式悬挂链驱动器25的驱动下能在上料区12、冷却区域13、铸件浇冒口切割区7、铸件缺陷清理区8、抛丸区9和下线区10之间循环穿梭运动；

所述机械手4用于将平台3上的货车摇枕侧架铸件1运送至积放式悬挂链5位于上料区12的挂钩6上；

所述冷却区域13包括左风室14、右风室15和位于左风室14与右风室15之间的铸件移动通道16，所述左风室14和右风室15的内侧壁上均设有连通铸件移动通道16的风嘴17，所述左风室14和右风室15均设有多个风机18，所述左风室14的风机18出风口通过左风室14内侧壁上的风嘴17与铸件移动通道16连通，所述右风室15的风机18出风口通过右风室15内侧壁上的风嘴17与铸件移动通道16连通，所述除尘装置11的吸风管19与铸件移动通道16连通；除尘装置11的吸风管19在铸件移动通道16吸风，一方面与风机18配合实现铸件移动通道16内的空气对流，另一方面能将铸件冷却过程中产生的粉尘吸走，净化冷却区域13的空气；

所述铸件移动通道16顶部设有与挂钩6配合的挂钩移动轨道20，所述抛丸区9设置有抛丸清理机21。挂钩6在积放式悬挂链5的带动下在挂钩移动轨道20内滑动，货车摇枕侧架铸件1在铸件移动通道16内平移。上述系统可以将铸件逐个吊在积放式悬挂链5上，清理铸件缺陷的时候只需要轻轻旋转铸件即可，且可根据工人操作快慢自己掌握积放式悬挂链5的输送节拍。

上述技术方案中，通过设计不同规格的风嘴17、设计不同的风嘴17安装角度、以及不同的通风量，在确保铸件不产生裂纹和变形的前提下可提高生产效率。

上述技术方案中，机械手4位于平台3与上料区12之间。

上述技术方案中，所述铸件浇冒口切割区7、铸件缺陷清理区8和抛丸区9均连通有除尘装置11的吸风管19。货车摇枕侧架铸件1清理过程中在上述区域产生的粉尘由除尘装置11的吸风管19进行抽取，实现了对铸件清理作业环境空气的净化。

上述技术方案中，所述铸件浇冒口切割区7和铸件缺陷清理区8均设有铸件废弃物输送收集装置22，所述铸件浇冒口切割区7设有切割辅助夹具23，所述铸件缺陷清理区8设有气刨辅助夹具24。

上述技术方案中，所述冷却区域13为弯曲式布置结构。这种弯曲式布置结构能在不影响冷却效果的前提下大幅降低本发明的占地空间。

上述技术方案中，所述积放式悬挂链5上设置有多个挂钩6，相邻两个挂钩6之间的间距为750～850mm。此间距使得每个货车摇枕侧架铸件1有足够的清理操作空间。

一种利用上述冷却清理系统进行货车摇枕侧架冷却清理的方法，它包括如下步骤：

步骤1：打开货车摇枕侧架铸件1的上下砂箱，将放置有货车摇枕侧架铸件1的下砂箱2放置在平台3上，用机械手4夹持住货车摇枕侧架铸件1的非受力部位，待积放式悬挂链5上的挂钩6运行到与机械手4对应的上料区12时，机械手4将货车摇枕侧架铸件1从下砂箱2内抬出，并将货车摇枕侧架铸件1平移到挂钩6处，然后将货车摇枕侧架铸件1挂在挂钩6上；

步骤2：采用积放式悬挂链5的挂钩6将货车摇枕侧架铸件1运送至冷却区域13进行冷却处理，其中，冷却区域13采用风机18吹风冷却的方式将货车摇枕侧架铸件1由650～750℃降至室温，实现控温冷却满足不同冷却速度要求；

步骤3：采用积放式悬挂链5的挂钩6将货车摇枕侧架铸件1运送至铸件浇冒口切割区7，并在铸件浇冒口切割区7停留至货车摇枕侧架铸件1浇冒口切割处理结束，切割辅助夹具23将货车摇枕侧架铸件1进行夹持定位，操作人员在铸件浇冒口切割区7采用传统人工浇冒口切除方式将货车摇枕侧架铸件1每个面上的浇冒口进行切割处理；

步骤4：经过浇冒口切割处理的货车摇枕侧架铸件1由积放式悬挂链5的挂钩6运送至铸件缺陷清理区8，并在铸件缺陷清理区8停留至货车摇枕侧架铸件1缺陷清理结束，气刨辅助夹具24将货车摇枕侧架铸件1进行夹持定位，操作人员在铸件缺陷清理区8采用电弧气刨结合传统人工铸件缺陷清理方式将货车摇枕侧架铸件1每个面上的多肉、毛刺和砂眼铸造缺陷进行清理；该工序中操作人员可手动控制操作速度，货车摇枕侧架铸件1的单个面处理完成后，轻轻旋转货车摇枕侧架铸件1对下一个面的缺陷进行清理，直到整个货车摇枕侧架铸件1的缺陷被清理干净；

步骤5：经过铸件缺陷清理处理的货车摇枕侧架铸件1由积放式悬挂链5的挂钩6运送至抛丸区9，并在抛丸区9停留至货车摇枕侧架铸件1抛丸处理结束，在抛丸区9通过传统的抛丸清理机21对货车摇枕侧架铸件1进行抛丸处理；在此工位，货车摇枕侧架铸件1内、外表面的砂皮、砂眼、缺陷清理留下的残渣等非铸件本体物被处理掉，实现铸件干干净净转序，留下的废弃物通过系列操作被集中处理；

步骤6：经过抛丸处理的货车摇枕侧架铸件1由积放式悬挂链5的挂钩6运送至下线区10，进行货车摇枕侧架铸件1下线处理，即完成了整个货车摇枕侧架冷却清理工艺。

上述技术方案中，步骤2中，所述冷却区域13分为高温冷却区域和低温冷却区域，所述冷却区域13的前1/3段为高温冷却区域，所述冷却区域13的后2/3段为低温冷却区域，所述货车摇枕侧架铸件1的温度在高温冷却区域由650～750℃降至300～400℃；所述货车摇枕侧架铸件1的温度在低温冷却区域由300～400℃降至室温，所述高温冷却区域的风机8冷却风量小于低温冷却区域的风机8冷却风量。高温冷却区域冷却梯度大，降温速度快（所需冷却时间短），冷却过程易产生应力集中形成铸件裂纹，易采取低风量冷却方式，或不吹风冷却，低温区冷却梯度小，降温速度慢（所需冷却时间长），不宜产生裂纹缺陷，适宜强风冷却。

上述技术方案中，所述步骤1～步骤6的所有工序中均采取除尘处理。

上述技术方案中，所述货车摇枕侧架铸件1在高温冷却区域冷却时间为85～95分钟，所述货车摇枕侧架铸件1在低温冷却区域冷却时间为115～125分钟。

上述技术方案中，所述步骤1中，机械手4将货车摇枕侧架铸件1平移到挂钩6处的过程中还要对货车摇枕侧架铸件1进行翻转处理。

说明书未作详细描述的内容属于本领域专业操作人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种铁路货车摇枕侧架冷却清理方法，其特征在于，它包括如下步骤：

步骤1：打开货车摇枕侧架铸件（1）的上下砂箱，将放置有货车摇枕侧架铸件（1）的下砂箱（2）放置在平台（3）上，用机械手（4）夹持住货车摇枕侧架铸件（1）的非受力部位，待积放式悬挂链（5）上的挂钩（6）运行到与机械手（4）对应的上料区（12）时，机械手（4）将货车摇枕侧架铸件（1）从下砂箱（2）内抬出，并将货车摇枕侧架铸件（1）平移到挂钩（6）处，然后将货车摇枕侧架铸件（1）挂在挂钩（6）上；

步骤2：采用积放式悬挂链（5）的挂钩（6）将货车摇枕侧架铸件（1）运送至冷却区域（13）进行冷却处理，其中，冷却区域（13）采用风机（18）吹风冷却的方式将货车摇枕侧架铸件（1）由650～750℃降至室温；

步骤3：采用积放式悬挂链（5）的挂钩（6）将货车摇枕侧架铸件（1）运送至铸件浇冒口切割区（7），并在铸件浇冒口切割区（7）停留至货车摇枕侧架铸件（1）浇冒口切割处理结束，操作人员在铸件浇冒口切割区（7）采用传统人工浇冒口切除方式将货车摇枕侧架铸件（1）每个面上的浇冒口进行切割处理；

步骤4：经过浇冒口切割处理的货车摇枕侧架铸件（1）由积放式悬挂链（5）的挂钩（6）运送至铸件缺陷清理区（8），并在铸件缺陷清理区（8）停留至货车摇枕侧架铸件（1）缺陷清理结束，操作人员在铸件缺陷清理区（8）采用传统人工铸件缺陷清理方式将货车摇枕侧架铸件（1）每个面上的多肉、毛刺和砂眼铸造缺陷进行清理；

步骤5：经过铸件缺陷清理处理的货车摇枕侧架铸件（1）由积放式悬挂链（5）的挂钩（6）运送至抛丸区（9），并在抛丸区（9）停留至货车摇枕侧架铸件（1）抛丸处理结束，在抛丸区（9）通过传统的抛丸清理机（21）对货车摇枕侧架铸件（1）进行抛丸处理；

步骤6：经过抛丸处理的货车摇枕侧架铸件（1）由积放式悬挂链（5）的挂钩（6）运送至下线区（10），进行货车摇枕侧架铸件（1）下线处理，即完成了整个货车摇枕侧架冷却清理工艺。

2.根据权利要求1所述的铁路货车摇枕侧架冷却清理方法，其特征在于：步骤2中，所述冷却区域（13）分为高温冷却区域和低温冷却区域，所述冷却区域（13）的前1/3段为高温冷却区域，所述冷却区域（13）的后2/3段为低温冷却区域，所述货车摇枕侧架铸件（1）的温度在高温冷却区域由650～750℃降至300～400℃；所述货车摇枕侧架铸件（1）的温度在低温冷却区域由300～400℃降至室温，所述高温冷却区域的风机（8）冷却风量小于低温冷却区域的风机（8）冷却风量。

3.根据权利要求1或2所述的铁路货车摇枕侧架冷却清理方法，其特征在于：所述步骤1～步骤6的所有工序中均采取除尘处理。

4.根据权利要求2所述的铁路货车摇枕侧架冷却清理方法，其特征在于：所述货车摇枕侧架铸件（1）在高温冷却区域冷却时间为85～95分钟，所述货车摇枕侧架铸件（1）在低温冷却区域冷却时间为115～125分钟。

5.根据权利要求1或2所述的铁路货车摇枕侧架冷却清理方法，其特征在于：所述步骤1中，机械手（4）将货车摇枕侧架铸件（1）平移到挂钩（6）处的过程中还要对货车摇枕侧架铸件（1）进行翻转处理。

6.一种货车摇枕侧架冷却清理系统，其特征在于：它包括平台（3）、机械手（4）、除尘装置（11）、风机（18）和穿过上料区（12）、冷却区域（13）、铸件浇冒口切割区（7）、铸件缺陷清理区（8）、抛丸区（9）、下线区（10）的积放式悬挂链（5），它还包括积放式悬挂链驱动器（25），其中，所述积放式悬挂链（5）的挂钩（6）在积放式悬挂链驱动器（25）的驱动下能在上料区（12）、冷却区域（13）、铸件浇冒口切割区（7）、铸件缺陷清理区（8）、抛丸区（9）和下线区（10）之间循环穿梭运动；

所述机械手（4）用于将平台（3）上的货车摇枕侧架铸件（1）运送至积放式悬挂链（5）位于上料区（12）的挂钩（6）上；

所述冷却区域（13）包括左风室（14）、右风室（15）和位于左风室（14）与右风室（15）之间的铸件移动通道（16），所述左风室（14）和右风室（15）的内侧壁上均设有连通铸件移动通道（16）的风嘴（17），所述左风室（14）和右风室（15）均设有多个风机（18），所述左风室（14）的风机（18）出风口通过左风室（14）内侧壁上的风嘴（17）与铸件移动通道（16）连通，所述右风室（15）的风机（18）出风口通过右风室（15）内侧壁上的风嘴（17）与铸件移动通道（16）连通，所述除尘装置（11）的吸风管（19）与铸件移动通道（16）连通；

所述铸件移动通道（16）顶部设有与挂钩（6）配合的挂钩移动轨道（20），所述抛丸区（9）设置有抛丸清理机（21）。

7.根据权利要求6所述的货车摇枕侧架冷却清理系统，其特征在于：所述铸件浇冒口切割区（7）、铸件缺陷清理区（8）和抛丸区（9）均连通有除尘装置（11）的吸风管（19）。

8.根据权利要求6所述的货车摇枕侧架冷却清理系统，其特征在于：所述铸件浇冒口切割区（7）和铸件缺陷清理区（8）均设有铸件废弃物输送收集装置（22），所述铸件浇冒口切割区（7）设有切割辅助夹具（23），所述铸件缺陷清理区（8）设有气刨辅助夹具（24）。

9.根据权利要求6所述的货车摇枕侧架冷却清理系统，其特征在于：所述冷却区域（13）为弯曲式布置结构。

10.根据权利要求6所述的货车摇枕侧架冷却清理系统，其特征在于：所述积放式悬挂链（5）上设置有多个挂钩（6），相邻两个挂钩（6）之间的间距为750～850mm。

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