CN108994739B - 一种13号车钩专用喷丸机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种13号车钩专用喷丸机，包括支撑结构、车钩移动装置和喷丸装置；所述支撑结构包括喷丸室、位于喷丸室上方的顶部空间、位于顶部空间前方的外伸部分和位于喷丸室后方的背部空间；所述车钩移动装置设于支撑结构的外伸部分和顶部空间内，包括可在外伸部分和顶部空间内滑动的车钩运输部分和车钩旋转部分；所述喷丸装置设于支撑结构的背部空间内，且喷丸的方向对准喷丸室。本发明实现了对13号车钩的自动化清理，相对于以往的13号车钩清理方式其优点有：占地面积小、操作简单、污染小、劳动强度大幅下降、人力成本小、清理效果好、清理效率大幅提高、安装及维修简单等优点，可广泛应用于13号车钩检修前的清理工作。

Description

一种13号车钩专用喷丸机
技术领域
本发明涉及一种金属零件表面喷丸清理设备，具体涉及到一种13号车钩专用喷丸机。
背景技术
我国铁路运输在现代运输中的地位日渐提升，铁路运输事业越来越重要。目前我国铁路里程数位于世界前列，高速铁路里程数更是位于世界第一，铁路事业的高数发展随之带来的是铁路后勤以及检修部门的工作量的大幅提升。其中车钩作为车厢之间的连接部件，其检修工作尤为重要，对车钩检修前需要确保其表面无氧化皮、油污、锈蚀等干扰。而在车钩的发展以及应用中，13号车钩仍是我国货运火车的主要车钩型号，所以对13号车钩检修前的表面处理工作依然繁重。在一般检修工作中，13号车钩的表面清理工作是由工人手动处理，即在封闭空间内，工人使用手持喷丸设备对13号车钩进行手动喷丸清理。
据检索，目前还没有针对13号车钩表面清理的专用设备。一般采用的方式是在专用的清理车间，工人手持喷丸除锈设备，对车钩进行全方位的清理作业。这种清理方法要求工作人员身穿防护服和防护面具，手持连接到储丸室的喷头，人工对车钩进行清理。此种除锈方法存在诸多问题：喷丸清理装置较为笨重，清理效果存在差异，工人在清理过程中会产生很大的工作负荷，劳动强度较大并且会间接导致清理的工作效率降低；清理车间为密封室，即使工人身着保护的衣物，但喷丸清理产生的烟尘、噪声和有害气体等仍然会对工人的身体健康以及环境产生影响；清理所用的丸料需要回收利用，而人工清理存在着喷丸收集麻烦和丸渣分离不容易的缺点。
发明内容
本发明提供了一种13号车钩专用喷丸机，用以实现13号车钩的自动化喷丸清理。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
一种13号车钩专用喷丸机，包括支撑结构、车钩移动装置和喷丸装置；
所述支撑结构包括喷丸室、位于喷丸室上方的顶部空间、位于顶部空间前方的外伸部分和位于喷丸室后方的背部空间；
所述车钩移动装置设于支撑结构的外伸部分和顶部空间内，包括可在外伸部分和顶部空间内滑动的车钩运输部分和车钩旋转部分；
所述喷丸装置设于支撑结构的背部空间内，且喷丸的方向对准喷丸室。
根据上述方案，所述车钩运输部分包括设于外伸部分和顶部空间内的滑轨，滑轨上设有移动小车；滑轨的端部设有移动电机，移动电机连接有链轮转动轴，链轮转动轴上设有链轮；滑轨两端的链轮之间设有链条，链条与移动小车固定连接；
所述车钩旋转部分包括固定于移动小车上的带座止推轴承和转动轴套；转动轴由带座止推轴承支撑并穿过转动轴套，转动轴由顶部空间一直延伸到喷丸室内；转动轴顶端与转动电机连接，转动电机由电机架固定在移动小车上；转动轴下端固定有钩爪。
根据上述方案，还包括位于喷丸室下方的底部空间；所述喷丸装置包括喷丸喷头、储气罐、空压机以及气压控制系统；多个喷丸喷头竖直布置在喷丸室的后壁中线上，喷丸喷头的丸料进口连接到上收集箱的第一出料口，上收集箱安装在背部空间的顶部；喷丸喷头的进气口连接到气压控制系统；气压控制系统布置在支撑结构的背部空间内；气压控制系统接储气罐，储气罐安装在支撑结构的底部空间内，空压机作为外部气源连接到储气罐。
根据上述方案，还包括丸料回收装置；丸料回收装置包括丸料筛分机构、三通管和上收集箱；
所述丸料筛分机构分为两层，倾斜安装在喷丸室底部，包括平行设置的上收集层和下收集层；
上收集层除边界外均为中空，其上覆盖振动筛网，振动筛网与上收集层之间有弹簧连接；振动筛网两侧各固定有两个气动振动器；振动筛网两侧上方均设有限位板，限位板固定在喷丸室侧壁；上收集层末端设有丸料收集漏斗，丸料收集漏斗口上方设有第一气缸，第一气缸伸缩杆端设有球型阀芯与丸料收集漏斗口配合；
下收集层末端设有废物收集漏斗，废物收集漏斗口对外排放；
所述三通管的进气口与安装在底部空间的第一鼓风机的出气口连接，三通管的进料口与丸料收集漏斗口连接，三通管的出料口与上收集箱的进料口相连；
所述上收集箱安装在背部空间的顶部，上收集箱的第一出料口上方设有第二气缸，第二气缸伸缩杆端设有梯形阀芯与第一出料口配合。
根据上述方案，还包括喷水清理装置；喷水清理装置包括多个水雾喷头和水压控制系统；多个水雾喷头竖直布置在喷丸室的后壁中线上，水雾喷头的进水口与水压控制系统相连，水压控制系统布置在支撑结构的背部空间内，水压控制系统接外部水源。
根据上述方案，还包括烘干装置；烘干装置包括第二鼓风机和加热器；第二鼓风机以及加热器均安装在底部空间内；第二鼓风机的出风口连接到加热器的进风口，加热器的出风口连接喷丸室上的热风口。
根据上述方案，还包括通风装置；通风装置包括粉尘过滤箱和真空发生器；粉尘过滤箱的两个吸入口分别接喷丸室与上收集箱；真空发生器安装在粉尘过滤箱上，并且真空发生器的吸气口接粉尘过滤箱的出气口，真空发生器的气源接口接气压控制系统，真空发生器的出口对外排放。
根据上述方案，还包括下收集箱；下收集箱设于喷丸室下方的底部空间内；所述上收集箱的第二出料口接下收集箱的进料口。
根据上述方案，所述丸料筛分机构的上方设有倾斜的丸料引流板。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：实现了对13号车钩的自动化清理，相对于以往的13号车钩清理方式其优点有：占地面积小、操作简单、污染小、劳动强度大幅下降、人力成本小、清理效果好、清理效率大幅提高、安装及维修简单等优点，能够自行对丸料自行进行筛分、回收，并且添加了喷水清洗过程，使清理效果进一步提升；可广泛应用于13号车钩检修前的清理工作。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的内部结构示意图；
图3为本发明的车钩运输部分和车钩旋转部分的结构示意图；
图4为本发明的喷丸装置的结构示意图(后视)；
图5为本发明的底部空间结构示意图(后视)；
图6为本发明的丸料筛分机构结构示意图；
图7为本发明的顶部空间结构示意图(后视)。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明，图中各标号的释义为：1-支撑钢管，2-喷丸室门，3-外伸部分，4-顶部空间，5-钣金，6-背部空间，7-13号车钩，8-后壁，9-喷丸室，10-底部空间，11-移动电机，12-链条，13-链轮转动轴，14-链轮，15-转动轴套，16-吊轮，17-滑轨，18-电机架，19-转动轴，20-转动电机，21-带座止推轴承，22-钩爪，23-移动小车，24-固定槽型挡板，25-滑动槽型挡板，26-第二控制箱，27-人机交互界面，28-上收集箱，29-第三气缸，30-第二气缸，31-梯形阀芯，32-第二出料口，33-第一出料口，34-水雾喷头，35-喷丸喷头，36-热风口，37-第一控制箱，38-下收集箱，39-后门，40-加热器，41-储气罐，42-第二鼓风机，43-气动振动器，44-第一鼓风机，45-三通管，46-丸料收集漏斗，47-废物收集漏斗，48-球型阀芯，49-上收集层，50-第一气缸，51-下收集层，52-振动筛网，53-丸料引流板，54-限位板，55-粉尘过滤箱，56-真空发生器。
一种13号车钩专用喷丸机，包括支撑结构、车钩移动装置、喷丸装置、丸料回收装置、喷水清洗装置、烘干装置和通风装置。
支撑结构为其他部分提供安装位置及工作边界。
13号车钩7经由车钩移动装置移动到喷丸室9并转动。
喷丸装置利用喷丸喷头35对丸料进行加速，加速后的丸料喷打在13号车钩7表面进行喷丸清理。
丸料回收装置对使用过的丸料进行筛分、运输，使丸料循环使用。
喷水清洗装置、烘干装置对喷丸处理后的13号车钩7进行喷水清洗、烘干。
通风装置在整个工作过程中完成了喷丸室9内的气压调节与粉尘处理工作。
所述支撑结构主要由支撑钢管1和钣金5经焊接、铆接以及螺接而成，支撑结构分为喷丸室9、顶部空间4、底部空间10、背部空间6和外伸部分3。车钩移动装置、喷丸装置、丸料回收装置、喷水清洗装置、烘干装置、通风装置均固定在支撑结构上。在喷丸室9的前侧设置有喷丸室门2，在背部空间6的后侧设置有后门39。
车钩移动装置安装在支撑结构的顶部空间4以及外伸部分3，车钩移动装置主要包括车钩运输部分和车钩旋转部分。车钩运输部分由两根滑轨17、移动小车23和链轮传动装置组成。两根滑轨17分别固定在支撑结构的顶部空间4和外伸部分3上，移动小车23两边各设置有2个吊轮16，与两侧的滑轨17配合。链轮传动装置布置在滑轨17两端，包括移动电机11、链轮转动轴13、链轮14和链条12。所述车钩旋转部分包括带座止推轴承21、转动轴套15、转动轴19、固定槽型挡板24、滑动槽型挡板25、转动电机20、钩爪22。其中带座止推轴承21、转动轴套15固定在移动小车23上，转动轴19由带座止推轴承21支撑并穿过转动轴套15，转动轴19由顶部空间4一直延伸到喷丸室9内，转动轴19顶端与转动电机20连接，转动电机20由电机架18固定在移动小车23上。转动轴19下端固定有钩爪22。在转动轴19与喷丸室9交界高度，有固定槽型挡板24固定在转动轴套15上，滑动槽型挡板25嵌入固定槽型挡板24，固定槽型挡板24可在滑动槽型挡板25内沿滑轨17方向滑动，固定槽型挡板24与滑动槽型挡板25将转动轴19在喷丸室9顶部的路径开口封闭。
喷丸装置包括三个喷丸喷头35、空压机、储气罐41以及气压控制系统。三个喷丸喷头35竖直布置在喷丸室9的后壁8中线上，喷丸喷头35的丸料进口连接到丸料回收装置的上收集箱28的第一出料口33，喷丸喷头35的进气口连接到气压控制系统。气压控制系统布置在支撑结构的背部空间6的第一控制箱37内，气压控制系统接储气罐41，储气罐41安装在支撑结构的底部空间10，空压机作为外部气源连接到储气罐41。
丸料回收装置包括丸料筛分机构、第一鼓风机44、三通管45、上收集箱28和下收集箱38。所述丸料筛分机构分为两层，倾斜安装在喷丸室9底部，作为喷丸室9底部边界，包括平行设置的上收集层49和下收集层51。上收集层49除边界外均为中空，其上覆盖振动筛网52，振动筛网52与上收集层49之间有弹簧连接，振动筛网52两侧各固定有两个气动振动器43。振动筛网52两侧上方均设有限位板54，限位板54固定在喷丸室9侧壁，限制振动筛网52的竖直方向的运动以及覆盖振动筛网52的两侧边界和气动振动器43。在上收集层49末端有丸料收集漏斗46，丸料收集漏斗46口上方有第一气缸50，第一气缸50伸缩杆端有球型阀芯48与丸料收集漏斗46口配合。下收集层51末端设有废物收集漏斗47，废物收集漏斗47口对外排放。丸料筛分机构上方还设有倾斜的丸料引流板53。所述三通管45的进气口与安装在底部空间10的第一鼓风机44的出气口连接，三通管45的进料口与丸料收集漏斗46口连接，三通管45的出料口与上收集箱28的进料口相连。上收集箱28安装在背部空间6的顶部，上收集箱28设置有两个漏斗出料口，分别为第一出料口33和第二出料口32。第一出料口33出口分为三个方向，分别接3个喷丸喷头35的进料口。第二出料口32接下收集箱38的进料口。第一出料口33上方设置有第二气缸30，第二气缸30伸缩杆端有梯形阀芯31与第一出料口33配合；第二出料口32上方有第三气缸29，第三气缸29伸缩杆端有梯形阀芯31与第二出料口32配合。
喷水清理装置包括三个水雾喷头34和水压控制系统。三个水雾喷头34竖直布置在喷丸室后壁8中线上，水雾喷头34的进水口与水压控制系统相连，水压控制系统布置在支撑结构的背部空间6的第二控制箱26内，水压控制系统接外部水源。
烘干装置包括第二鼓风机42、加热器40。第二鼓风机42以及加热器40均安装在底部空间10，第二鼓风机42出风口连接到加热器40的进风口，加热器40的出风口连接喷丸室8上的热风口36。
通风装置包括粉尘过滤箱55、真空发生器56。粉尘过滤箱55的两个吸入口分别接喷丸室9与上收集箱28。真空发生器56安装在粉尘过滤箱55上，并且真空发生器吸气口接粉尘过滤箱55出气口，真空发生器56气源接口接气压控制系统，真空发生器56的出口对外排放。
气压控制系统与水压控制系统均设置在背部空间6的第一控制箱37内。喷丸机内所有电子控制设备均设置在背部空间6的第二控制箱26内，并且设有人机交互界面27。
13号车钩专用清理喷丸机的工作原理为：
喷丸机初始待机状态为：转动电机20、第一鼓风机44、第二鼓风机42、加热器40不工作，空压机向储气罐41泵气，真空发生器56得气，喷丸喷头35进气口、气动振动器43不得气，水雾喷头34不得水，第一气缸50、第二气缸30、第三气缸29均为伸长状态。
需要对13号车钩7进行表面清理时，将喷丸室门2打开，控制移动电机11运动，带动移动小车23移动到外伸部分3，将两个车钩钩爪22向上转动，然后将13号车钩7移动到转动轴19正下方，向下转动车钩钩爪22，使得钩爪钩入13号车钩7尾销孔内。固定好13号车钩7后，控制移动电机11拖动13号车钩7随移动小车23向喷丸室9移动，移动过程中，滑动槽型挡板25从固定槽型挡板24中滑动出，从而封闭了转动轴19在喷丸室9顶部的移动路径，保证了喷丸室9内的封闭性。待13号车钩7移动到喷丸室9正中，移动小车23上的转动电机20工作，13号车钩7开始匀速转动，关闭喷丸室门2。
关闭喷丸室门2后，此时，上收集箱28内的第二气缸30收缩，从而打开第一出料口33，喷丸喷头35从而得到丸料。喷丸喷头35进气口通入高压气体，丸料经由高压气体加速，开始对13号车钩7进行喷丸清理。气动振动器43得气，带动振动筛网52振动，对已使用后的丸料进行筛分，去除破损的丸料以及13号车钩7表面处理下的废物后，经由丸料收集漏斗46收集，而破损的丸料以及13号车钩7表面处理下的废物由废物收集漏斗47收集。第一气缸50收缩，丸料收集漏斗46口打开，丸料进入三通管45的进料口。第一鼓风机44工作，由鼓风机产生的高速气体进入三通管45进气口，在高速气体作用下丸料从三通管45出料口运输到上收集箱28内，等待下一次使用。
13号车钩7喷丸处理后，需对13号车钩7进行喷水清洗。此时，喷丸喷头35进气口停止供气、上收集箱28中的第二气缸30伸长，喷丸喷头35则停止了丸料的输出。丸料收集漏斗46上的第一气缸50伸长，关闭了丸料收集漏斗46口，避免了喷水清洗时的水进入丸料回收管道。水雾喷头34得水，对13号车钩7进行喷水清理，清洗掉附着在车钩表面的残留丸料、微尘等，同时，喷丸室9内空气中的粉尘也被水雾的吸收，处理后的污水经由振动筛网52上的筛孔流入到下收集层51，并通过废物收集漏斗47排放到外界。
13号车钩7进行喷水清理后，13号车钩7表面附着有大量细小水滴，对13号车钩7接下来的检修工作不利，同时附着在喷丸室9内壁以及振动筛网52上的大量水滴也会影响到下一次喷丸处理时的丸料回收工作，需要对其烘干处理。此时，第二鼓风机42及加热器工作，第二鼓风机42产生的气体由加热器40加热后通入喷丸室9的热风口36，对13号车钩7和喷丸室9内壁进行烘干处理。气动振动器43得气，抖动掉振动筛网52上残余水滴，并且加速了振动筛网52的烘干，为下一次喷丸处理做准备。
对13号车钩7烘干处理后，就完成了13号车钩7的清理工作，打开喷丸室门2，控制移动电机11将13号车钩7移动到外伸部分3，将13号车钩7取下。
在清理工作中，直到最后烘干结束，转动电机20一直工作，保证13号车钩7在喷丸处理、喷水清洗和烘干处理中得到360度的处理。真空发生器56一直得气，以保证喷丸室9、上收集箱28内的气压稳定，同时经过粉尘过滤箱55将产生的粉尘过滤掉，以保证外排气体无污染。
在喷丸机停止工作时，需将喷丸机内所有丸料取出时，则移动移动小车23至喷丸室正中、关闭喷丸室门、向喷丸喷头35进气口通入高压气体、上收集箱28内第三气缸29收缩、上收集箱28内第二气缸30伸长、气动振动器43得气、丸料收集漏斗46上的第一气缸50收缩、第一鼓风机44工作。使喷丸机在没有工件的工况下自行运行一段时间，使得各丸料管道以及喷丸室9内剩余的丸料均收集到上收集箱28内，由于上收集箱28内第三气缸29收缩，第二出料口32打开，进入上收集箱28的丸料全部经由第二出料口32下落到下收集箱38内，待丸料全部收集完毕后，可打开喷丸机的后门39，将下收集箱38取出保存。

Claims (7)

1.一种13号车钩专用喷丸机，其特征在于：包括支撑结构、车钩移动装置和喷丸装置；所述支撑结构包括喷丸室(9)、位于喷丸室(9)上方的顶部空间(4)、位于顶部空间(4)前方的外伸部分(3)和位于喷丸室(9)后方的背部空间(6)；
所述车钩移动装置设于支撑结构的外伸部分(3)和顶部空间(4)内，包括可在外伸部分(3)和顶部空间(4)内滑动的车钩运输部分和车钩旋转部分；
所述喷丸装置设于支撑结构的背部空间(6)内，且喷丸的方向对准喷丸室(9)；所述车钩运输部分包括设于外伸部分(3)和顶部空间(4)内的滑轨(17)，滑轨(17)上设有移动小车(23)；滑轨(17)的端部设有移动电机(11)，移动电机(11)连接有链轮转动轴(13)，链轮转动轴(13)上设有链轮(14)；滑轨(17)两端的链轮(14)之间设有链条(12)，链条(12)与移动小车(23)固定连接；
所述车钩旋转部分包括固定于移动小车(23)上的带座止推轴承(21)和转动轴套(15)；转动轴(19)由带座止推轴承(21)支撑并穿过转动轴套(15)，转动轴(19)由顶部空间(4)一直延伸到喷丸室(9)内；转动轴(19)顶端与转动电机(20)连接，转动电机(20)由电机架(18)固定在移动小车(23)上；转动轴(19)下端固定有钩爪(22)；还包括位于喷丸室(9)下方的底部空间(10)；所述喷丸装置包括喷丸喷头(35)、储气罐(41)、空压机以及气压控制系统；多个喷丸喷头(35)竖直布置在喷丸室(9)的后壁(8)中线上，喷丸喷头(35)的丸料进口连接到上收集箱(28)的第一出料口(33)，上收集箱(28)安装在背部空间(6)的顶部；喷丸喷头(35)的进气口连接到气压控制系统；气压控制系统布置在支撑结构的背部空间(6)内；气压控制系统接储气罐(41)，储气罐(41)安装在支撑结构的底部空间(10)内，空压机作为外部气源连接到储气罐(41)。
2.根据权利要求1所述的一种13号车钩专用喷丸机，其特征在于：还包括丸料回收装置；丸料回收装置包括丸料筛分机构、三通管(45)和上收集箱(28)；
所述丸料筛分机构分为两层，倾斜安装在喷丸室(9)底部，包括平行设置的上收集层(49)和下收集层(51)；
上收集层(49)除边界外均为中空，其上覆盖振动筛网(52)，振动筛网(52)与上收集层(49)之间有弹簧连接；振动筛网(52)两侧各固定有两个气动振动器(43)；振动筛网(52)两侧上方均设有限位板(54)，限位板(54)固定在喷丸室(9)侧壁；上收集层(49)末端设有丸料收集漏斗(46)，丸料收集漏斗(46)口上方设有第一气缸(50)，第一气缸(50)伸缩杆端设有球型阀芯(48)与丸料收集漏斗(46)口配合；
下收集层(51)末端设有废物收集漏斗(47)，废物收集漏斗(47)口对外排放；
所述三通管(45)的进气口与安装在底部空间(10)的第一鼓风机(44)的出气口连接，三通管(45)的进料口与丸料收集漏斗(46)口连接，三通管(45)的出料口与上收集箱(28)的进料口相连；
所述上收集箱(28)安装在背部空间(6)的顶部，上收集箱(28)的第一出料口(33)上方设有第二气缸(30)，第二气缸(30)伸缩杆端设有梯形阀芯(31)与第一出料口(33)配合。
3.根据权利要求1所述的一种13号车钩专用喷丸机，其特征在于：还包括喷水清理装置；喷水清理装置包括多个水雾喷头(34)和水压控制系统；多个水雾喷头(34)竖直布置在喷丸室(9)的后壁(8)中线上，水雾喷头(34)的进水口与水压控制系统相连，水压控制系统布置在支撑结构的背部空间(6)内，水压控制系统接外部水源。
4.根据权利要求1所述的一种13号车钩专用喷丸机，其特征在于：还包括烘干装置；烘干装置包括第二鼓风机(42)和加热器(40)；第二鼓风机(42)以及加热器(40)均安装在底部空间(10)内；第二鼓风机(42)的出风口连接到加热器(40)的进风口，加热器(40)的出风口连接喷丸室(8)上的热风口(36)。
5.根据权利要求1所述的一种13号车钩专用喷丸机，其特征在于：还包括通风装置；通风装置包括粉尘过滤箱(55)和真空发生器(56)；粉尘过滤箱(55)的两个吸入口分别接喷丸室(9)与上收集箱(28)；真空发生器(56)安装在粉尘过滤箱(55)上，并且真空发生器的吸气口接粉尘过滤箱(55)的出气口，真空发生器(56)的气源接口接气压控制系统，真空发生器(56)的出口对外排放。
6.根据权利要求2所述的一种13号车钩专用喷丸机，其特征在于：还包括下收集箱(38)；下收集箱(38)设于喷丸室(9)下方的底部空间(10)内；所述上收集箱(28)的第二出料口(32)接下收集箱(38)的进料口。
7.根据权利要求2所述的一种13号车钩专用喷丸机，其特征在于：所述丸料筛分机构的上方设有倾斜的丸料引流板(53)。
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