CN110919516B - 动静压轴承式除锈组件及轮对除锈装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种动静压轴承式除锈组件及轮对除锈装置，动静压轴承式除锈组件包括传动电机、传动轴、转轮、支座、轴承及注液管路。上述的动静压轴承式除锈组件工作时，一方面，清洗液位于轴承内能将轴承内的传动轴浮起，随着传动电机带动传动轴旋转速度的增加，动压效应增加，待达到预定转速后，由动压效应与静压效应共同承受传动轴上的载荷，这样能避免传动轴与轴承长期承受较重的轴承而出现损坏，适合于重载，能承受较大的冲击载荷；另一方面，清洗液持续注入到流体间隙，能防止污水以及钢丝碎屑进入轴承的内部，对轴承起到有效的保护作用，不需要密封即可做到轴承内部的清洁无污染，尤其适合于有污水的恶劣工况。

Description

动静压轴承式除锈组件及轮对除锈装置

技术领域

本发明涉及轮对除锈技术领域，特别是涉及一种动静压轴承式除锈组件及轮对除锈装置。

背景技术

铁路机车车辆的轮对是机车车辆上与钢轨相接触的部分，它由左右两个车轮牢固地压装在同一根车轴上所组成。轮对的作用是保证机车车辆在钢轨上的运行和转向，承受来自机车车辆的全部静、动载荷，把静、动载荷传递给钢轨，并将因线路不平顺产生的载荷传递给机车车辆各零部件。此外，机车车辆的驱动和制动也是通过轮对来实现的。由于轮对在长期的运行过程中，除与钢轨接触的踏面和轮缘外，其余暴露在空气中的部分均会受到不同程度的锈蚀，锈蚀的存在会对探伤造成严重的干扰，使探伤的准确度大为下降。传统地，对轮对的除锈方法主要是机械除锈法，其主要过程是：将轮对滚入轮对除锈机内，使轮对落入转轮器装置上，由转轮器带动轮对做原地滚动，同时，由轮对除锈机伸出的悬臂钢丝刷紧压在轮轴上高速旋转并做横向移动，依靠钢丝刷与轮轴间的高速摩擦将附着在轮轴上的锈污刷下，达到除锈的目的。

然而，国内在用的轮对除锈机的转轮器装置采用的是滚动轴承支撑，滚动轴承的两端设置密封圈结构，甚至多重密封相结合结构。位于轮对下方的转轮器装置长期淋水浸泡，经多次循环后的水中的脱漆剂等物质酸性腐蚀较重，车轮磨损的大小钢丝碎屑及轴身铁锈形成的机械颗粒大小粒径分布多样形成复合型污水。该复合型污水磨损、腐蚀轴承密封圈与轴封部位，一吨多重的轮对也频繁冲击轴承座，在机械颗粒磨损、酸性物质腐蚀及轮对冲击的三重作用下，转轮器装置的轴承座密封很快失效，污水进入轴承座内容易导致轴承损坏，需进行拆解修理更换。

发明内容

基于此，有必要克服现有技术的缺陷，提供一种动静压轴承式除锈组件及轮对除锈装置，它能够防止污水以及钢丝碎屑进入轴承内部导致轴承损坏，运行可靠，能降低故障率。

其技术方案如下：一种动静压轴承式除锈组件，包括：传动电机、传动轴与转轮，所述传动电机的动力转轴与所述传动轴相连，所述转轮套设于所述传动轴上，所述转轮用于带动轮对的车轮转动；支座、轴承，所述支座设有轴孔，所述轴承设置于所述轴孔内，所述传动轴可转动地套设于所述轴承中，所述传动轴的外侧壁与所述轴承的内侧壁之间设有流体间隙；及注液管路，所述注液管路用于在所述传动轴转动过程中将清洗液注入到所述流体间隙内。

上述的动静压轴承式除锈组件工作时，当轮对运行到转轮上时，在轮对除锈机伸出的悬臂钢丝刷紧压接触轮对的轮轴并做高速旋转及横向移动的过程中，依靠钢丝刷与轮对的轮轴间的高速摩擦将附着于轮轴上的锈污刷下，达到除锈的目的。除锈的同时，传动电机的动力转轴带动传动轴转动，传动轴相应带动转轮转动，转轮则带动轮对360度自转，从而实现对轮对全方位除锈操作，完成一次除锈操作后，将轮对移出。在轮对在转轮的上方进行除锈的过程中，由于注液管路将清洗液注入到传动轴的外侧壁与轴承的内侧壁之间的流体间隙中，如此，一方面，清洗液位于轴承内能将轴承内的传动轴浮起，随着传动电机带动传动轴旋转速度的增加，动压效应增加，待达到预定转速后，由动压效应与静压效应共同承受传动轴上的载荷，这样能避免传动轴与轴承长期承受较重的轴承而出现损坏，适合于重载，能承受较大的冲击载荷；另一方面，清洗液持续注入到流体间隙，能防止污水以及钢丝碎屑进入轴承的内部，对轴承起到有效的保护作用，不需要密封即可做到轴承内部的清洁无污染，尤其适合于有污水的恶劣工况。

在其中一个实施例中，所述轴承的内侧壁设有一个以上横向水槽，所述横向水槽与所述流体间隙相连通。

在其中一个实施例中，所述轴承的内侧壁还设有一个以上纵向水槽，所述纵向水槽与所述横向水槽相连通。

在其中一个实施例中，所述横向水槽的底壁上开设有第一进水通孔，所述支座上设有与所述第一进水通孔相通的第二进水通孔，所述第二进水通孔与所述注液管路相连通。

在其中一个实施例中，所述的动静压轴承式除锈组件还包括控制器，所述注液管路上或所述第二进水通孔中设有阀门，所述控制器分别与所述阀门、所述传动电机电性连接，所述控制器用于控制所述传动电机工作的同时控制所述阀门开启。

在其中一个实施例中，所述支座、所述轴承及所述注液管路均为两个，两个所述支座、两个所述注液管路均与两个所述轴承一一对应设置，两个所述轴承沿着所述转轮的轴向方向分别设于所述转轮的两侧。

在其中一个实施例中，所述的动静压轴承式除锈组件还包括两个透盖，两个所述透盖分别设置于所述轴承的两端；所述透盖包括内套环及与内套环相连的外挡板，所述内套环套设于所述传动轴上并与所述轴承的端面抵触，所述内套环的内侧壁与所述传动轴的外侧壁之间设有流体间隙，所述外挡板与所述支座的端面相连。

在其中一个实施例中，所述转轮的周向轮面上设有与所述车轮的轮缘相适应的凹部；所述传动电机的动力转轴与所述传动轴之间设置有联轴器；所述转轮固定于所述传动轴上。

一种轮对除锈装置，包括所述的动静压轴承式除锈组件，还包括底座与轮对除锈机，所述轮对除锈机的刷体用于紧压接触轮对的轮轴，所述轮对除锈机与所述支座装设于所述底座上。

上述的轮对除锈装置，当轮对运行到转轮上时，在轮对除锈机伸出的悬臂钢丝刷紧压接触轮对的轮轴并做高速旋转及横向移动的过程中，依靠钢丝刷与轮对的轮轴间的高速摩擦将附着于轮轴上的锈污刷下，达到除锈的目的。除锈的同时，传动电机的动力转轴带动传动轴转动，传动轴相应带动转轮转动，转轮则带动轮对360度自转，从而实现对轮对全方位除锈操作，完成一次除锈操作后，将轮对移出。在轮对在转轮的上方进行除锈的过程中，由于注液管路将清洗液注入到传动轴的外侧壁与轴承的内侧壁之间的流体间隙中，如此，一方面，清洗液位于轴承内能将轴承内的传动轴浮起，随着传动电机带动传动轴旋转速度的增加，动压效应增加，待达到预定转速后，由动压效应与静压效应共同承受传动轴上的载荷，这样能避免传动轴与轴承长期承受较重的轴承而出现损坏，适合于重载，能承受较大的冲击载荷；另一方面，清洗液持续注入到流体间隙，能防止污水以及钢丝碎屑进入轴承的内部，对轴承起到有效的保护作用，不需要密封即可做到轴承内部的清洁无污染，尤其适合于有污水的恶劣工况。

在其中一个实施例中，所述动静压轴承式除锈组件为两个，两个所述动静压轴承式除锈组件的转轮用于与轮对的两个车轮一一对应设置。

附图说明

图1为本发明一实施例所述的轮对除锈装置的其中一视角结构示意图；

图2为图1中A处的放大示意图；

图3为本发明一实施例所述的轮对除锈装置中的轴承、支座及传动轴的结构图；

图4为本发明一实施例所述的轮对除锈装置的另一视角结构示意图。

附图标记：

10、传动电机；20、传动轴；30、转轮；31、凹部；40、支座；41、轴孔；42、第二进水通孔；50、轴承；51、横向水槽；52、第一进水通孔；53、紧固件；60、注液管路；61、阀门；70、透盖；71、内套环；72、外挡板；73、安装件；80、联轴器；90、底座；100、轮对；110、车轮；111、轮缘；200、流体间隙；300、轨道。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在中间元件。相反，当元件为称作“直接”与另一元件连接时，不存在中间元件。

在一个实施例中，请参阅图1至图3，一种动静压轴承式除锈组件，包括传动电机10、传动轴20、转轮30、支座40、轴承50及注液管路60。所述传动电机10的动力转轴与所述传动轴20相连。所述转轮30套设于所述传动轴20上，所述转轮30用于带动轮对100的车轮110转动。所述支座40设有轴孔41，所述轴承50设置于所述轴孔41内。所述传动轴20可转动地套设于所述轴承50中，所述传动轴20的外侧壁与所述轴承50的内侧壁之间设有流体间隙200。所述注液管路60用于在所述传动轴20转动过程中将清洗液注入到所述流体间隙200内。

上述的动静压轴承式除锈组件工作时，当轮对100运行到转轮30上时，在轮对除锈机(图中未示意出)伸出的悬臂钢丝刷紧压接触轮对100的轮轴并做高速旋转及横向移动的过程中，依靠钢丝刷与轮对100的轮轴间的高速摩擦将附着于轮轴上的锈污刷下，达到除锈的目的。除锈的同时，传动电机10的动力转轴带动传动轴20转动，传动轴20相应带动转轮30转动，转轮30则带动轮对100进行360度自转，从而实现对轮100对全方位除锈操作，完成一次除锈操作后，将轮对移出。在轮对100在转轮30的上方进行除锈的过程中，由于注液管路60将清洗液注入到传动轴20的外侧壁与轴承50的内侧壁之间的流体间隙200中，如此，一方面，清洗液位于轴承50内能将轴承50内的传动轴20浮起，随着传动电机10带动传动轴20旋转速度的增加，动压效应增加，待达到预定转速后，由动压效应与静压效应共同承受传动轴20上的载荷，这样能避免传动轴20与轴承50长期承受较重的轴承50而出现损坏，适合于重载，能承受较大的冲击载荷；另一方面，清洗液持续注入到流体间隙200，能防止污水以及钢丝碎屑进入轴承50的内部，对轴承50起到有效的保护作用，不需要密封即可做到轴承50内部的清洁无污染，尤其适合于有污水的恶劣工况。

进一步地，请参阅图2及图3，所述轴承50的内侧壁设有一个以上横向水槽51，所述横向水槽51与所述流体间隙200相连通。如此，横向水槽51中装入足够量的清洗液，在除锈工作时，流体间隙200内的清洗液足够多对传动轴20实现较好的静压支撑效果。

进一步地，所述轴承50的内侧壁还设有一个以上纵向水槽，所述纵向水槽与所述横向水槽51相连通。如此，清洗液通过横向水槽51与纵向水槽，便于快速地充填于流体间隙200中。

在一个实施例中，请参阅图2及图3，纵向水槽与横向水槽51均位于传动轴20的下方，以使得纵向水槽与横向水槽51中充填清洗液后能对传动轴20起到较好地静压支撑作用。此外，轴承50通过紧固件53固定装设于支座40上，从而实现轴承50稳固地设置于轴孔41内。

需要解释的是，纵向水槽的设置方向是沿着轴承50的轴线方向，横向水槽51的设置方向则是绕轴承50的轴线设置，横向水槽51的设置方向与纵向水槽的设置方向相垂直。

更进一步地，请参阅图2及图3，所述横向水槽51的底壁上开设有第一进水通孔52，所述支座40上设有与所述第一进水通孔52相通的第二进水通孔42，所述第二进水通孔42与所述注液管路60相连通。具体而言，横向水槽51有三个，三个横向水槽51沿着轴承50的轴线方向依次间隔设置，三个横向水槽51均与纵向水槽相连通，中间的横向水槽51的底壁上开设有第一进水通孔52，两侧的横向水槽51底壁上无需设置第一进水通孔52。注液管路60中的清洗液经过第二进水通孔42、第一进水通孔52流入到中间的横向水槽51中，再由中间的横向水槽51经纵向水槽分别流向两侧的横向水槽51，从而能实现快速地充填于流体间隙200中。此外，除锈过程中，注液管路60中的清洗液是持续地先通入到中间的横向水槽51，再经纵向水槽流向两侧的横向水槽51，如此传动轴20受到轴承50内的清洗液的静压效应较为均衡。

在一个实施例中，请参阅图2及图3，所述的动静压轴承式除锈组件还包括控制器。所述注液管路60上或所述第二进水通孔42中设有阀门61，所述控制器分别与所述阀门61、所述传动电机10电性连接，所述控制器用于控制所述传动电机10工作的同时控制所述阀门61开启。如此，通过控制器控制传动电机10工作，以及同时控制开启阀门61，无需人为手动操作，自动化程度较高。

此外，具体而言，注液管路60连通到车间的清洗液的储液容器。清洗液具体例如为蓄积的雨水、自来水或其它清洗液。

进一步地，请参阅图2及图3，所述支座40、所述轴承50及所述注液管路60均为两个，两个所述支座40、两个所述注液管路60均与两个所述轴承50一一对应设置，两个所述轴承50沿着所述转轮30的轴向方向分别设于所述转轮30的两侧。如此，由两个轴承50同步支撑着传动轴20，两个轴承50分别设于转轮30的轴向方向的两侧，这样转轮30、轴承50及传动轴20均能较为平稳地承受更大的荷载，对轮对100的转动效果更加平稳，可靠性较好。

在一个实施例中，请参阅图3，所述的动静压轴承式除锈组件还包括两个透盖70。两个所述透盖70分别设置于所述轴承50的两端。所述透盖70包括内套环71及与内套环71相连的外挡板72。所述内套环71套设于所述传动轴20上并与所述轴承50的端面抵触，所述内套环71的内侧壁与所述传动轴20的外侧壁之间设有流体间隙200。所述外挡板72与所述支座40的端面相连。具体而言，外挡板72采用安装件73固定于支座40的端面上，安装件73例如可以是定位销、螺丝、螺栓、螺钉、销钉等等。此外，内套环71的端面与轴承50的端面平齐并压紧抵触。如此，轴承50的两端的两个透盖70能使得轴承50在轴向方向限位于轴孔41中，从而避免轴承50在轴孔41中轴向方向上移动。另外，清洗液进入并清理传动轴20的外侧壁与轴承50的内侧壁之间的流体间隙200中的污水与钢丝碎屑后，依然能顺利通过内套环71的内侧壁与传动轴20的外侧壁之间的流体间隙200向外流出。

在一个实施例中，请参阅图3，所述转轮30的周向轮面上设有与所述车轮110的轮缘111相适应的凹部31。如此，凹部31例如为V形凹部31，对轮对100起到旋转和定位的作用。作为一个可选的方案，转轮30的周向轮面为圆柱面，或者腰鼓面。转轮30也可以与车轮110的踏面相接触，通过驱动车轮110的踏面转动来相应驱动轮对100转动。

在一个实施例中，请参阅图1至图3，所述传动电机10的动力转轴与所述传动轴20之间设置有联轴器80。所述转轮30固定于所述传动轴20上。具体而言，转轮30例如通过键固定于传动轴20上，传动轴20带动转轮30转动过程中，避免出现打滑现象。当然，转轮30也可以采用例如焊接、螺栓连接、粘接、铆接等方式固定于传动轴20上。

在一个实施例中，请参阅图1及图4，一种轮对除锈装置，包括上述任一实施例所述的动静压轴承式除锈组件，还包括底座90与轮对除锈机(图中未示意出)。所述轮对除锈机的刷体用于紧压接触轮对100的轮轴，所述轮对除锈机与所述支座40装设于所述底座90上。

上述的轮对除锈装置，当轮对100运行到转轮30上时，在轮对除锈机伸出的悬臂钢丝刷紧压接触轮对100的轮轴并做高速旋转及横向移动的过程中，依靠钢丝刷与轮对100的轮轴间的高速摩擦将附着于轮轴上的锈污刷下，达到除锈的目的。除锈的同时，传动电机10的动力转轴带动传动轴20转动，传动轴20相应带动转轮30转动，转轮30则带动轮对100进行360度自转，从而实现对轮100对全方位除锈操作，完成一次除锈操作后，将轮对100移出。在轮对100在转轮30的上方进行除锈的过程中，由于注液管路60将清洗液注入到传动轴20的外侧壁与轴承50的内侧壁之间的流体间隙200中，如此，一方面，清洗液位于轴承50内能将轴承50内的传动轴20浮起，随着传动电机10带动传动轴20旋转速度的增加，动压效应增加，待达到预定转速后，由动压效应与静压效应共同承受传动轴20上的载荷，这样能避免传动轴20与轴承50长期承受较重的轴承50而出现损坏，适合于重载，能承受较大的冲击载荷；另一方面，清洗液持续注入到流体间隙200，能防止污水以及钢丝碎屑进入轴承50的内部，对轴承50起到有效的保护作用，不需要密封即可做到轴承50内部的清洁无污染，尤其适合于有污水的恶劣工况。

进一步地，所述动静压轴承式除锈组件为两个，两个所述动静压轴承式除锈组件的转轮30用于与轮对100的两个车轮110一一对应设置。

其中，底座90为钢结构件，对支座40与传动电机10提供刚性支撑。可选地，轴承50可以是聚四氟乙烯体、钢制体、铁制体、塑料体等等。

在一个实施例中，请参阅图1及图4，所述动静压轴承式除锈组件为四个，其中两个所述动静压轴承式除锈组件依次设置于底座90的其中一侧，该两个所述动静压轴承式除锈组件的转轮30同步支撑驱动轮对100的其中一个车轮110；另两个所述动静压轴承式除锈组件依次设置于底座90的另一侧，该两个所述动静压轴承式除锈组件的转轮30同步支撑驱动轮对100的另一个车轮110。

在一个实施例中，请参阅图1及图4，轮对除锈装置还包括两个轨道300，轨道300例如为钢轨或铁轨。两个轨道300沿着转轮30的转动方向分别设置于转轮30的两侧，轨道300的支撑面与转轮30接触车轮110的部位基本齐平。如此，轮对100沿着其中一个轨道300运行到转轮30的上方，在转轮30的上方通过轮对除锈机除锈处理后，轮对100再移动到另一个轨道300，并通过另一个轨道300将除锈完成的轮对100移动到下一个工位。

进一步地，请参阅图1及图4，底座90上还设有与传动电机10对应的安装座。传动电机10可转动地装设于安装座上。

进一步地，请参阅图1及图4，底座90上还设有与支座40对应的找平座。支座40装设于找平座上，找平座能实现支座40的水平度，最终实现传动轴20水平设置，有利于对轮对100进行除锈操作。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种动静压轴承式除锈组件，其特征在于，包括：

传动电机、传动轴与转轮，所述传动电机的动力转轴与所述传动轴相连，所述转轮套设于所述传动轴上，所述转轮用于带动轮对的车轮转动；

支座、轴承，所述支座设有轴孔，所述轴承设置于所述轴孔内，所述传动轴可转动地套设于所述轴承中，所述传动轴的外侧壁与所述轴承的内侧壁之间设有流体间隙；及

注液管路，所述注液管路用于所述轮对在转轮的上方进行除锈的过程中，将清洗液注入到所述流体间隙内。

2.根据权利要求1所述的动静压轴承式除锈组件，其特征在于，所述轴承的内侧壁设有一个以上横向水槽，所述横向水槽与所述流体间隙相连通。

3.根据权利要求2所述的动静压轴承式除锈组件，其特征在于，所述轴承的内侧壁还设有一个以上纵向水槽，所述纵向水槽与所述横向水槽相连通。

4.根据权利要求2所述的动静压轴承式除锈组件，其特征在于，所述横向水槽的底壁上开设有第一进水通孔，所述支座上设有与所述第一进水通孔相通的第二进水通孔，所述第二进水通孔与所述注液管路相连通。

5.根据权利要求4所述的动静压轴承式除锈组件，其特征在于，还包括控制器，所述注液管路上或所述第二进水通孔中设有阀门，所述控制器分别与所述阀门、所述传动电机电性连接，所述控制器用于控制所述传动电机工作的同时控制所述阀门开启。

6.根据权利要求1所述的动静压轴承式除锈组件，其特征在于，所述支座、所述轴承及所述注液管路均为两个，两个所述支座、两个所述注液管路均与两个所述轴承一一对应设置，两个所述轴承沿着所述转轮的轴向方向分别设于所述转轮的两侧。

7.根据权利要求1所述的动静压轴承式除锈组件，其特征在于，还包括两个透盖，两个所述透盖分别设置于所述轴承的两端；所述透盖包括内套环及与内套环相连的外挡板，所述内套环套设于所述传动轴上并与所述轴承的端面抵触，所述内套环的内侧壁与所述传动轴的外侧壁之间设有流体间隙，所述外挡板与所述支座的端面相连。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的动静压轴承式除锈组件，其特征在于，所述转轮的周向轮面上设有与所述车轮的轮缘相适应的凹部；所述传动电机的动力转轴与所述传动轴之间设置有联轴器；所述转轮固定于所述传动轴上。

9.一种轮对除锈装置，其特征在于，包括如权利要求1至8任意一项所述的动静压轴承式除锈组件，还包括底座与轮对除锈机，所述轮对除锈机的刷体用于紧压接触所述轮对的轮轴，所述轮对除锈机与所述支座装设于所述底座上。

10.根据权利要求9所述的轮对除锈装置，其特征在于，所述动静压轴承式除锈组件为两个，两个所述动静压轴承式除锈组件的转轮用于与轮对的两个车轮一一对应设置。

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