CN114682570A - 动车转向架清洗装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种动车转向架清洗装置，该转向架清洗装置包括转向架承接定位装置、转向架翻转装置、转向架移位装置和清洗组件；转向架承接定位装置包括小车架、旋转架、限位板、电磁铁、限位开关、限位轴和气缸；旋转架旋转至限位板接触并触发限位开关发出控制信号，气缸顶出限位轴以固定旋转架；转向架翻转装置将旋转架上的动车转向架旋转至设定角度；转向架移位装置带动小车架和旋转架上的转向架平移至清洗装置内。本发明集成了带有机械臂的干冰清洗装置、转向架翻转装置和转向架移位装置的功能的结合，自动化程度高，实现了转向架上下面全方位的清洗，清洗效果优于高压水清洗，且适用于对不同型号的转向架清洗。
Description
技术领域
本发明涉及动车转向架，尤其涉及一种动车转向架清洗装置。
背景技术
目前在高铁动车段的四级检修中，需要对高铁动车的转向架进行拆解探伤。为了更加清晰地对转向架潜在的裂纹进行探伤检测，在探伤作业前需要对转向架表面的污垢进行彻底清洗。
目前常用的人工高压水清洗的方式存在劳动强度大、水资源浪费严重、效率低、清洗不彻底的问题，具体如专利CN214600634U、CN213057014U与CN112644430A均设计了利用高压水清洗机车转向架的设备，但高压水清洗存在水资源浪费、清洗后的转向架烘干时间长、烘干不彻底有生锈隐患等问题。CN110496817A设计了一种利用高压水的转向架半自动清洗线，但由于自动化程度不高，因此工作效率和劳动强度改善效果不明显。CN110227690A设计了一种利用激光的转向架车载清洗设备，虽然解决了水资源浪费的问题，但激光清洗参数若设置不合理，容易导致损伤金属表面或清洗不彻底等问题。
因此，亟需一种自动化程度高、清洗干净彻底、高效绿色的转向架清洗设备。
发明内容
发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种动车转向架清洗装置，该装置通过干冰清洗技术以及转向架承接定位装置、转向架翻转装置和转向架移位装置的相互配合来对转向架进行清洗，自动化程度高且清洗干净彻底。
技术方案：本发明动车转向架清洗装置包括转向架承接定位装置、转向架翻转装置、转向架移位装置和清洗组件；
转向架承接定位装置包括小车架、旋转架、限位板、电磁铁、限位开关、限位轴和气缸；旋转架旋转至限位板接触并触发限位开关发出控制信号，气缸顶出限位轴以固定旋转架；
转向架翻转装置将旋转架上的动车转向架旋转至设定角度；
转向架移位装置带动小车架和旋转架上的转向架平移至清洗装置内。
转向架翻转装置包括第一伺服电机、减速器、第一联轴器和第二联轴器；旋转架与减速器通过第一联轴器连接，第一伺服电机与减速器通过第二联轴器连接。
转向架移位装置包括第二伺服电机、圆柱齿轮、齿条和行程开关；圆柱齿轮与齿条啮合驱动小车架平移，行程开关控制小车架的启停。
清洗组件包括机械臂、直线模组、光电开关和干冰清洗组件；直线模组控制机械臂的移动，光电开关对直线模组进行限位，干冰清洗组件通过机械臂和直线模组对转向架清洗。
干冰清洗组件包括空压机、干冰清洗机和喷枪，干冰清洗机由空压机注入高压气体，从喷枪喷出高压气体和固体干冰颗粒来清洗转向架。
清洗组件还包括相机，相机拍摄转向架表面来鉴别干净和油污区域的色差进而来判断清洗程度，确定是否二次清洗。
转向架承接定位装置还包括位于小车架上的阻尼器。
电磁铁通过分布在旋转架上来固定转向架。
小车架上安装有导向轮，该导向轮承载了转向架的全部重量，使得小车架在导轨上行走。
旋转架以可拆卸方式与小车架连接。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明集成了带有机械臂的干冰清洗装置、转向架翻转装置和转向架移位装置的功能的结合，自动化程度高，实现了转向架上下面全方位的清洗，清洗效果优于高压水清洗，且省时省力。
(2)本发明控制简单，实用性强，清洗效率高且制造成本低廉，安全性。
(3)本发明对动车转向架的清洗干净度高，适用于不同型号的转向架清洗。
附图说明
图1为本发明动车转向架清洗装置的整体结构示意图；
图2为本发明动车转向架清洗装置的结构细节图；
图3为本发明的翻转装置和移位装置的结构爆炸图；
图4为本发明清洗组件的结构爆炸图；
图5为本发明对转向架的清洗流程图。
具体实施方式
如图1至图4所示，本发明动车转向架清洗装置包括转向架承接定位装置1、转向架翻转装置2、转向架移位装置3和清洗组件4。
具体如图3所示，转向架承接定位装置1包括角钢1-1、方管1-2、小车架1-3、旋转架1-4、限位轴1-5、气缸1-6、限位板1-7、电磁铁1-8、触点式限位开关1-9和阻尼器1-10。角钢1-1为转向架移位装置3提供导向作用，本发明实施例中，考虑到长行程导致直线度误差，所以采用了不导致自由度过约束的角钢。
方管1-2的长度尺寸与转向架的尺寸匹配，并保证方管对转向架具备承载能力。小车架1-3有四个导向轮，导向轮的型号与转向架的尺寸匹配，该导向轮承载了转向架的全部质量，使得小车架1-3在导轨上行走。
本实施例中，旋转架1-4与小车架1-3的连接处由两块钢板和两个螺柱组成，螺柱的规格与转向架的尺寸匹配，以保证抗剪切强度和刚度以及疲劳强度。
限位轴1-5与气缸1-6组成限位固定装置，当旋转架1-4旋转到限位板1-7压到触点式限位开关1-9时，触点式限位开关1-9发出控制信号，使限位轴1-5伸出气缸1-6，插入到旋转架1-4的限位孔内，将旋转架1-4固定在小车架1-3上。其中，限位板1-7为直角板结构。
在旋转架1-4上开设有不同位置的孔洞，用于放置电磁铁1-8。其中，电磁铁1-8为圆形的电磁铁，进而适应不同规格的转向架。
转向架翻转装置2包括第一伺服电机2-1、减速器2-2、第一联轴器2-3和第二联轴器2-4。其中，第一伺服电机2-1用来产生将旋转架1-4旋转的扭矩；减速器2-2通过内部的两级减速齿轮来降低电机输出的转速，控制转向架的旋转速度在所需范围内。第一联轴器2-3用于连接旋转架1-4的旋转轴和减速器2-2。第二联轴器2-4用于连接第一伺服电机2-1的电机输出轴和减速器2-2。
转向架移位装置3包括第二伺服电机3-1、圆柱齿轮3-2、齿条3-3和行程开关3-4。其中，第二伺服电机3-1为高精度伺服电机，用来产生将小车架1-3平移的扭矩。圆柱齿轮3-2与齿条3-3组成平移的运动副，用于小车架1-3的平稳移动。行程开关3-4用于控制小车架1-3的启停。
清洗组件4包括机械臂4-1、直线模组4-2、光电开关4-3和干冰清洗组件，干冰清洗组件包括空压机4-4、干冰清洗机4-5、高压喷枪4-6、拖链4-7和相机4-8。机械臂4-1为一个高精度的abb机器人，用于执行喷枪的移动和位姿选择，以便完成对转向架的清洗工作。直线模组4-2用于对机械臂4-1的X和Y方向上的移动，以便增加机械臂4-1作业的范围以减轻作业难度。光电开关4-3对直线模组4-2的极限位置进行检测以防超出行程。
干冰清洗机4-5由空压机4-4注入高压气体，干冰清洗机的内部将干冰破碎成微小颗粒混合高压气体从高压喷枪4-6喷出高速干冰微粒，从而达到清洗表面的效果。拖链4-7用于束缚输气管及线缆，防止由于部件移动发生管线缠绕。相机4-8用于拍摄转向架表面的清洗情况，以便二次精确喷洗。
本发明在对转向架进行清洗的具体方法如下：
行吊把高铁转向架吊置到旋转架1-4上，给已经安装好的电磁铁1-8通电，将转向架固定在旋转架1-4上。启动电机3-1，转向架移位装置3启动，将小车架1-3连同所承载的转向架一同平移到清洗箱内，当小车架1-3和转向架平移至触发行程开关3-4时，小车架1-3停止。清洗组件4启动，对转向架进行自动化的分区清洗。自动化分区清洗是根据转向架的型号，事先根据轨迹规划方法制定的最为高效的清洗路径。上位机对plc传输清洗指令，清洗组件4对转向架进行分区清洗。待一次清洗结束后，PLC控制直线模组4-2上的相机4-8移动至转向架正上方，拍照鉴别干净和油污区域的色差以判断是否进行二次清洗。二次深度清洗完成后，转向架移位装置3将转向架退回到起始位置。当平移至触发行程开关3-4时，小车架1-3再次停止。
转向架翻转装置2的第一伺服电机2-1启动，通过第一联轴器2-3和第二联轴器2-4传递扭矩，按设定速度将旋转架1-4进行旋转，待旋转架1-4旋转到设定位置时，转向架承接定位装置1的限位板1-7压到触点式限位开关1-9发出控制信号使转向架停止转动。限位轴1-5和气缸1-6组成的固定组件由PLC触发，限位轴1-5伸出气缸1-6，插入到旋转架1-4的孔洞里，将旋转架1-4进行固定。
再次启动第二伺服电机3-1，转向架移位装置3启动，将小车架1-3连同所承载的转向架一同平移到清洗箱内，当平移至触发行程开关3-4时，小车架1-3停止。随后进行高铁转向架背面的清洗，方法同上。最后，转向架移位装置3将转向架退回到起始位置。PLC控制电磁铁1-8断电，行吊将转向架吊走，完成清洗作业。
Claims (10)
1.一种动车转向架清洗装置，其特征在于：包括转向架承接定位装置(1)、转向架翻转装置(2)、转向架移位装置(3)和清洗组件(4)；
所述转向架承接定位装置(1)包括小车架(1-3)、旋转架(1-4)、限位板(1-7)、电磁铁(1-8)、限位开关(1-9)、限位轴(1-5)和气缸(1-6)；所述旋转架(1-4)旋转至限位板(1-7)接触并触发限位开关(1-9)发出控制信号，气缸(1-6)顶出限位轴(1-5)以固定旋转架(1-4)；
所述转向架翻转装置(2)将旋转架(1-4)上的动车转向架旋转至设定角度；
所述转向架移位装置(3)带动小车架(1-3)和旋转架(1-4)上的转向架平移至清洗装置内。
2.根据权利要求1所述的动车转向架清洗装置，其特征在于：所述转向架翻转装置(2)包括第一伺服电机(2-1)、减速器(2-2)、第一联轴器(2-3)和第二联轴器(2-4)；所述旋转架(1-4)与减速器(2-2)通过第一联轴器(2-3)连接，所述第一伺服电机(2-1)与减速器(2-2)通过第二联轴器(2-4)连接。
3.根据权利要求1所述的动车转向架清洗装置，其特征在于：所述转向架移位装置(3)包括第二伺服电机(3-1)，圆柱齿轮(3-2)，齿条(3-3)和行程开关(3-4)；所述圆柱齿轮(3-2)与齿条(3-3)啮合驱动小车架(1-3)平移，所述行程开关控制小车架的启停。
4.根据权利要求1所述的动车转向架清洗装置，其特征在于：所述清洗组件包括机械臂(4-1)、直线模组(4-2)、光电开关(4-3)和干冰清洗组件；所述直线模组控制机械臂的移动，所述光电开关对直线模组进行限位，所述干冰清洗组件通过机械臂和直线模组对转向架清洗。
5.根据权利要求4所述的动车转向架清洗装置，其特征在于：所述干冰清洗组件包括空压机(4-4)、干冰清洗机(4-5)和喷枪(4-6)，所述干冰清洗机(4-5)由空压机(4-4)注入高压气体，从喷枪(4-6)喷出高压气体和固体干冰颗粒来清洗转向架。
6.根据权利要求4所述的动车转向架清洗装置，其特征在于：所述清洗组件还包括相机(4-8)，所述相机拍摄转向架表面来鉴别清洗程度。
7.根据权利要求1所述的动车转向架清洗装置，其特征在于：所述转向架承接定位装置(1)还包括位于小车架(1-3)上的阻尼器(1-10)。
8.根据权利要求1所述的动车转向架清洗装置，其特征在于：所述电磁铁(1-8)通过分布在旋转架(1-4)上来固定转向架。
9.根据权利要求1所述的动车转向架清洗装置，其特征在于：所述小车架(1-3)上安装有导向轮。
10.根据权利要求1所述的动车转向架清洗装置，其特征在于：所述旋转架(1-4)以可拆卸方式与小车架(1-3)连接。
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