CN204918684U - 一种新型火车轮喷丸强化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型火车轮喷丸强化装置，涉及金属表面强化技术领域。该装置主要对火车轮的踏面进行喷丸强化。该装置主要包括喷丸器总成、喷丸室、集丸池、螺旋输送装置、工作台车和连接口；工作台车将待喷丸强化的火车轮输送到喷丸室内，喷丸器发射的弹丸经喷嘴不断撞击火车轮踏面，使其表面得到强化；产生的粉尘经除尘抽风连接口连接到其他设备进行处理，散落的弹丸经螺旋输送装置输送到丸料分离连接口提供给丸料分离设备。上述一种新型火车轮喷丸强化装置，八个喷嘴同时进行喷丸强化作业，效率较高，强化效果较好，性能可靠，改善了火车轮踏面的性能；自动化能力较高，喷丸室密封可靠，减轻了工人的劳动强度，也改善了工人的工作环境。

Description

一种新型火车轮喷丸强化装置

技术领域

本实用新型属于金属表面强化技术领域，涉及一种喷丸强化装置，具体的说是一种新型火车轮喷丸强化装置。

背景技术

喷丸强化技术是表面处理技术中的一种有效方法，其工作原理是利用压缩空气或者高压风将金属丸料高速喷射并撞击金属表面，致使金属表面发生弹性变形和塑性变形且形成一定厚度的硬化层，改善了金属表面的组织结构，提高了金属表面的质量。

喷丸强化技术在工业领域中有着广泛的应用，经过喷丸处理的金属构件，表面质量得到很大的改观，涂覆的材料依附力和结合强度得到了提高，涂层或者涂覆材料的使用寿命得到了延长，为材料防护和改性提供了一个主要的途径。

喷丸强化由于在金属表面形成一层硬化层，提高了金属材料的耐腐蚀性、抗疲劳和耐磨损性能，在飞机发动机叶片、汽轮机叶片等方面得到了广泛的应用并取得了良好的效果，提高了机械构件的使用寿命，提高了机械构件运行的安全性，降低了机械构件失效的概率，延长了机械构件更换的频率，节约了大量的资金，取得了良好的社会效益和经济效益。

火车轮是火车的主要零部件之一，火车轮对火车运行的安全性有着至关重要的作用，优质的火车轮是火车安全运行的重要保障。目前，火车的车轮主要是铸钢轮或者是辗钢轮，在成型（形）后，经过热处理、机加工及防腐处理后与车轴组装，形成轮对，就可以为火车供件。火车轮的踏面也没有经过强化处理。上述工艺生产的火车轮其耐腐蚀性、耐磨损性及抗疲劳能力都有待于提高。

由于火车轮踏面（火车轮与钢轨轨头顶面相接触的面）与钢轨踏面长期间接性接触，使火车轮承受交变载荷；另外，在滚动摩擦和滑动摩擦多种因素的作用下，火车轮后期摩擦磨损严重，磨损到一定程度必须更换火车轮。若延缓火车轮摩擦磨损，就可以缩短火车轮更换的周期，从而降低火车维护和运行的成本。

对于高速列车，由于速度较高，工况较为复杂，提高火车轮的耐磨损性能和抗疲劳能力更尤为重要。

目前，国内对火车轮进行喷丸强化的报道比较少见，对火车轮踏面进行强化的装置比较罕见。

发明内容

本实用新型针对上述的背景技术提供一种新型火车轮喷丸强化装置，用于火车轮踏面（火车轮与钢轨轨头顶面相接触的面）的喷丸强化，以提高火车轮的耐腐蚀性、耐磨损能力和抗疲劳性能，延长火车轮因磨损失效而更换的周期，降低火车维护和运行的成本。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：一种新型火车轮喷丸强化装置，该装置主要包括喷丸器总成、喷丸室、集丸池、螺旋输送装置、工作台车和连接口，喷丸器总成之间设计了喷丸室，喷丸室下侧设计了集丸池，集丸池下侧设计有螺旋输送装置，喷丸室工作腔体内设计了工作台车，喷丸器和喷丸室上设计有多个连接口；所述的喷丸器总成共四个，在喷丸室左右两侧各两个，其结构包括喷丸器、软管和喷嘴，软管的一端与喷丸器出料连接口连接，另一端与喷嘴进料连接口连接，喷丸器共四个，每个喷丸器设计有四个喷丸器出料连接口，软管共十六根，喷嘴固定在喷丸室左右两侧的护板上，有两组总十六个，每个喷嘴对应一个火车轮踏面，喷嘴与火车轮踏面的距离可以调整，喷嘴的顶部设计有圆形护板，喷嘴喷出的丸料在三个时间段（第一阶段是清理阶段，丸料速度较低；第二阶段是强化阶段，丸料速度是第一阶段速度的1.5-2倍；第三阶段是强化加强阶段，速度是第一阶段速度的3-5倍）内的速度不同，并逐级提高（共三级）；所述的喷丸室是喷丸强化作业的场所，喷丸室有两个腔体，并且不相通，为防止喷丸作业时粉尘在两腔体内往复流动，喷丸室顶部设计有四个除尘抽风连接口，喷丸室每个腔体分别有两个除尘抽风连接口，喷丸室的每个腔体与集丸池直接相连，集丸池与螺旋输送装置的料仓直接相通；所述的螺旋输送装置的一端设计有丸料分离连接口，螺旋输送装置主要作用是将喷丸强化后散落的弹丸经集丸池收集后输送到丸料分离连接口，每个螺旋输送装置有单独的电机为其提供动力；所述的工作台车共两台，喷丸室每个腔体内各一台，其结构包括供承载轴旋转的电机、支撑架、移动架、护板、支架、供移动架往复运动的电机和承载轴，每个移动架里侧设计有护板，承载轴一端为方轴状，电机（供承载轴旋转）由支撑架固定支撑且通过联轴器与承载轴母套相连，母套安装在支架上，承载轴方轴状一端可以与母套配合，移动架通过滚轮与钢轨接触，且为滚轮设计了防护罩，主要用于喷丸作业时滚轮防护和工作台车移动时轨头面上丸料的清扫，电机通过链传动为移动架提供动力；所述的连接口包括喷丸器出料连接口、除尘抽风连接口、喷嘴进料连接口和丸料分离连接口，喷丸器出料连接口，是喷丸器与软管连接的一个接口装置，所述的除尘抽风连接口，是除尘设备的抽风管与喷丸室连接的一个接口装置，所述的喷嘴进料连接口，是喷嘴与软管连接的一个接口装置，所述的丸料分离连接口，是螺旋输送装置与丸料分离设备相连接的一个接口装置。

工作台车通过承载轴承载八个火车轮在电机的驱动下进入喷丸室一个腔体，关闭喷丸室防护门，喷嘴高速喷射的丸料不断且逐级变速对火车轮踏面进行撞击，喷丸强化作业完成后，打开防护门，将工作台车驶出，即可完成喷丸强化作业。

本实用新型的有益效果是:1.除尘抽风连接口的设计，为营造喷丸室腔体的负压环境做了准备，减少了喷丸作业时粉尘的外泄，防止了喷丸作业周围环境的污染，也为工人提供了相对较好的工作环境，与其他开放式的喷丸强化作业设备相比有比较大的优点。2.设计有两组共十六个喷嘴，每组中的八个喷嘴可以同时作业，在火车轮更换较快时两组喷嘴也可以同时进行喷丸强化作业，效率较高，与人工手持喷嘴相比，节约了大量的工时，提高了生产效率；另外，设备具有人停机不停的特点，充分发挥机器的工作能力，使企业效益最大化。3.集丸池和螺旋输送装置的设计，为丸料的分离和再次利用做了准备，减少了丸料的浪费，节约了资源，降低了喷丸作业的成本。4.火车轮放置在工作台车上以后，喷丸强化作业就可以按预定的要求进行，人工干预较少，自动化程度相对较高，极大地减轻了工人的劳动强度，也避免了喷丸强化作业对人的危害。5.喷丸强化后的火车轮在其踏面形成一定厚度的硬化层，表层的组织结构发生了改变，表面质量得到了改善，表层材质比较致密，火车轮的耐腐蚀性、耐磨损性能和抗疲劳能力都得到了提高，延长了火车轮的使用寿命，降低了火车轮更换的频率，为火车的运行节约了成本，也节约了大量的资源。

附图说明

图1是本实用新型的部分结构立体结构示意图。

图2是图1一个视向的结构示意图。

图3是本实用新型的立体结构示意图。

图4是图3一个视向结构示意图。

图5是图4的左视结构示意图。

图6是本实用新型的内部结构立体结构示意图。

图7是本实用新型的内部结构立体结构示意图。

图中：1喷丸器，2喷丸器出料连接口，3喷嘴进料连接口，4钢轨，5电机，6电机，7移动架，8护板，9喷丸室，10火车轮，11承载轴，12电机，13喷嘴，14联轴器，15螺旋输送装置，16除尘抽风连接口，17集丸池，18丸料分离连接口，19支撑架，20支架。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，其中示意性实施方式及说明仅用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

如图1至图7所示，一种新型火车轮喷丸强化装置，该装置主要包括喷丸器总成、喷丸室9、集丸池17、螺旋输送装置15、工作台车和连接口，喷丸器总成之间设计了喷丸室9，喷丸室9下侧设计了集丸池17，集丸池17下侧设计有螺旋输送装置15，喷丸室9工作腔体内设计了工作台车，喷丸器1和喷丸室9上设计有多个连接口；所述的喷丸器总成共四个，在喷丸室9左右两侧各两个，其结构包括喷丸器1、软管和喷嘴13，软管的一端与喷丸器出料连接口2连接，另一端与喷嘴进料连接口3连接，喷丸器1共四个，每个喷丸器1设计有四个喷丸器出料连接口2，软管共十六根，喷嘴13固定在喷丸室9左右两侧的护板上，有两组总十六个，每个喷嘴13对应一个火车轮10踏面，喷嘴13与火车轮10踏面的距离可以调整，喷嘴13的顶部设计有圆形护板，喷嘴13喷出的丸料在三个时间段（第一阶段是清理阶段，丸料速度较低；第二阶段是强化阶段，丸料速度是第一阶段速度的1.5-2倍；第三阶段是强化加强阶段，速度是第一阶段速度的3-5倍）内的速度不同，并逐级提高（共三级）；所述的喷丸室9是喷丸强化作业的场所，喷丸室9有两个腔体，并且不相通，为防止喷丸作业时粉尘在两腔体内往复流动，喷丸室9顶部设计的四个除尘抽风连接口16，喷丸室9每个腔体分别有两个除尘抽风连接口16，喷丸室9的每个腔体与集丸池17直接相连，集丸池17与螺旋输送装置15的料仓直接相通；所述的螺旋输送装置15的一端设计有丸料分离连接口18，螺旋输送装置15主要作用是将喷丸强化后散落的弹丸经集丸池17收集后输送到丸料分离连接口18，每个螺旋输送装置有单独的电机5为其提供动力；所述的工作台车共两台，喷丸室9每个腔体内各一台，其结构包括供承载轴旋转的电机12、支撑架19、移动架7、护板8、支架20、供移动架往复运动的电机6和承载轴11，每个移动架里侧设计有护板8，承载轴11一端为方轴状，电机12（供承载轴旋转）由支撑架19固定支撑且通过联轴器14与承载轴11母套相连，母套安装在支架20上，承载轴11方轴状一端可以与母套配合，移动架7通过滚轮与钢轨4接触，且为滚轮设计了防护罩，主要用于喷丸作业时滚轮防护和工作台车移动时轨头面上丸料的清扫，电机6通过链传动为移动架7提供动力；所述的连接口包括喷丸器出料连接口2、除尘抽风连接口16、喷嘴进料连接口3和丸料分离连接口18，喷丸器出料连接口2，是喷丸器1与软管连接的一个接口装置，所述的除尘抽风连接口16，是除尘设备的抽风管与喷丸室9连接的一个接口装置，所述的喷嘴进料连接口3，是喷嘴13与软管连接的一个接口装置，所述的丸料分离连接口18，是螺旋输送装置15与丸料分离设备相连接的一个接口装置。

工作台车通过承载轴11承载八个火车轮10在电机6的驱动下进入喷丸室9一个腔体，关闭喷丸室9防护门，喷嘴13高速喷射的丸料不断且逐级变速对火车轮10踏面进行撞击，喷丸强化作业完成后，打开防护门，将工作台车驶出，即可完成喷丸强化作业。

在喷丸强化作业前，根据火车轮10喷丸强化的要求，调整喷嘴13与火车轮10踏面之间的距离，并设定三个喷丸作业阶段（第一阶段是清理阶段，丸料速度较低；第二阶段是强化阶段，丸料速度是第一阶段速度的1.5-2倍；第三阶段是强化加强阶段，速度是第一阶段速度的3-5倍）的时间和速度。准备工作完成后，将工作台车从喷丸室9腔体中驶出，并将前移动架7与工作台车分离，用起重机将火车轮10吊装在承载轴11上，一次紧密同向排列八个火车轮10，吊装完毕后，启动电机6，将前移动架7与工作台车组装（前移动架7移动，承载轴一端穿过移动架7上部轴孔）并用其他工具锁定，工作台车缓慢驶入喷丸室9腔体，移动一定距离后，承载轴11方轴端与母套自动对中配合，启动电机12，承载轴11带动火车轮10旋转，关闭防护门，喷丸器1开始工作，喷嘴13高速发射的弹丸在三个时间阶段不断逐级提速撞击火车轮10踏面，从而完成喷丸强化作业。散落的弹丸在集丸池17和护板8的作用下汇集到螺旋输送器装置15的料仓内，经螺旋输送装置15输送到丸料分离连接口18，提供给丸料分离设备，产生的粉尘经除尘抽风连接口16输送到其他设备进行有效的处理。在一个腔体内进行喷丸强化作业时，可以对另一个腔体的工作台车进行卸料或者上料或者上料完成后也可以进行喷丸强化作业（另一个腔体喷丸强化作业还没有结束），喷丸强化作业完成后，工作台车驶出喷丸室9腔体，将前移动架7与工作台车分离，对其卸料并为下一轮喷丸强化作业上料，火车轮就是在上述过程中完成喷丸强化作业的。

通过以上所述的实施例，火车轮踏面得到了喷丸强化，并在踏面上形成一定厚度的硬化层，表层的组织结构发生了改变，表面质量得到了改善，表层材质比较致密，火车轮的耐腐蚀性、耐磨损性能和抗疲劳能力都得到了提高，延长了火车轮的使用寿命，降低了火车轮更换的频率，为火车的运行节约了成本，也节约了大量的资源。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非是对本实用新型专利范围的限定。凡是利用本实用新型摘要、说明书及附图内容所作的等效结构或等效变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (3)

1.一种新型火车轮喷丸强化装置，其特征在于：包括喷丸器总成、喷丸室、集丸池、螺旋输送装置、工作台车和连接口，喷丸器总成之间设计了喷丸室，喷丸室下侧设计了集丸池，集丸池下侧设计有螺旋输送装置，喷丸室工作腔体内设计了工作台车，喷丸器和喷丸室上设计有多个连接口；所述的喷丸器总成共四个，在喷丸室左右两侧各两个；所述的喷丸室是喷丸强化作业的场所，喷丸室顶部设计有四个除尘抽风连接口；所述的螺旋输送装置的一端设计有丸料分离连接口，每个螺旋输送装置有单独的电机为其提供动力；所述的工作台车共两台，喷丸室每个腔体内各一台，其结构包括供承载轴旋转的电机、支撑架、移动架、护板、支架、供移动架往复运动的电机和承载轴；每个移动架里侧设计有护板，承载轴一端为方轴状，电机由支撑架固定支撑且通过联轴器与承载轴母套相连，母套安装在支架上，承载轴方轴状一端可以与母套配合，移动架通过滚轮与钢轨接触，且为滚轮设计了防护罩，电机通过链传动为移动架提供动力。

2.根据权利要求1所述的一种新型火车轮喷丸强化装置，其特征在于：喷丸器总成包括喷丸器、软管和喷嘴，软管的一端与喷丸器出料连接口连接，另一端与喷嘴进料连接口连接，喷丸器共四个，每个喷丸器设计有四个喷丸器出料连接口，软管共十六根，喷嘴固定在喷丸室左右两侧的护板上，有两组总十六个，每个喷嘴对应一个火车轮踏面，喷嘴与火车轮踏面的距离可以调整，喷嘴的顶部设计有圆形护板，喷嘴喷出的丸料在三个时间段内的速度不同，并逐级提高。

3.根据权利要求1所述的一种新型火车轮喷丸强化装置，其特征在于：喷丸室有两个腔体，并且不相通，喷丸室每个腔体分别有两个除尘抽风连接口，喷丸室的每个腔体与集丸池直接相连，集丸池与螺旋输送装置的料仓直接相通。