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一种新型机车轴承清洗机的设计及应用

2013-04-19

刘国辉
（北京中铁工建筑工程设计院）
　　摘　要：机车轴承情况设备采用可升降式涨紧旋转装置，在高压水全方位喷射下，经脱脂、清洗、漂洗和油洗四道工序，完成对轴承的清洗工作。清洗轴承效率高，对环境污染小。
　　关键词：清洗机；升降旋转装；步进式输送，涨紧器
　　1　引言
　　随着我国铁路运输向高速重载方向的快速发展，对机车检修质量的要求亦随之提高。作为机车的关键部件，滚动轴承检修质量的好坏直接关系到机车的正常运行，而滚动轴承检修的步就是分解后的清洗作业。目前，各厂段所使用的清洗设备存在的不同程度的缺陷，如普通通过式清洗机或一般工作台回转式清洗机再加手工擦洗的清洗工艺，工人劳动强度大，环境污染严重，能源消耗高。为此，我们研制出一种新的机车滚动轴承检修专用清洗设备，以满足机车检修工艺清洁度要求。
　　2　设备清洗工艺流程与结构特点
　　2.1 清洗对象
　　主要用于机车牵引电机滚动轴承和轮对轴箱滚动轴承的清洗。
　　2.2 设备简介
　　分解下的机车滚动轴承污油脂充满滚柱、保持架及轴承内圈和外圈缝隙，普通清洗机难以达到清洗要求。本设备采用可升降式涨紧旋转装置，该装置可使滚柱、保持架及内圈、外圈之间产生相对运动，并在配有清洗剂的高温、高压水全方位喷射下，经脱脂、清洗、漂洗和油洗四道工序，高效率地完成对轴承的清洗工作。
　　本设备由水箱、水泵、给水管路、清洗室、升降旋转装置、步进式输送机构等组成。清洗轴承前应预先把清洗水箱、漂洗水箱内溶液加热，加热方式有蒸气加热及电加热两套系统，加热温度为60℃-80℃，由热电阻和蒸气电磁阀自动控制温度，每个水箱装水约1m3。
　　将要清洗的轴承放在进口滑道上，由步进机构将轴承自动送入各个工位，升降机构下降将被洗轴承密闭同时涨紧器张开，然后主轴旋转，四道工序脱脂、清洗、漂洗、油洗同时进行，约3min-10min后清洗结束，该时间可自由根据轴承的油污程度方便调节。设备简图见图1。
　　2.3 清洗工艺过程
　　轴承放入滑道－输送轴承到各工位－输送机构退回原位－主轴下降（涨紧器张开）－脱脂蒸气阀开、清洗泵开、漂洗泵开、油洗泵开－主轴旋转－清洗时间到－脱脂蒸气阀关、各清洗泵关－延时甩干后主轴旋转停－主轴上升（涨紧器张合）－输送机构动作开始下一循环。
　　2.4 结构特点
　　2.4.1 蒸气脱脂装置
　　由于轴承上润滑油脂经过长时间的使用后被污染硬化，不易清洗，通常采用油洗或高温水洗，洗后清洗介质和油脂污物混合在一起，不易分离，对环境污染大。采用高温、高压的蒸气对轴承进行喷射清洗，可将油脂软化并将其带出，使油脂落入接脂盘内，减少了与介质混合这一环节，有利于对油脂的后期回收处理，减少了对环境的污染。
　　2.4.2 降旋转装置
　　升降旋转装置是本设备的核心部件，在各工位依靠各自的油缸可独自升降，在升降的过程中完成对轴承的密闭和对内圈的涨紧，涨紧机构构思巧妙，采用了剪刀式原理，可对不同内径尺寸的轴承进行涨紧。四个工位均涨紧后，旋转电机起动，由减速机带动四根主轴旋转，这四根主轴即作旋转运动又能带着被洗轴承、上喷头、下喷头及安装在主轴下端的涨紧器做升降运动。
　　主轴下部设计很独特，被洗轴承安放在下喷头上，上、下喷头将轴承密闭，对轴承进行全方位的喷射清洗，同时涨紧器张开带动轴承内圈旋转，以保证Z大限度地清除死角，提高轴承清洗质量。
　　2.4.3 输送机构
　　步进输送机构是由油缸、滑轨、摆动杆等组成，输送时油缸先将摆动杆拉倒，然后由油缸拖着滑轨、摆动杆，摆动杆再推着轴承向前移动，到位后压下行程开关；油缸开始返回，先将摆动杆推起以跨过轴承，然后推着滑轨、摆动杆退到原始位置，等待下一个输送循环。整个步进机构可以根据不同的轴承调整输送行程，使轴承准确无误地被送到位。
　　3　主要技术经济指标
　　1）上、下喷头直径：φ380mm。
　　2）主轴旋转速度：21.1rad/min。
　　3）主轴升降行程：450mm。
　　4）步进输送行程：800mm。
　　5）蒸气压力：0.2MPa。
　　6）水箱容积：3m3。
　　4　小结
　　通过现场实际使用，各项技术性能符合设计要求，设备操作简便，污油脂清理方便，降低了对环境的污染，减轻了工人劳动强度。能够满足国内电力及内燃机车对轴承检修的清洗要求，完全可以替代原有旧的生产工艺和设备，具有实际推广价值。该设备与国内外同类产品相比，结构新颖，安装方便。这对于今后我国铁路机车检修后达到优良状态，杜绝行车事故发生，起到了很好的作用，产生了良好的社会效益。
来源：《工程建设与设计》2007年05期

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