一种铁路车辆轮对喷涂设备的制作方法

本实用新型属于铁路轮对制造检修技术领域，具体是一种铁路车辆轮对喷涂设备。

背景技术：

铁路车辆轮对在生产成型完毕或者使用维修完毕后，需要在车轴及车轮相应的非工作面进行喷涂，实施表面保护措施，达到相关铁路技术标准，铁路轮对规格有多种，所以需要满足不同轴长或轮高的多种规格轮对上线进行喷涂，需要满足上述多种规格轮对的识别测量和自动化进出线，喷涂设备需要进行适应性调整和自动化快速环保喷涂，喷涂对位需要十分精确不留死角，从而实现省时省力，质量严控的目的，但目前现有的技术设备无法解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型为了解决多种规格铁路轮对自动化喷涂的问题，发明一种铁路车辆轮对喷涂设备。

本实用新型采取以下技术方案：

一种铁路车辆轮对喷涂设备，包括沿轨道设置的门型喷涂架、上料推轮装置、喷涂污染吸收系统，还包括轮对规格识别设备、位置识别传感器；沿轨道依次设置进入位、工作位、驶出位；位置识别传感器包括：测距感应头、工作位感应器、输出位感应器，驶出位的轨道之间设置输出位感应器；轮对规格识别设备设置于进入位的轨道旁侧或架设轨道两侧，包括竖向柱和横向梁，竖向柱设置水平照射测量轮对轴距的测距感应头，横向梁设置垂直向下照射测量轮径和/或轴径的测距传感器；工作位设置门型喷涂架及上料推轮装置，门型喷涂架包括：横跨轨道的门架上设置的线性模组，线性模组驱动连接设置有水平升降的横向直线轨道，沿横向直线轨道设置有边位喷涂装置和中位喷涂装置，边位喷涂装置数量为2个，中位喷涂装置位于两边位喷涂装置之间；每个边位喷涂装置设置有摆动的喷头、固定的喷头，中位喷涂装置设置有摆动的喷头；上料推轮装置设置于门型喷涂架下的地坑内，上料推轮装置设置有限定轮对位置且驱动其自转的旋转机构，旋转机构包括相邻设置的主动转轮、升降轮，所述主动转轮、升降轮之间距离小于轮对的车轮直径，主动转轮设置驱动连接其旋转的电机，主动转轮、升降轮的转轴平行且轮辙线一致，上料推轮装置设置有驱动升降轮升降的升降缸，上料推轮装置为两个对称布置于地坑内，主动转轮、升降轮处于进出的双轨接壤处，两个上料推轮装置设置于地坑内设置的地轨上，两个上料推轮装置之间还设置间距调节装置；工作位感应器设置于上料推轮装置上，工作位感应器感应照射点为主动转轮、升降轮之间；喷涂污染吸收系统包括格板、过滤层、抽吸孔道、漆渣处理系统，地坑口地面、两上料推轮装置之间设置格板，上料推轮装置设置固定过滤层，两上料推轮装置之间设置可调过滤层，可调过滤层为分别侧体粘附于两上料推轮装置的、水平交叉层叠的上过滤层和下过滤层，地坑底部依次连接抽吸孔道、漆渣处理系统。

架设轨道两侧的轮对规格识别设备竖向柱具体为柱体，横向梁具体为一端耳轴连接柱体上端的摆动横臂，柱体竖直内置升降驱动器，升降驱动器伸缩端连接设置支杆，支杆与摆动横臂中段活动连接，升降驱动器伸缩杆伸缩推动支杆推顶摆动横臂上下开合，摆动横臂处于横向位的底面设置测距传感器，测距传感器至少两个，分别对应被测轮对的轮踏面和外轴，测距传感器为激光测距传感器。

轨道旁侧的轮对规格识别设备竖向柱具体为竖杆，横向梁具体为横向直线模组，竖杆和横向直线模组组成的门架，横向直线模组设置活动滑块，活动滑块底部设置朝下的测距传感器，测距传感器至少两个分别对应被测轮对的轮踏面和外轴，竖杆的门架内侧设置用于检测感应轮对的位置和轮轴长度的测距感应头。

边位喷涂装置包括轨道连接件、两组伸缩架以及对应的两组喷头安装座，两组伸缩架分别为较长的第一伸缩架、较短的第二伸缩架，第二伸缩架的喷头安装座集成了具有喷头喷洒方向调整功能的摆喷装置；中位喷涂装置包括轨道连接件，伸缩架以及用于设置喷头的安装座，喷头安装座集成了具有喷头喷洒方向调整功能的摆喷装置，轨道连接件具体为安装于横向直线轨道上并沿横向直线轨道任意移动的滑动块，横向直线轨道的轨道面开有沿轨道延伸方向的槽，槽内固定有链条或齿条，滑动块设置于横向直线轨道上，其面对轨道面一侧面固定安装有伺服电机，伺服电机连接有链轮或齿轮，伺服电机啮合链轮或齿轮转动，使其自身相对于链条或齿条位移，从而带动轨道连接件沿轨道移动。

摆喷装置包括：杆连接件、旋转驱动器、u板连接件、槽型件、喷头，其中杆连接件上端连接固定短滑杆，杆连接件下方板左侧固定设置旋转驱动器，旋转驱动器驱动轴穿过下方板至右侧连接固定u板连接件，u板连接件再连接固定开口向外的槽型件，槽型件固定设置喷头，旋转驱动器驱动槽型件及内置的喷头进行喷口旋转喷涂。

第一伸缩架包括长滑杆和滑杆紧固件，滑杆紧固件固定安装于轨道连接件上并设有与长滑杆匹配的滑槽，长滑杆朝向轮对一侧端头固定喷头安装座，具体为槽型挡板，槽型挡板的槽内中部设置槽型杆件、槽型挡板中间上部固定于长滑杆，槽型杆件的杆中位固定设置喷头，槽型挡板的槽板一侧设置单向弧形挡板，第二伸缩架包括短滑杆和第二滑杆紧固件，第二滑杆紧固件固定安装于轨道连接件上并设有与短滑杆匹配的滑槽，短滑杆朝向轮对一侧端头固定有喷头安装座。

旋转驱动器为伺服电机、液动或气动摆动缸，气动摆动缸为具有三位置定位转台式回转摆动气缸。

轨道包括不同轨距的多对轨道或轨距可调的一对轨道，其轨面高度齐高。

中位喷涂装置包括与边位喷涂装置相同的轨道连接件，与所述第二伸缩架相同的伸缩架，与固定安装于第二伸缩架的喷头安装座相同的喷头安装座，喷头安装座集成了与边位喷涂装置相同的摆喷装置，中位喷涂装置的伸缩架固定设置有双向挡板，双向挡板包括：挂勾端、平面体、左弧板、右弧板，其中所述平面体上中部固定设置挂勾端，平面体两端下垂竖向对称固定设置左弧板、右弧板，左弧板、右弧板下缘设置对称的仿形弧面缺口，左弧板、右弧板分别处于摆喷装置两侧。

上料推轮装置之间的间距调节装置为双出杆缸，双出杆缸缸体沿地轨固定于坑底地面，双出杆缸两端分别固定连接上料推轮装置，双出杆缸缸杆伸缩驱动两上料推轮装置进行间距调整。

与现有技术相比，本实用新型可以获得以下技术效果：可以针对不同规格轮对和喷涂位进行适应性喷涂调整，智能化识别轮对规格，喷涂过程可以精确定位喷头处于对应喷涂面，喷涂质量得到了有效的控制，多喷头作业和轮对进出工位自动化控制，提高了喷涂效率，喷涂配套漆雾处理系统，利于环保。

本实用新型解决了不同规格轮对共线喷涂的兼容性问题，相比机械臂喷涂方式具有较高性价比，自动化程度高且环保。

附图说明

图1是本实用新型三维立体示意图；

图2是本实用新型轮对喷涂部位的示意图；

图3是本实用新型门型喷涂架三维立体示意图；

图4是本实用新型摆喷装置示意图；

图5是本实用新型槽型挡板固定喷头示意图；

图6是本实用新型双向挡板示意图；

图7是本实用新型轮对规格识别设备第一种结构示意图；

图8是本实用新型上料推轮装置示意图；

图9是本实用新型喷涂污染吸收系统构成示意图；

图10是本实用新型轮对规格识别设备第二种结构示意图；

图11是本实用新型横向直线轨道断面示意图。

其中，1-门型喷涂架、2-上料推轮装置、3-轮对、4-轮对规格识别设备、5-轨道、6-地坑、7-测距感应头、8-工作位感应器、9-输出位感应器、10-长网格板、11-短网格板、12-固定过滤层、13-上过滤层、14-下过滤层、15-双出杆缸、16-地轨、17-次风道、18-主风道、19-漆渣处理系统、101-竖架、102-横架、103-滑轨、104-线性模组、105-横向直线轨道、106-滑动块、107-滑杆紧固件、108-第二滑杆紧固件、109-长滑杆、110-短滑杆、111-槽型挡板、112-摆喷装置、113-双向挡板、114-单向挡板、201-槽型箱体、202-升降缸、203-槽底板、204-固定轮座、205-主动转轮、206-升降轮座、207-升降轮、208-电机、209-挡板、210-挡板缸、111-1-槽型杆件、111-2-单向弧形挡板、112-1-杆连接件、112-2-旋转驱动器、112-3-u板连接件、112-4-槽型件、113-1-挂勾端、113-2-平面体、113-3-左弧板、113-4-右弧板、401-柱体、402-升降驱动器、403-中间导向件、404摆动横臂、405-支杆、406-测距传感器、407-竖杆、408-横向直线模组、409-活动滑块。

具体实施方式

如图1，一种铁路车辆轮对喷涂设备，包括：门型喷涂架1、上料推轮装置2、轮对规格识别设备4、轨道5、位置识别传感器、喷涂污染吸收系统。

如图1-11，门型喷涂架1包括：竖架101、横架102、滑轨103、线性模组104、横向直线轨道105、滑动块106、滑杆紧固件107、第二滑杆紧固件108、长滑杆109、短滑杆110、槽型挡板111、摆喷装置112、双向挡板113、单向挡板114；其中，地面固定的两竖架101上端分别与横架102两端固定连接，横架102固定安装有与其延伸方向垂直的线性模组104，横架102设置有与线性模组104平行的滑轨103，如图3所示，滑轨103数量为2个，分别对称设置于线性模组两侧，滑轨103适配设置有滑块，线性模组104的滑动件与滑轨103的滑块共同固定一个横向直线轨道105，线性模组104驱动滑动件提升，可实现横向直线轨道105线性移动，滑轨103起导向作用。

如图2所示，针对轮对的两侧外轴w1、w2喷涂区、和中部w3区域，沿横向横向直线轨道105设置有边位喷涂装置和中位喷涂装置，如图3所示，边位喷涂装置数量为2个，中位喷涂装置位于两边位喷涂装置之间。

边位喷涂装置包括轨道连接件，伸缩架和喷头安装座，如图3、4、5所示，轨道连接件具体为安装于横向直线轨道105上并沿横向直线轨道105任意移动的滑动块106，伸缩架为2组，分别为第一伸缩架和第二伸缩架，其中，第一伸缩架包括长滑杆109和滑杆紧固件107，滑杆紧固件107固定安装于轨道连接件上并设有与长滑杆109匹配的滑槽，长滑杆109朝向轮对一侧端头固定有喷头安装座，具体为槽型挡板111，槽型挡板111的槽内中部设置槽型杆件111-1、槽型挡板中间上部固定于长滑杆109，槽型杆件111-1的杆中位固定设置喷头，槽型挡板111的槽板一侧设置单向弧形挡板111-2，单向弧形挡板111-2下缘设置仿形弧面缺口；第二伸缩架包括短滑杆110和第二滑杆紧固件108，第二滑杆紧固件108固定安装于轨道连接件上并设有与短滑杆110匹配的滑槽，短滑杆110朝向轮对一侧端头固定有喷头安装座，第二伸缩架连接的喷头安装座集成了具有喷头喷洒方向调整功能的摆喷装置112，摆喷装置112包括：杆连接件112-1、旋转驱动器112-2、u板连接件112-3、槽型件112-4、喷头，其中杆连接件112-1上端连接固定短滑杆110，杆连接件112-1下方板左侧固定设置旋转驱动器112-2，旋转驱动器112-2驱动轴穿过下方板至右侧连接固定u板连接件112-3，u板连接件112-3再连接固定开口向外的槽型件112-4，槽型件112-4固定设置喷头，旋转驱动器112-2驱动槽型件112-4及内置的喷头进行喷口旋转喷涂，两个边位喷涂装置对称设置，短滑杆110下端杆体固定设置有用于遮挡轮缘的单向挡板114，防止喷涂飞溅。

旋转驱动器112-2可以为伺服电机、液动或气动摆动缸，优选具有三位置定位转台式回转摆动气缸。

如图3-4，中位喷涂装置包括与边位喷涂装置相同的轨道连接件，与第二伸缩架相同的伸缩架，与固定安装于第二伸缩架的喷头安装座相同的喷头安装座，该喷头安装座集成了与边位喷涂装置相同的摆喷装置112。

中位喷涂装置的伸缩架固定设置有双向挡板113，如图6，双向挡板113包括：挂勾端113-1、平面体113-2、左弧板113-3、右弧板113-4，其中平面体113-2上中部固定设置挂勾端113-1，用于连接伸缩架，平面体113-2两端下垂竖向对称固定设置左弧板113-3、右弧板113-4，左弧板113-3、右弧板113-4下缘设置对称的仿形弧面缺口，左弧板113-3、右弧板113-4分别处于摆喷装置两侧，用于遮挡喷头摆动造成的非喷涂面喷溅。

如图11所示，横向直线轨道105的轨道面开有沿轨道延伸方向的槽，槽内固定有链条或齿条，滑动块106设置于横向直线轨道105上，其面对轨道面一侧面固定安装有伺服电机，伺服电机连接有链轮或齿轮，伺服电机启动后，带动链轮或齿轮转动，使其自身相对于链条或齿条位移，从而带动轨道连接件沿轨道移动。

多个沿横向直线轨道105任意移动的滑动块106还可以替换成设置多个动子的直线电机。

如图3，图7，轮对规格识别设备4包括：柱体401、升降驱动器402、中间导向件403、摆动横臂404、支杆405、测距传感器406、测距感应头7，其中柱体401固定设于地面，竖直内置升降驱动器402，柱体401内设置中间导向件403，中间导向件403设置孔，用于升降驱动器402伸缩杆穿过导向，柱体401上端耳轴连接摆动横臂404一端，升降驱动器402伸缩杆上端连接支杆405一端，支杆405另一端与摆动横臂404中段活动连接，升降驱动器402伸缩杆伸缩推动支杆405推顶摆动横臂404上下开合，摆动横臂404处于横向位的底面设置测距传感器406，测距传感器406至少两个，分别对应被测轮对的轮踏面和外轴，测距传感器406优选激光测距传感器，设置摆动横臂404的柱体401侧面设置测距感应头7，用于检测感应轮对的位置和轮轴长度。

上述为轮对规格识别设备4的第一种结构，还可以是第二种结构：如图10，包括竖立的竖杆407和横向直线模组408组成的门架，门架的横向直线模组408设置活动滑块409，活动滑块409底部设置朝下的测距传感器406，测距传感器406至少两个分别对应被测轮对的轮踏面和外轴，测距传感器406优选激光测距传感器，竖杆407的门架内侧设置测距感应头7，用于检测感应轮对的位置和轮轴长度。第二种轮对规格识别设备相对第一种的优势在于：可以检测识别轮对规格的较大变化，基本涵盖所有轮对尺寸，适用性更广；缺点是占地大，不便于转移；第一种轮对规格识别设备占地小，在场地较小的工况下比较适用，轮对规格识别设备4设于轮对进入门型喷涂架1的之间的轨道一侧，或架于轮对进入门型喷涂架1的之间的轨道上。

如图8-9，上料推轮装置2包括：槽型箱体201、升降缸202、槽底板203、固定轮座204、主动转轮205、升降轮座206、升降轮207、电机208、传动系统，挡板209、挡板缸210，其中槽型箱体201为上半部为槽型的箱体，上半部和下半部由箱体槽型底部设置的槽底板203分割，槽型箱体201的槽底板203下设置垂直位的升降缸202，槽底板203上分别设置固定轮座204、升降轮座206，升降缸202杆端穿过槽底板203连接升降轮座206，固定轮座204、升降轮座206上端分别固定设置可旋转的主动转轮205、升降轮207，主动转轮205、升降轮207之间距离小于轮对的车轮直径，主动转轮205、升降轮207的转轴平行且轮辙线一致，槽底板203上还设置有电机208，电机输出轴与主动转轮205轮轴驱动连接，驱动连接方式可以是齿轮传动或者带传动，主动转轮205相邻槽型的箱体设置转轴，转轴轴孔连接挡板209一端，挡板209可绕转轴摆动，槽型箱体201外壁连接设置挡板缸210，挡板缸210缸杆与挡板209中段连接，可控制挡板209摆动升降，挡板缸210具有缩回缓冲作用。

如图8-9，上料推轮装置2为两个，对称布置于地坑6内，处于门型喷涂架下方，地坑6上的地面设置进出门型喷涂架的轨道5，上料推轮装置的主动转轮205、升降轮207与进出的双轨接壤处，用于接驳轮对进入喷涂工位，两个上料推轮装置设置于地坑6内设置的地轨16上，两个上料推轮装置之间还设置间距调节装置，间距调节装置为双出杆缸15，双出杆缸15缸体沿地轨16固定于坑底地面，双出杆缸15两端分别固定连接上料推轮装置，双出杆缸缸杆伸缩驱动两上料推轮装置进行间距调整。

如图9，喷涂污染吸收系统包括：长网格板10、短网格板11、固定过滤层12、可调过滤层、抽吸孔道、漆渣处理系统19，其中两上料推轮装置之间设置长网格板10、可调过滤层，长网格板10处于坑口地面，可调过滤层为分别侧体粘附于上料推轮装置的、水平交叉层叠的上过滤层13和下过滤层14，上过滤层13和下过滤层14随着两上料推轮装置2之间的间距变化而调整，上料推轮装置外侧设置短网格板11和固定过滤层12，固定过滤层12、可调过滤层底部的地坑6坑体设置连通的次风道17、主风道18，次风道17、主风道18互连沟通接入漆渣处理系统19外排。

如图1、图7、图10，位置识别传感器包括：测距感应头7、工作位感应器8、输出位感应器9，测距感应头7可以实现轮对在检测位的进入状态判断，工作位感应器8设置于上料推轮装置2上，工作位感应器8感应照射点为主动转轮205、升降轮207之间，驶出位成对轨道之间设置输出位感应器9，输出位感应器9具备照射检测感应出口轨道5上的金属轮对。

轨道5包括不同轨距的多对轨道或轨距可调的一对轨道，其轨面高度齐高，多对轨道或者轨距可调的一对轨道设置的目的是适应不同轴距的轮对上线，轨距调整为成熟技术方案，不再叙述。

工作方式为：

如图1、图7，轮对依次通过进入位、工作位、驶出位，进入位为轮对规格识别设备设置位，工作位为门型喷涂架1及上料推轮装置设置位，轮对进入前，升降驱动器402伸缩杆伸出至极限位，支杆405支撑摆动横臂404处于水平状态，轮对由轮对规格识别设备4设置位进入轨道5，测距感应头7感应轮对一侧轴，基于柱体401侧面设置测距感应头7与轨道5的固定间距，测算识别轮对轴长数据，基于水平位摆动横臂404设置的两测距传感器406与轨道5的固定高度，两测距传感器406分别对应检测轮对近侧轮的踏面直径z2和外轴直径z1,轮对轴长数据参数、踏面直径z2和外轴直径z1的数据参数传递至主控系统，主控系统根据被测数据适配调整门型喷涂架1的喷头空间位置，主控系统根据被测数据适配调整两上料推轮装置之间的间距。

当采用如图10的轮对规格识别设备方案时，轮对由轮对规格识别设备4设置位进入轨道5，测距感应头7感应轮对一侧轴，基于支杆407侧面设置测距感应头7与轨道5的固定间距，测算识别轮对轴长数据，基于门架上测距传感器406与轨道5的固定高度，两测距传感器406分别对应检测轮对近侧轮的踏面直径z2和外轴直径z1,检测过程中，横向直线模组408驱动活动滑块409位移，踏面直径z2对应的测距传感器406自动识别踏面直径z2高度和轮缘高度，剔除高于踏面直径z2的轮缘高度参数，保留踏面直径z2参数，轮对轴长数据参数、踏面直径z2和外轴直径z1的数据参数传递至主控系统，主控系统根据被测数据适配调整门型喷涂架1的喷头空间位置，主控系统根据被测数据适配调整两上料推轮装置之间的间距。

如图1、图8,轮对沿轨道5进入对称布置于地坑6的上料推轮装置2前，主控系统根据被测数据适配调整两上料推轮装置之间的间距，具体为主控系统控制如图9的双出杆缸15双向同步伸缩，实现两上料推轮装置2的间距与轨道5两轨距适配，升降缸202下降，使升降轮207降低并低于主动转轮205和/或轨道高度，轮对旋滚进入主动转轮205、升降轮207之间空隙，轮对的轮踏面与主动转轮205、升降轮207滚动压合，升降轮207升高，并与主动转轮205齐高，工作位感应器8感应轮对到位，电机208驱动主动转轮205旋转，使轮对被动自转。

当轮对旋滚进入主动转轮205、升降轮207之间时，存在进入速度过快，跃过主动转轮205的现象，因此在主动转轮205后方设置阻挡机构，具体为挡板缸210推顶挡板209绕转轴摆动，摆动端上升高于轨道，轮对进入时依靠挡板209阻挡，挡板缸210具有被动缓冲作用，从而吸收冲击能量，主动转轮205工作时，挡板缸210驱动挡板209下降低于轨道。

如图1-5，门型喷涂架1进行喷头位置的调整，如图1-3，长滑杆109、短滑杆110下设置的固定喷头和摆喷装置112对位外轴w1、w2喷涂点，实现方法为：主控系统根据轮对规格识别设备的被测数据，边位喷涂装置的滑动块沿横向直线轨道105伺服位移，起始点为横向直线轨道105两端，对位后，线性模组104驱动滑动件由升起状态逐渐下降，实现横向直线轨道105水平升降，滑轨103起导向作用，由初始设定的滑动件与轨道最大高度距离为起始点，确定线性模组104下降距离，实现喷头处于较佳的喷涂高度位，单向弧形挡板111-2临近轮对外轴轴瓦连接处，遮挡限定第一伸缩架设置喷头的喷溅范围，单向挡板114临近轮对踏面相邻外端面，遮挡限定第二伸缩架设置摆喷装置的喷溅范围，上料推轮装置驱动轮对自转时，长滑杆109、短滑杆110下设置的喷头进行喷涂，旋转驱动器112-2驱动喷头进行喷口回摆喷涂，实现对轮对外轮幅面的喷涂，上料推轮装置驱动轮对自转时，中位喷涂装置沿横向的直线轨道伺服左右位移，对轮对中轴外的w3区域进行喷涂，中位喷涂装置运行至左/右设定极限位时，旋转驱动器112-2驱动喷头进行喷口左/右旋转喷涂，实现对轮对内轮幅面的喷涂，如图6，双向挡板113的左弧板113-3、右弧板113-4在临近轮对踏面相邻外端面时起遮挡作用，遮挡限定喷头的喷溅范围。

如图1-2、图8，轮对喷涂完毕，线性模组104驱动滑动件由升起，实现横向直线轨道105水平上升，使喷头脱离轮对喷涂位进行安全避让，升降缸202上升，使升降轮207升高，促使轮对重心越过主动转轮205滚入工作位，当轮到进入驶出位，输出位感应器9感应传递信号至主控系统，主控系统判定工作位空余，满足下一工作循环，下批次轮对由进入位驶入工作位。