铁路货车轮轴全自动数控脱漆除锈机的制作方法

本发明涉及铁路货车轮对脱漆除锈领域，尤其是涉及一种铁路货车轮轴全自动数控脱漆除锈机。

背景技术：

铁路货车轮对检修时，需对轮对进行表面磁粉探伤作业，根据探伤要求，所有探伤部位均“须露出基本金属面”，必须对轮对轴身及防尘板座进行外部清洗脱漆除锈作业。

目前存在以下问题：

1、现在段修轮轴清洗脱漆除锈工艺中，因大部分轴身表面防锈清漆附着良好，清洗脱漆除锈前需在轴身表面全部涂抹脱漆剂后再进行清洗作业，其脱漆剂污染严重，脱漆剂的成份由酸、氯代烃、酮、酯、醇、苯系物等溶剂混合而成，具有较强的腐蚀性，挥发性高、毒性大，环境污染严重，尤其在冬季门窗关闭时，段修库内酸味很浓，易对员工身体产生危害。

2、现使用的轮对脱漆除锈机使用摆臂式硬钢丝轮机构和转轮器机构，其钢丝轮较硬，轮对旋转脱漆除锈过程中，由于轮缘磨耗产生不圆度，转轮器带动车轮旋转时会产生径向跳动，钢丝轮难以对轴身施加恒定的压力进行连续稳定地脱漆除锈作业；

同时，转轮器机构由于长期淋水浸泡受水中的脱漆剂等物质和钢丝碎屑及轴身铁锈形成的机械颗粒，形成复合型的污水，腐蚀轴承密封圈与轴封部位，同时一吨多重的轮对也频繁冲击轴承座，在机双重不利因素作用下，转轮器轴承、转轮及密封很快损坏，两个月左右便需拆解更换。

3、轮对辐板脱漆除锈靠手工打磨，而手工打磨费时费力，打磨不彻底，加大工人劳动强度。

技术实现要素：

为了解决现有技术的缺陷与不足，本发明设计提出一种脱漆除锈质量更高的铁路货车轮轴全自动数控脱漆除锈机。所述技术方案如下：

本发明提出一种铁路货车轮轴全自动数控脱漆除锈机，包括轮轴脱漆除锈装置及数字控制系统；

所述轮轴脱漆除锈装置包括前主刷与后主刷，所述前主刷与后主刷位于轮对轴身轴线相对的两侧；

所述前主刷连接第一驱动机构、第一径向进给机构及第一轴向往复驱动机构，所述第一驱动机构用于驱动所述前主刷转动，所述第一径向进给机构与第一轴向往复驱动机构用于驱动所述前主刷径向进给与轴向往复移动，所述第一驱动机构、第一径向进给机构及第一轴向往复驱动机构分别连接数字控制系统，以控制前主刷径向进给、轴向往复移动及前主刷的旋转，以实现对轮对轴身表面的脱漆除锈；

所述后主刷连接第三驱动机构、第三径向进给机构及第三轴向往复驱动机构，所述第三驱动机构用于驱动所述后主刷转动，所述第三径向进给机构与第三轴向往复驱动机构用于驱动所述后主刷径向进给与轴向往复移动，所述第三驱动机构、第三径向进给机构及第三轴向往复驱动机构分别连接数字控制系统，以控制后主刷径向进给、轴向往复移动及后主刷的旋转，以实现对轮对轴身表面的脱漆除锈；

当前主刷与后主刷径向进给接触到轴身后，所述数字控制系统对驱动机构进行监控，当驱动机构电流达到设定值时，所述数字控制系统控制轴向往复驱动机构分别带动前主刷与后主刷按数字控制系统指令实现前主刷与后主刷的往复运动，以对轮轴轴身表面进行脱漆除锈，当驱动机构电流波动时，径向进给机构按数字控制系统指令操纵钢丝刷精进退，以实现钢丝刷的恒定压力，保证脱漆除锈效果；

当前后主刷清洗轮对每达到预设的数量时，所述数字控制系统控制前后主刷呈相反方向转动清洗，以提高刷的寿命。

作为上述技术方案的优先，所述轮轴脱漆除锈装置还包括左侧刷与右侧刷，所述左侧刷位于轮轴左端的防尘板座一侧，所述右侧刷位于轮轴右端的防尘板座一侧；

所述左侧刷连接第二驱动机构、第二径向进给机构及第二轴向往复驱动机构，所述第二驱动机构用于驱动所述左侧刷转动，所述第二径向进给机构与第二轴向往复驱动机构用于驱动所述左侧刷径向进给与轴向往复移动，所述第二驱动机构、第二径向进给机构及第二轴向往复驱动机构分别连接数字控制系统，以控制左侧刷径向进给、轴向往复移动及左侧刷的旋转，以实现对轮轴左端的防尘板座表面的脱漆除锈；

所述右侧刷连接第四驱动机构、第四径向进给机构及第四轴向往复驱动机构，所述第四驱动机构用于驱动所述右侧刷转动，所述第四径向进给机构与第四轴向往复驱动机构用于驱动所述右侧刷径向进给与轴向往复移动，所述第四驱动机构、第四径向进给机构及第四轴向往复驱动机构分别连接数字控制系统，以控制右侧刷径向进给、轴向往复移动及右侧刷的旋转，以实现对轮轴右端的防尘板座表面的脱漆除锈；

当左侧刷与右侧刷径向进给接触到防尘板后，所述数字控制系统对驱动机构进行监控，当驱动机构电流达到设定值时，所述数字控制系统控制轴向往复驱动机构分别带动左侧刷与右侧刷按数字控制系统指令实现左侧刷与右侧刷的往复运动，以对防尘板座表面进行脱漆除锈，当驱动机构电流波动时，径向进给机构按数字控制系统指令操纵钢丝刷精进退，以实现钢丝刷的恒定压力，保证脱漆除锈效果；

当左侧刷与右侧刷清洗轮对每达到预设的数量时，所述数字控制系统控制左侧刷与右侧刷呈相反方向转动清洗，以提高刷的寿命。

作为上述技术方案的优先，还包括位于轮轴脱漆除锈装置前部的进轮装置，所述进轮装置包括设置于轨道一侧的缓冲单元及推轮单元，所述缓冲单元用于定位顺轨道到达的轮对，所述推轮单元用于推动轮轴进入下一工位。

作为上述技术方案的优先，所述轮轴脱漆除锈装置下部包括转轮器，所述转轮器包括转轮装置、缓冲装置、推轮装置；

所述转轮装置包括相对设置的主动辊与从动辊，所述主动辊连接电机减速机，所述主动辊与从动辊之间用于容置轮对以驱动所述轮动转动；

所述缓冲装置包括缓冲顶轴，所述缓冲顶轴上设置有缓冲推轮，所述缓冲顶轴连接有缓冲推杆，具体为所述缓冲推杆一端通过转动销轴与固定面铰接，另一端铰接缓冲推杆，所述缓冲顶轴连接缓冲气缸以推动所述缓冲顶轴移动；

所述推轮装置包括出料顶轴，所述出料顶轴上设置有出料顶轮，所述出料顶轴连接有出料推杆，具体为所述出料推杆一端通过转动销轴与固定面铰接，另一端铰接出料顶轮，所述出料顶轴连接推轮气缸以推动所述出料顶轴移动。

作为上述技术方案的优先，所述的主刷分别设置在与其对应的主刷摆动支架上，每个主刷摆动支架通过主刷自找正摆动装置连接一主刷托架，所述主刷自找正摆动装置包括摆轴，所述摆轴一端通过轴承套连接主刷摆动支架，另一端连接主刷托架。

作为上述技术方案的优先，所述主轴摆动支架与主刷托架之间还设置有万向滚动轴承，所述万向滚动轴承位于远离主刷自找正摆动装置一侧，所述主刷摆动支架两侧通过碟簧连接平衡调节螺钉。

作为上述技术方案的优先，所述数字控制系统连接转轮器，当前后主刷与左右侧刷清洗轮对每达到预设的数量时，所述数字控制系统控制转轮器呈相反方向转动，以提高刷的寿命。

作为上述技术方案的优先，所述缓冲单元包括缓冲单元气缸，所述缓冲单元气缸的动力输出端设置有缓冲滚轮，所述缓冲滚轮连接有缓冲推杆，具体为所述缓冲推杆一端通过转动销轴与固定面铰接，另一端铰接缓冲滚轮的转轴；

所述推轮单元包括推轮单元气缸，所述推轮单元气缸的动力输出端设置有推轮滚轮，所述推轮滚轮连接有推轮推杆，具体为所述推轮推杆一端通过转动销轴与固定面铰接，另一端铰接推轮滚轮的转轴。

作为上述技术方案的优先，所述主动辊与从动辊外圆采用v型结构。

作为上述技术方案的优先，所述前主刷与后主刷位于轮对轴身轴线相对的两侧的上部，或轮对轴身轴线相对的两侧的水平方向上。

本发明提出的一种铁路货车轮轴全自动数控脱漆除锈机，工作流程为：进轮—轮轴就位—轮轴旋转—钢丝刷快速进给—脱漆除锈进给保持—脱漆除锈完成快速退回。其中的前主刷、后主刷、左侧刷、右侧刷进给实现自动数字控制，工作时，数字控制系统检测驱动钢丝刷旋转的电机电流，反馈给数字控制系统，数字控制系统发出指令给伺服进给机构实现钢丝刷自动进退，使钢丝刷施加在轮轴上恒定的力，脱漆除锈效率及质量高，且无需使用脱漆剂；同时，前主刷与后主刷位于轮对轴身轴线上部相对的两侧能够保持轮轴脱漆除锈过程中的稳定；再有通过数字控制系统实现前后主刷、左右侧刷及转轮器按清洗轮对数量自动实现正反转转换控制，显著提高了钢丝刷寿命。

本发明提出一种铁路货车轮轴全自动数控脱漆除锈机，其布置方式解决了多工位挤在一起的空间限制，引进数控机床原理及思路，把利用配重实现钢丝刷与轴身接触改为数控机床式的伺服控制，利用钢丝刷驱动电机电流作为指令钢丝刷的进退，保证了钢丝刷与轴身的恒定压力和恒定吻合，脱漆除锈效果均匀一致，无需使用脱漆剂，脱漆除锈效率高。

经济效益；

1.省去脱漆剂涂刷环节，无需采购脱漆剂，节约了修车成本，降低了工人劳动强度。

2.伺服进给可保证钢丝刷对轴身施加恒定力度，减少钢丝碎断，提高钢丝刷使用寿命，预计每年节约30％。

3.两台轮轴脱漆除锈机同时工作，大大提高脱漆除锈效率。

节约资金测算：

包头公司按2016年统计，脱漆剂消耗21.8万，钢丝轮消耗21.91万，新设备撤销脱漆剂工序，新研制的钢丝刷由于采用柔性磨刷，磨损程度估计比旧刷减少30％。

仅就脱漆剂和钢丝轮两项，每年可节约资金为：21.8万+21.91万×30％＝28.373万

社会效益：

1.消除现场空气污染及环境污染。

2.减少物料消耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中提供的铁路货车轮轴全自动数控脱漆除锈机结构示意图；

图2是本发明实施例中提供的轮轴脱漆除锈装置结构示意图；

图3是本发明实施例中提供的进轮装置结构示意图；

图4是本发明实施例中提供的转轮器结构示意图；

图5是本发明实施例中提供的转轮器驱动装置结构示意图；

图6是本发明实施例中提供的缓冲装置结构示意图；

图7是本发明实施例中提供的推轮装置结构示意图；

图8是本发明实施例中提供的主、侧刷伺服传动部分结构示意图；

图9是本发明实施例中提供的主刷驱动部分结构示意图；

图10是本发明实施例中提供的侧刷驱动部分结构示意图；

图11是本发明实施例中提供的主刷自找正摆动装置连接状态结构示意图；

图12是图11的侧视图；

图13是图11的俯视图；

图14是本发明实施例中提供的铁路货车轮轴全自动数控脱漆除锈机电路原理图；

附图标号：1进轮装置、3轮轴脱漆除锈机(包括对称布置的两部分)、4一号转轮器、1.1导轨、1.2推轮单元、1.3缓冲单元、3.1主刷横移气液阻尼缸、3.2主刷滑轨部分、3.3主刷伺服传动、3.4主刷驱动部分、3.5侧刷横移气缸、3.6侧刷滑轨部分、3.7侧刷伺服传动、3.8侧刷驱动部分、3.3.1带刹车的伺服电机、3.3.2减速机、3.3.3联轴器、3.3.4滚珠丝杠、3.3.5滑台、3.3.6滑台底座、3.4主刷驱动部分、3.4.1主刷托架、3.4.2主刷轴承座、3.4.3主刷驱动电机、3.4.4主刷、3.4.5主刷自找正摆动装置、3.4.6主刷摆动支架、3.4.7万向滚动轴承、3.4.8平衡调节螺钉、3.8侧刷驱动部分、3.8.1侧刷轴承座、3.8.2侧刷驱动电机、3.8.3侧刷、4.1转轮驱动装置、4.2缓冲装置、4.3推轮装置、4.1.1带减速机电机、4.1.2联轴器、4.1.3主动辊、4.1.4被动辊、4.2.1缓冲气缸、4.2.2缓冲推杆、4.2.3缓冲顶轴、4.2.4转动销轴、4.2.5缓冲推轮、4.3.1气缸、4.3.2出料顶轴、4.3.3出料推杆、4.3.4转动销轴、4.3.5出料顶轮。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明一种铁路货车轮轴全自动数控脱漆除锈机，包括轮轴脱漆除锈装置及数字控制系统；

所述轮轴脱漆除锈装置包括前主刷、左侧刷、后主刷及右侧刷，所述前主刷与后主刷位于轮对轴身轴线相对的两侧，所述前主刷与后主刷可以位于轮对轴身轴线相对的两侧的上部，或轮对轴身轴线相对的两侧的水平方向上。所述左侧刷位于轮轴左端的防尘板座一侧，所述右侧刷位于轮轴右端的防尘板座一侧；

所述前主刷连接第一驱动机构、第一径向进给机构及第一轴向往复驱动机构，所述第一驱动机构用于驱动所述前主刷转动，所述第一径向进给机构与第一轴向往复驱动机构用于驱动所述前主刷径向进给与轴向往复移动，所述第一驱动机构、第一径向进给机构及第一轴向往复驱动机构分别连接数字控制系统，以控制前主刷径向进给、轴向往复移动及前主刷的旋转，以实现对轮对轴身表面的脱漆除锈；

所述左侧刷连接第二驱动机构、第二径向进给机构及第二轴向往复驱动机构，所述第二驱动机构用于驱动所述左侧刷转动，所述第二径向进给机构与第二轴向往复驱动机构用于驱动所述左侧刷径向进给与轴向往复移动，所述第二驱动机构、第二径向进给机构及第二轴向往复驱动机构分别连接数字控制系统，以控制左侧刷径向进给、轴向往复移动及左侧刷的旋转，以实现对轮轴左端的防尘板座表面的脱漆除锈；

所述后主刷连接第三驱动机构、第三径向进给机构及第三轴向往复驱动机构，所述第三驱动机构用于驱动所述后主刷转动，所述第三径向进给机构与第三轴向往复驱动机构用于驱动所述后主刷径向进给与轴向往复移动，所述第三驱动机构、第三径向进给机构及第三轴向往复驱动机构分别连接数字控制系统，以控制后主刷径向进给、轴向往复移动及后主刷的旋转，以实现对轮对轴身表面的脱漆除锈；

所述右侧刷连接第四驱动机构、第四径向进给机构及第四轴向往复驱动机构，所述第四驱动机构用于驱动所述右侧刷转动，所述第四径向进给机构与第四轴向往复驱动机构用于驱动所述右侧刷径向进给与轴向往复移动，所述第四驱动机构、第四径向进给机构及第四轴向往复驱动机构分别连接数字控制系统，以控制右侧刷径向进给、轴向往复移动及右侧刷的旋转，以实现对轮轴右端的防尘板座表面的脱漆除锈；

当刷径向进给接触到轴身及防尘板后，所述数字控制系统对驱动机构进行监控，当驱动机构电流达到设定值时，所述数字控制系统控制轴向往复驱动机构分别带动主刷与侧刷按数字控制系统指令实现主刷、侧刷的往复运动，以对轮轴轴身表面和防尘板表面进行脱漆除锈，当驱动机构电流波动时，径向进给机构按数字控制系统指令操纵钢丝刷精进退，以实现钢丝刷的恒定压力，保证脱漆除锈效果；

当前后主刷与左右侧刷清洗轮对每达到预设的数量时，所述数字控制系统控制前后主刷与左右侧刷呈相反方向转动清洗，以提高刷的寿命。

还包括位于轮轴脱漆除锈装置前部的进轮装置，所述进轮装置包括设置于轨道一侧的缓冲单元及推轮单元，所述缓冲单元用于定位顺轨道到达的轮对，所述推轮单元用于推动轮轴进入下一工位，所述缓冲单元包括缓冲单元气缸，所述缓冲单元气缸的动力输出端设置有缓冲滚轮，所述缓冲滚轮连接有缓冲推杆，具体为所述缓冲推杆一端通过转动销轴与固定面铰接，另一端铰接缓冲滚轮的转轴，所述推轮单元包括推轮单元气缸，所述推轮单元气缸的动力输出端设置有推轮滚轮，所述推轮滚轮连接有推轮推杆，具体为所述推轮推杆一端通过转动销轴与固定面铰接，另一端铰接推轮滚轮的转轴。

所述轮轴脱漆除锈装置下部包括转轮器，所述转轮器包括转轮装置、缓冲装置、推轮装置；

所述转轮装置包括相对设置的主动辊与从动辊，所述主动辊与从动辊外圆采用v型结构，所述主动辊连接电机减速机，所述主动辊与从动辊之间用于容置轮对以驱动所述轮动转动；

所述缓冲装置包括缓冲顶轴，所述缓冲顶轴上设置有缓冲推轮，所述缓冲顶轴连接有缓冲推杆，具体为所述缓冲推杆一端通过转动销轴与固定面铰接，另一端铰接缓冲推杆，所述缓冲顶轴连接缓冲气缸以推动所述缓冲顶轴移动；

所述推轮装置包括出料顶轴，所述出料顶轴上设置有出料顶轮，所述出料顶轴连接有出料推杆，具体为所述出料推杆一端通过转动销轴与固定面铰接，另一端铰接出料顶轮，所述出料顶轴连接推轮气缸以推动所述出料顶轴移动。

所述的主刷分别设置在与其对应的主刷摆动支架上，每个主刷摆动支架通过主刷自找正摆动装置连接一主刷托架，所述主刷自找正摆动装置包括摆轴，所述摆轴一端通过轴承套连接主刷摆动支架，另一端连接主刷托架。所述主轴摆动支架与主刷托架之间还设置有万向滚动轴承，所述万向滚动轴承位于远离主刷自找正摆动装置一侧，所述主刷摆动支架两侧通过碟簧连接平衡调节螺钉。

所述数字控制系统连接转轮器，当前后主刷与左右侧刷清洗轮对每达到预设的数量时，所述数字控制系统控制转轮器呈相反方向转动，以提高刷的寿命。

具体的，前主刷径向进给机构与后主刷径向进给机构为分别设置于轮对轴身轴线相对两侧的3.3主刷伺服传动，左侧刷径向进给机构与右侧刷径向进给机构为分别为设置于轮轴两端的防尘板座一侧的3.7侧刷伺服传动，3.3主刷伺服传动与3.7侧刷伺服传动结构相同，包括3.3.1带刹车的伺服电机，所述带刹车的伺服电机通过3.3.2减速机、3.3.3联轴器连接3.3.4滚珠丝杠，所述滚珠丝杠设置在3.3.6滑台底座上，所述滚珠丝杠上设置有3.3.5滑台。前主刷驱动部分与后主刷驱动部分分别为3.4主刷驱动部分，所述3.4主刷驱动部包括3.4.1主刷托架、3.4.2主刷轴承座、3.4.3主刷驱动电机、至少一个3.4.4主刷、3.4.5主刷自找正摆动装置，所述3.4.1主刷托架连接对应的前主刷径向进给机构与后主刷径向进给机构的滚珠丝杠滑台以使主刷径向移动。左侧刷驱动部分与右侧刷驱动部分分别为3.8侧刷驱动部分，所述3.8侧刷驱动部分包括侧刷托架、3.8.1侧刷轴承座、3.8.2侧刷驱动电机、3.8.3侧刷，所述侧刷托架连接对应的左侧刷径向进给机构与右侧刷径向进给机构的滚珠丝杠滑台以使侧刷径向移动。

所述3.3主刷伺服传动、3.7侧刷伺服传动分别通过3.3.6滑台底座设置于3.2主刷滑轨部分、3.6侧刷滑轨部分上。所述3.2主刷滑轨部分、3.6侧刷滑轨部分分别设置于导轨上，所述3.2主刷滑轨部分、3.6侧刷滑轨部分分别连接3.1主刷横移气液阻尼缸与3.5侧刷横移气缸(即轴向往复驱动机构)。

主刷与轴身接触后，3.4.5主刷自找正摆动装置可以自动调整主刷中心线与轮轴中心线平行，从而实现主刷与轮轴的全面接触吻合，其中主刷设置于3.4.6主刷摆动支架上，所述主刷自找正摆动装置的摆轴一端通过轴承套连接主刷摆动支架，另一端连接3.4.1主刷托架。所述主轴摆动支架与主刷托架之间还设置有3.4.7万向滚动轴承，所述万向滚动轴承位于远离主刷自找正摆动装置一侧，所述主刷摆动支架两侧通过碟簧连接3.4.8平衡调节螺钉。

工作时，待脱漆除锈轮轴顺轨道到达进轮装置处，由进轮装置的1.3缓冲单元定位轮轴。准备就绪后，轮轴在进轮装置处由1.2推轮单元推入转轮器处，转轮器的4.2缓冲装置使轮轴定位。此时轮轴处于转轮驱动装置上，由4.1.3主动辊和4.1.4被动辊支撑，4.1.1带减速机电机启动，拖动轮轴旋转。

3.4主刷驱动部分、3.8侧刷驱动部分启动，所述主刷、侧刷转动。3.3主刷伺服传动、3.7侧刷伺服传动驱动钢丝刷接触到轴身后，数字控制系统对主刷、侧刷电机进行监控，当电流达到设定值时，数字控制系统控制3.1主刷横移气液阻尼缸、3.5侧刷横移气缸分别带动3.2主刷滑轨部分、3.6侧刷滑轨部分按数字控制系统指令实现主刷、侧刷的往复运动，对轮轴轴身两侧进行脱漆除锈。

当主刷电机、侧刷电机电流波动时，各自的伺服传动系统根据数字控制系统指令，操纵钢丝刷进退，从而实现钢丝刷的恒定压力，保证脱漆除锈效果。轮轴轴身脱漆除锈完成后，主刷、侧刷、停止运转，由数字控制系统通过伺服传动系统快速复位，等待下一条轮对的脱漆除锈开始。

所述转轮器的转轮驱动装置停止转动，4.3推轮装置启动，出料顶轮推动轮轴进入下一工位。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。