新娘秘書

過濾器清洗設備的研製設計
ＳＳ8型電力機車車體兩側過濾器是通過空氣、阻礙灰塵進入車體內的關健部件。空氣中的灰塵通過雙層濾料的篩分、隔柵、慣性碰撞、攔截吸附、擴散和靜電吸引等綜合效應,會粘附在濾料上。當這種塵埃達到一定厚度時,空氣通過過濾器網孔速度增高,反而抽走貼附在縫隙間的粉塵顆粒,降低過濾器淨化效率,使車體內電子、電氣元件浸灰,導致其爬電、絕緣降低、短路甚至燒損。同時,也造成空氣流通面積減少,流量降低,使各通風支路風壓不足,風道繼電器動作,預備燈不滅,導致不能走車的故障,因此必須對過濾器進行定期清洗吹掃。目前,鐵路內無ＳＳ8型電力機車車體過濾器專項清洗設備。清洗方法基本都採用高壓水沖洗,結合簡單的人工刷洗,再晾乾裝車。其缺點主要表現在:
(1)生產率低。由於不能連續作業,清洗速度慢,工作者不得不經常加班工作。
(2)工作強度大。受傳統工藝的限制,不能進行自動化工作,工作者勞動強度大。
(3)工作時間長。受工作者體能等限制,不能長時間連續工作,且過濾器經人工清洗後,需一段時間的晾曬,讓其自然風乾後,才能裝車使用。
(4)不利於節能降耗。價值較高的清洗劑不能重複利用,且耗水量大,過濾器易損壞,造成浪費。 (6)污染環境。缺乏污水處理溝,污水橫流,不利於文明生產。為此,參考國內其它清洗設備,立足機務段的檢修實情,特別針對以上缺點,研製了1台ＳＳ8型電力機車車體過濾器清洗設備。
(5)清洗質量不穩定。受工作者的責任心、工作技能、工作標準、工作態度影響大,且難於控制。
1設計
1 1清洗流程設計
(1)噴清洗劑清洗。利用清洗液(含清洗劑)的化學活性作用,溶解、分解、鬆軟貼附在濾網上的塵埃和油性物質。
(2)滾刷清洗。利用滾刷刷毛與過濾器濾網的相對摩擦運動、機械除去濾網表面上的污垢。
(3)噴水漂洗。利用高壓自來水漂洗剩餘的殘留物。
(4)壓縮空氣吹掃。利用壓縮空氣將過濾器餘水吹走。
(5)驗收。若1～4道工序後,個別過濾器仍然較髒,不能達到裝車要求,可以重複1～4道工序,或專用其中的某一道工序清洗。
1 2模擬試驗
將過濾器以某種速率ｖｉ運動,每塊過濾器清洗耗時Ｔｉ(ｓ),依次經過清洗液噴洗、滾刷刷洗、清水漂洗和壓縮空氣吹掃4道工序,重複多次,每次清洗液以一定的壓力Ｐｉ和流量Ｑｉ通過直徑為Ｌ的管道噴射和清水漂洗,計算每組Ｐｉ、Ｑｉ、ｖｉ的值,衡量清洗乾淨與否。
在充分考慮設備經濟性的前提下,為了達到以較低的配置獲得較高的清洗效果,根據機務段實際情況取經驗值,Ｌ=0 025ｍ,選定5次最接近實際情況的模擬試驗,其結果如表1。
通過分析模擬試驗的結果,我們選擇第4組參數,若配件選型限制,則適當向第3組參數靠攏。
1 3確定主要技術參數
(1)根據清洗效果來確定Ｐｉ、Ｑｉ、ｖｉ值,此ｖｉ值即為驅動輥傳動速率,計算傳動比ｉ為ｉ=(2ｎＲｑ×3 14)/(ｖｉＫｆ)=(2×23×0 075 ×3 14)/(0 10×1 50)≈72ｎ為電機轉速,ｎ=1400ｒ/ｍｉｎ≈23ｒ/ｓ;Ｒｑ為驅動輥半徑,Ｒｑ=75ｍｍ=0 075ｍ;Ｋｆ為滑動補償常數(考慮驅動輥與過濾器之間的滑動補償,一般取經驗值為1 5左右)。由上可計算得傳動比ｉ≈72,由ｉ值選擇驅動電機的減速器。通過市場調查,選定驅動電機減速器減速比為ｉ=68。 (2)由Ｐｉ、Ｑｉ和ｖ值確定噴嘴孔的橫截面積Ｓｐ和噴嘴與過濾器之間的距離Ｌｐ(即有效噴射距離)。 Ｓｐ≈30 66ｍｍ2;Ｌｐ≈356ｍｍ。 (3)由過濾器與滾刷圓周邊的相對速率,來選擇滾刷旋轉速度ω、滾刷半徑Ｒｇ,並改進結構設計,選擇可調整的噴射角,即噴嘴與過濾軌道中軸線之間的夾角θ。 θ=15°～165°;ω≈1 2～1 5ｒ/ｓ;Ｒｇ=175ｍｍ。 (4)由滾刷的旋轉速度確定滾刷及減速器的選型電機轉速:約1400ｒ/ｍｉｎ;減速比:約17～18。
1 4基本結構設計
設備上部佈置了3台防水電動機以及減速裝置,兩台滾刷電機,通過減速器驅動滾刷旋轉,1台驅動電機,通過減速裝置及傳動機構驅動過濾器移動。設備中部是主要工作部分。從設備的進口方來看,進口端首先佈置了設備的電氣控制箱,用於操縱整台設備;接著佈置了1組(左右兩排)噴嘴,用於噴射清洗劑;中間佈置了1組(兩個)滾刷,分別對過濾器兩面進行機械刷洗;在靠近出口的部位,佈置6組噴嘴,前3組用於噴射高壓水漂洗,後3組用於壓縮空氣吹掃,並預留了兩組噴嘴的接口,用於擴展清洗效果。
設備的下部配置了清洗液的加壓泵和漂洗自來水的管道。保證清洗、漂洗時介質有足夠的動能來沖洗髒物。另外,在設備的進端下部,設置有清洗液集流箱及雙層清洗過濾網,保證清洗液循環利用。
1 5電氣系統設計
根據設備的基本設計原理和機械系統的設計、配套進行電氣系統設計。基本思路是採用外接三相電源,機殼接地保護,以常開按鈕開關發布工作者開機指令,接觸器得電動作並自鎖;常閉按鈕開關發布工作者停機指令,接觸器失電釋放動作。接觸器作為執行機構來按預定設計方案對各項工序進行控制。
2設備試制
該清洗設備是1台較先進的非標設備,其使用頻繁,主要部件工作環境臟,電氣絕緣條件差,易短路,因而對設備的製造質量提出了更高的要求,其製造工藝流程如圖1。
3總結
2004年3月10日,該設備在長沙機務段正式投入運用後,廣鐵(集團)公司駐長沙機務段驗收室對清洗後的過濾器進行驗收,認為完全達到裝車標準,清洗質量穩定且高於人工清洗。檢修車間使用後,認為該設備設計先進、合理,貼近了檢修工作的實際情況,結構緊湊、操作簡單、易維護,實用性強,工作可靠,性能良好。其突出優點是:①大幅度提高了職工的勞動效率;②大大改善了職工的勞動條件;③過濾器清洗質量明顯提高,且穩定性好;④改善了過濾器清洗場地的文明化。該設備在長沙機務段投入使用,預計在勞動力成本、清洗材料、過濾器損壞、機車電氣設備損壞等方面全年可節約成本近50萬元。由於該清洗設備設計符合我國鐵路機車檢修的實情,方案、結構合理,性能穩定,具有良好的通用性,有較強的推廣價值。