关于步进式钩尾框自动喷漆系统研究

摘要：钩尾框检修中存在的悬挂钩托运行不平稳、气缸升降平台无防脱落措施、浸漆过程中清漆过量、悬挂钩托与清漆接触面积过大、清理不及时等问题，既影响劳动效率，又存在作业安全风险。通过对输送系统、喷涂系统、烘干系统三部分组成的步进式钩尾框自动喷漆系统研究，解决钩尾框检修中存在的一系列问题，从而达到减轻职工劳动强度、降低检修成本、优化现场管理、消除安全风险，充分释放设备、人员效能，提升现场整体劳动生产率的目的。

关键词 货车检修;钩尾框；喷漆；研究

1 引言

钩尾框是铁路车辆车钩缓冲装置中最为关键的部件之一，用于完成车辆间纵向力的传递。目前钩尾框的检修大都采用环形输送装置进行，即通过链条传动机构和若干悬挂钩托来完成，主要包含钩尾框输送、浸漆、烘干作业。但是该装置操作过程较为繁琐，检修类型单一，且输送工件过程中存在如钩尾框易滑落、钩托悬挂浸漆过程中清漆凝固在设备上、产线检修耗时长、安全性低等诸多问题。为解决钩尾框环形输送装置运行过程中存在的悬挂钩托运行不平稳、气缸升降平台无防脱落措施、浸漆过程中清漆过量、悬挂钩托与清漆接触面积过大、清理不及时等问题，本文就步进式钩尾框自动喷漆系统展开研究。

2 步进式钩尾框自动喷漆系统

步进式钩尾框喷漆系统由三部分组成，即输送系统、喷涂系统、烘干系统。其中，输送系统采用机械抓手对钩尾框进行抓取后利用滑轨进行运输，保证钩尾框安全有序地运送；喷涂系统采用花洒喷头进行多角度全方位喷漆作业，保证钩尾框表面整体均匀附着清漆；烘干系统采用风干室两侧的风干装置对钩尾框表面进行烘干，确保清漆附着无滴落。

2.1 系统运行路线

当钩尾框探伤完毕后，将工件放置输送带，顶升气缸伸长，当机械抓手触碰到钩尾框顶部时，抓取气缸收缩，促使2个活动摇臂收缩成120°，4个钩托手抓对钩尾框进行抓取。当钩尾框运输至清漆池时，抓取气缸伸长，促使2个活动摇臂成180°，钩托手抓松开。整个抓取过程持续60s，其中机械抓手从磁粉探伤机运送至喷涂室，设置30s作业行程；钩尾框喷漆结束后，从清漆池运送至风干室，设置30s作业行程。为保证钩尾框整体被清漆附着，设置喷漆时间为60s。

2.2 具体结构及实施方案

2.2.1 输送系统

输送系统可采用步进式输送模式来完成钩尾框的输送工作。该系统由传动装置、2个机械抓手组成，其中一个机械抓手通过滑轨将钩尾框运输至清漆池，另一个机械抓手通过滑轨把钩尾框从清漆池运输至风干室的输送带上。

机械抓手由钩托手抓、顶升气缸、抓取气缸、活动摇臂、固定托板、活动铰链、固定杆、固定圆销等部件组成。钩托手抓用于抓取重量约为120-150Kg的钩尾框；活动摇臂用于控制钩托手抓的收缩与张开；抓取气缸用于控制活动摇臂；顶升气缸用于调节钩托手抓的吊取高度，保证钩尾框安全运送。

传动装置由滑轨、传动气缸、机架、支撑横梁、固定螺栓等部件组成。传动气缸用于推动支撑横梁沿滑轨向清漆池方向滑行；支撑横梁用于承托机械抓手，保证其稳定运行；机架用于承载滑轨、横梁、气缸等传动装置的全部零部件。

2.2.2 喷涂系统

喷涂系统采用喷洒方式，以保证对钩尾框表面进行全覆盖喷洒。该系统由清漆池、钩尾框支撑架、清漆动力系统、喷头组件组成。钩尾框支撑架用于承托钩尾框，为保证其承载平稳，将支撑架贯穿清漆池内部；清漆池用于收集滴落的清漆，为方便对滴落的清漆进行回收，将清漆池设置为漏斗形状。

喷头组件由花洒喷头、喷头固定件、输入管道、托板等部件组成。其中，喷头固定件主要用于钩尾框底部喷涂；输入管道一端于喷头连接，另一端与水泵相连；花洒喷头共计5个，用于钩尾框侧面和底部喷涂。由于钩尾框底部作为支架的承载面，致使侧面喷头无法喷涂到位，故设计一种专门用于喷涂钩尾框底部的花洒喷头，该喷头主要包含清漆存储腔体、喷头、支撑杆。支撑杆固定设置于托板底部两侧，支撑杆的顶部与清漆存储腔体固定连接，清漆存储腔体为一个空腔的壳体结构，顶部设置有若干个连通的喷头，喷头在远离清漆存储腔体的一端开放设置。

清漆动力系统包括清漆桶、水泵、输入管道、输出管道。清漆桶为一个顶部有盖的壳体结构，清漆筒外部固定设置有水泵，水泵与输入管道的一端相连通。通过控制水泵工作，清漆会通过输入管道进入清漆存储腔体内，然后在水泵、喷头的作用下将清漆喷洒至钩尾框。同时清漆池底部设有清漆出口、输出管道以及若干个流体阀，输出管道的一端与清漆出口相连接，另一端连接至清漆筒内，保证清漆的重复利用。

2.2.3 烘干系统

在风干室内设置有风干装置，包括扇叶、外罩、固定铰链。外罩用于容纳扇叶，保证运转安全；固定铰链位于风干室的两侧，用于固定风干装置。风干装置在风干室中对称分布，当钩尾框喷漆结束，经输送带运送至风干室后，位于两侧的风干装置开始工作，扇叶从钩尾框顶部及两侧向下吹出冷风，增大风干面积，可快速风干。

3 结束语

输送系统中，采用机械抓手代替现有的环形输送结构，输送时间1min缩短为30s，既提高了作业效率，有效地杜绝了环形输送结构存在的钩尾框掉落问题，提高了现场作业的安全性。喷涂系统中，设置5个花洒喷头，用喷洒代替浸没，有效解决了钩尾框吊具清漆挂壁问题。该步进式钩尾框喷漆系统，具有提升设备自动化率、减轻职工劳动强度、降低检修成本、优化现场管理等多项优点，同时，本设计属于步进式输送，作业行程较短，可应用于开放和密闭环境下，且结构较为简单，方便后期的维护保养，有效解决现场制约，释放设备、人员效能，提升了现场整体劳动生产率。