HGM-B型高摩擦系数合成闸瓦表面自动喷漆设备的设计与应用

焦纪鹏

（太原铁路局晋太实业（集团）有限公司， 山西 太原 030003）

引言

合成闸瓦是铁路货车制动系统中的重要零部件之一，根据中华人民共和国铁道行业标准TB/T 2403—2010的规定：“规格为Φ840 mm的H闸瓦瓦背应涂刷黑色油漆”[1]。我国大部分生产货车用高摩擦系数合成闸瓦（合成闸瓦）的厂家均使用传统人工喷漆的作业方式。采用人工喷漆时，首先将合成闸瓦码放到地面，手持喷枪利用空气压缩机产生的高压气体将漆料喷涂在合成闸瓦表面，自然晾干。这种方式有效率低下、污染环境并容易造成油漆喷涂不均匀等一系列缺陷。表面喷漆处理不到位会造成合成闸瓦腐蚀断裂，严重影响合成闸瓦的使用性能及寿命，因此有必要研制一套自动喷漆线来满足现场使用要求。

1 设计方案

针对人工喷漆作业方式存在的缺陷，设计了一套自动喷漆线[2]，如图1所示。

图1 自动喷漆线系统结构

自动喷漆线：由控制系统、输送系统、喷漆系统、漆雾过滤系统、烘干区、强冷区六个部分组成。

控制系统：由PLC通过触摸屏对系统进行控制[3]，控制输送系统及喷漆系统的作业方式，使之通过传感器具备自动检测工件、自动启动及复位功能。

输送系统：分为上件段、输送段、下件段三个部分；以2.2 kW电机为动力，其转速由PLC进行控制，通过链条完成对合成闸瓦的整体输送，输送宽度为900 mm，链条的传动速率为6 m/min，传输平稳、承重力强。

喷漆系统：由全单轴往复喷漆机和喷枪两部分组成，以电机为原动力，完成对合成闸瓦表面喷漆处理。

漆雾过滤系统：由多层抽屉式盒体组成，内置可拆式活性炭，由排气风机产生的反向风力将漆雾及废气输送到此系统，可达到净化作用。

烘干区：使用双管中波石英辐射管（简称IR灯管）直接辐射加热，共分4节，每节长度为2 m，利用PID温度模块控制烘干温度。

强冷区：以强冷风机为动力，并设计有合理的风量流道，适宜的风量能快速地把湿气从合成闸瓦表面带走。

2 工作原理及流程

首先，将合成闸瓦放置在输送系统的上件段，通过链条传送进入喷漆系统区，此时，传感器检测到信号，并将信号传输到控制系统。然后自动开启全单轴往复喷漆机，开始喷漆作业，同时漆雾过滤系统开始作业，以保证漆雾不散发。在喷漆完成后由输送系统将合成闸瓦输送到烘干区进行烘干，之后将合成闸瓦输送到强冷区，除掉其表面的湿气。最后将合成闸瓦输送至下件段以进行后续处理。

3 效果对比

3.1 喷漆质量

采用人工喷漆时，受人为操作误差的影响，合成闸瓦表面容易出现油漆喷涂不均匀产生的漆色均匀度差异，如图2所示。自动喷漆线运输系统传送速率稳定，喷漆系统能均匀地完成合成闸瓦的表面喷漆工作，如图3所示。通过对比可以看出，自动喷漆线能够保证合成闸瓦表面喷漆质量，符合中华人民共和国铁道行业标准TB/T2403—2010的要求。

图2 人工喷漆闸瓦表面

图3 自动喷漆闸瓦表面

3.2 效率

以3 000块合成闸瓦为同一批次进行喷漆处理。采用人工喷漆作业方式时，搬运及喷漆工作均需人工完成，还需自然晾干，总耗时8.5 h/批，效率低下。

自动喷漆线只需人工将合成闸瓦码放到运输系统的上件段，采用流水线作业方式，自动完成合成闸瓦的喷漆、烘干作业，总耗时3 h/批，大大提高了工作效率。两种作业方式效率对比如表1所示。

表1 不同喷漆方式每批耗时对比表 h

3.3 环保

人工喷漆作业过程会使漆雾散发到空气中对环境造成污染，危害工人身体健康，喷漆场景如图4所示。

图4 人工喷漆场景

自动喷漆线作业时，散发的漆雾由漆雾过滤系统进行净化处理，改善了工作环境，保障了工人的身体健康，工作场景如图5所示。

图5 自动喷漆线工作场景

4 应用效果

该设备在晋太实业（集团）有限公司使用以来，满足了生产工艺要求，保证了合成闸瓦表面喷漆质量，减轻了职工的工作强度，改善了职工的工作环境，大大提高了生产效率，具有较高的实用价值。

[1] 中华人民共和国铁道部.铁道货车用合成闸瓦[M].北京：中国铁道出版社，2011.

[2] 赵祥.原理及机械零件[M].北京：中国铁道出版社,1998.

[3] 李江全，王卫兵，李玲.计算机控制技术[M].北京：机械工业出版社，2007.