摘要：通過(guò)鋼板預(yù)處理線刈金屬表面拋丸處理技術(shù)的機(jī)理分析，在鐵路車(chē)輛轉(zhuǎn)向架的檢修中對(duì)其表面清理的技術(shù)論證中進(jìn)行了靈活應(yīng)用，收到很好的效果：尤其是在車(chē)輛轉(zhuǎn)向架的幾種表面清理方案比較中，優(yōu)選出拋丸處理技術(shù)為最佳方案，為鐵路車(chē)輛檢修技術(shù)裝備的選型及定型提供了重要的參考依據(jù)．

 關(guān)鍵詞:拋丸處理技術(shù)，鐵路，車(chē)輛轉(zhuǎn)向架檢修

    鐵路車(chē)輛檢修體制改革已經(jīng)提上了議事日程，新的檢修體制對(duì)檢修基地的適應(yīng)性提出了很高的要求。目前，各鐵路局的客、貨車(chē)檢修基地都在加大建設(shè)力度，按照鐵道部運(yùn)輸指揮中心裝備部的要求進(jìn)行8條檢修流水線的建設(shè)，這將對(duì)車(chē)輛檢修體制的改革、對(duì)提高檢修基地的通過(guò)能力、對(duì)提高車(chē)輛檢修質(zhì)量以及提高檢修效率、壓縮車(chē)輛檢修停時(shí)、提高車(chē)輛在線率具有重要意義。

    車(chē)輛轉(zhuǎn)向架是車(chē)輛的重要組成部分，在車(chē)輛的分解檢修中轉(zhuǎn)向架表面清理是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，其表面清理質(zhì)量直接影響到后續(xù)檢查檢修工序的質(zhì)量。近年來(lái)，車(chē)輛轉(zhuǎn)向架的表面清理技術(shù)不斷調(diào)整改進(jìn)，但是，總是達(dá)不到理想效果。因此要求我們盡快從中優(yōu)化出最佳方案，以解決車(chē)輛轉(zhuǎn)向架表面清理的難題。

    車(chē)輛轉(zhuǎn)向架是車(chē)輛的支撐和走行部分，它對(duì)列車(chē)行車(chē)安全起著至關(guān)重要的作用。因此，在車(chē)輛的分解檢修作業(yè)中要對(duì)轉(zhuǎn)向架進(jìn)行表面除銹、除垢、除漆處理，以便進(jìn)行轉(zhuǎn)向架外觀質(zhì)量檢查和探傷檢查，多年來(lái)，車(chē)輛轉(zhuǎn)向架表面清理技術(shù)不斷改進(jìn)，力圖使轉(zhuǎn)向架表面清理質(zhì)量提高、操作方便、減少污染。這些技術(shù)中不外乎化學(xué)的、熱學(xué)的、力學(xué)的以及這3種方法的小同組合。初期是純粹的煮洗，即化學(xué)和熱學(xué)組合的方法，將轉(zhuǎn)向架放人一定濃度的NaOll水中，使堿對(duì)轉(zhuǎn)向架上的鐵銹、污垢及油漆發(fā)?；瘜W(xué)反應(yīng)，并對(duì)堿水加熱煮沸定時(shí)問(wèn)后，把轉(zhuǎn)向架從堿水中吊出，用清水對(duì)轉(zhuǎn)向架進(jìn)行清洗，達(dá)到對(duì)轉(zhuǎn)向架表面清理的目的。在煮洗方法之后，又發(fā)展為通過(guò)式（往復(fù)式）或旋轉(zhuǎn)式?jīng)_洗，即化學(xué)的、熱學(xué)的和力學(xué)的組介方法，將轉(zhuǎn)向架牽入沖洗設(shè)備中，用一定溫度和一定濃度的NaOH水在一定的壓力下對(duì)轉(zhuǎn)向架進(jìn)行噴射沖洗，使轉(zhuǎn)向架上的鐵銹、污垢及油漆在堿的作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)（熱堿水加速化學(xué)反應(yīng)），并在帶壓力的堿水的沖擊下加速鐵銹、污垢及油漆與轉(zhuǎn)向架金屬表面分離。一定時(shí)間后，將轉(zhuǎn)向架從沖洗設(shè)備中牽出（或在帶清冼的設(shè)備中）清洗，達(dá)到對(duì)轉(zhuǎn)向架表面清理的目的。這一技術(shù)是對(duì)煮洗方式的發(fā)展，效果較好，然而，車(chē)輛新技術(shù)的快速發(fā)展，車(chē)輛轉(zhuǎn)向架上橡膠零部件的增多，在進(jìn)行表面清理時(shí)禁用堿水，取而代之的是用高壓清水噴射沖洗。但是，存解決一個(gè)矛盾的同時(shí)義帶來(lái)另一個(gè)問(wèn)題，即轉(zhuǎn)向架表面清理質(zhì)量的下降。這種高壓清水沖洗技術(shù)力圖用力學(xué)原理來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)向架表面清理，但最終未能達(dá)到理想效果。在多種技術(shù)方案的比較中，金屬鑄件表面清砂技術(shù)引起我們的關(guān)注，這就是金屬表面拋丸清理技術(shù)。然而，這一技術(shù)能否在車(chē)輛轉(zhuǎn)向架表面清理中得到有效應(yīng)用并達(dá)到理想效果，這就是我們要研究的課題。

3、拋丸機(jī)理分析：

3.1、碰撞原理：

    鋼丸是具有一定質(zhì)量的合金粒子，在拋丸器旋轉(zhuǎn)力的作用下，將彈丸以一定的速度拋向轉(zhuǎn)向架，使鋼丸與轉(zhuǎn)向架發(fā)牛碰撞，在碰撞過(guò)程中，鋼丸所產(chǎn)生的力為F=（mvJ - rrwo）／(￡1- 10)，即單位時(shí)間鋼丸動(dòng)量的變化，其中m,-鋼丸質(zhì)量；vo-鋼丸拋出的初速度：F——鋼丸接觸轉(zhuǎn)向架時(shí)的速度；t0-作用的起始時(shí)間；tl-作Hj的結(jié)束時(shí)間。這個(gè)力作用在轉(zhuǎn)向架金屬表面的氧化層（鐵銹）、污垢及油漆上，使其L轉(zhuǎn)向架金屬表面分離，顯出金屬表面本身。由于鋼丸在與轉(zhuǎn)向架的碰撞中，轉(zhuǎn)向架及其零部件的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大丁鋼丸的質(zhì)量，所以，鋼丸由拋丸器拋出作用于轉(zhuǎn)向架，則以接觸后的速度彈出由于作用于轉(zhuǎn)向架的另一部分，這樣，一個(gè)鋼丸質(zhì)點(diǎn)作用于轉(zhuǎn)向架的次數(shù)遠(yuǎn)大丁1。

3.2、點(diǎn)面關(guān)系：

    車(chē)輛轉(zhuǎn)向架由構(gòu)架、彈簧等零部件組成，外型復(fù)雜，相互遮檔面多，鋼丸作用于轉(zhuǎn)向架是一個(gè)點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)對(duì)于轉(zhuǎn)向架來(lái)說(shuō)是微不足道的，但是，從概率的角度束分析，拋丸器每轉(zhuǎn)一圈拋出的鋼丸數(shù)與轉(zhuǎn)向架接觸的面積占覆蓋面積的1/50一I/100的話，拋丸器的轉(zhuǎn)速為I 400 r/rnin．則拋丸器拋射角度內(nèi)轉(zhuǎn)向架的接觸面積必然全部覆蓋。當(dāng)承載轉(zhuǎn)向架的轉(zhuǎn)盤(pán)以fr／min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)或往復(fù)式運(yùn)行單行1次/min，其表面覆蓋率可達(dá)100%。鋼丸與轉(zhuǎn)向架表面的接觸是點(diǎn)的集合，即點(diǎn)面關(guān)系，由鋼丸拋射的無(wú)規(guī)則性和鋼丸拋射數(shù)量的不可數(shù)性，使接觸點(diǎn)的面積趨于轉(zhuǎn)向架表面積，點(diǎn)的碰撞趨于面的碰撞，隨拋丸時(shí)間的延長(zhǎng)，碰撞面積可多重覆蓋。在拋丸器拋射角度正對(duì)的轉(zhuǎn)向架的面積可全部覆蓋，那么，遮檔面如何解決？在碰撞原理中已講到，由于鋼丸與轉(zhuǎn)向架的碰撞其反彈效應(yīng)使鋼丸與轉(zhuǎn)向架的各個(gè)部分都接觸（盡管反彈后的力有所減弱，但仍然能在碰撞中起到作用）包括零部件的遮檔面。為補(bǔ)償鋼九反彈力的減弱和反彈質(zhì)點(diǎn)接觸面的減少，在作用時(shí)間上進(jìn)行調(diào)整，即增加承載轉(zhuǎn)盤(pán)的旋轉(zhuǎn)次數(shù)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)的次數(shù)，最終使得轉(zhuǎn)向架表面的氧化物（鐵銹）、污垢及油漆經(jīng)碰撞而與金屬表面分離，達(dá)到轉(zhuǎn)向架表面清理的H的。

4、功能試驗(yàn)及方案對(duì)比：

    首先，在小型配件拋丸清理機(jī)上試驗(yàn)，工件處于翻滾狀態(tài)，拋丸器下置，配件的4個(gè)面（按六面體舉例）處于拋丸器拋射角度的覆蓋上，而且，由于拋丸清理機(jī)與配件的另外兩個(gè)面相對(duì)應(yīng)的面是側(cè)鋼板，因此，鋼丸在與配件的碰撞中各部分即6個(gè)面都與鋼丸接觸，實(shí)踐證明，任何形狀的配件其表面都可受到鋼丸的碰撞，達(dá)到表面清理的目的。

    其次，在小型拋丸機(jī)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)拋丸清理原理及技術(shù)研制車(chē)輛轉(zhuǎn)向架拋丸清理裝置。該裝置采用旋轉(zhuǎn)方式，4 r/min，清理機(jī)側(cè)面安裝-臺(tái)拋丸器，拋射角度覆蓋轉(zhuǎn)向架高度，清理機(jī)下部安裝兩臺(tái)拋丸器，降低清理機(jī)高度且覆蓋面積大干轉(zhuǎn)向架同轉(zhuǎn)半徑覆蓋的面積，轉(zhuǎn)向架支撐轉(zhuǎn)盤(pán)下部為耐磨鋼板。通過(guò)試驗(yàn)，路面拋丸機(jī)工作8 min，轉(zhuǎn)向架各部的表面金屬氧化物、污垢及油漆能全部清理干凈。

   第三，拋丸清理與現(xiàn)在用的高壓水清理方式的對(duì)比（見(jiàn)表1）。

5、完整配套技術(shù)：

   拋丸清理技術(shù)引入到鐵路車(chē)輛轉(zhuǎn)向架的清理，還需要許多配套技術(shù)的完善。

   (1)運(yùn)動(dòng)方式的選擇。車(chē)輛榆修基地根據(jù)自己的具體情況町選擇通過(guò)式（往復(fù)式）或旋轉(zhuǎn)式，這幾種方式中旋轉(zhuǎn)方式具有較多優(yōu)點(diǎn)，如占地小，拋丸與向與轉(zhuǎn)向架的支攆轉(zhuǎn)盤(pán)旋轉(zhuǎn)方向構(gòu)成最佳組合，使物體需清理的表面與拋丸面吻合。

    (2)承臺(tái)載倚及轉(zhuǎn)速的選擇。通過(guò)式（往復(fù)式）或旋轉(zhuǎn)式承臺(tái)要按轉(zhuǎn)向架自重設(shè)計(jì)好載荷，并選擇好承臺(tái)通過(guò)（往復(fù)）或旋轉(zhuǎn)速度，以保證清理質(zhì)量和效率。

    (3)拋丸器的選擇。拋丸器是清理機(jī)的核心部件，其功率、旋轉(zhuǎn)速度以及耐磨性等指標(biāo)都是非常重要的，并非功率越大越好，要根據(jù)被清埋工件的大小以及與拋丸器的距離等因素而定。

    (4)鋼丸的選樣與回收。鋼丸是清理機(jī)的介質(zhì)，其硬度、粒度、耐磨性是重要參數(shù)，根據(jù)不同的清理對(duì)象選用不同的鋼丸。轉(zhuǎn)向架拋丸清理機(jī)選擇I．5mm的鋼丸是比較適宜的。同時(shí)，要注意鋼丸的同收利用，節(jié)約成本。

    (5)除塵器的匹配選擇．根據(jù)轉(zhuǎn)向架拋丸清理機(jī)清理室容積的大小選擇除塵器的功率和除塵力式，要防止一次污染。

    金屬表面拋丸清理技術(shù)在鐵路車(chē)輛轉(zhuǎn)向架清理方面的應(yīng)用是可行的，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)向架表面的鐵銹、污垢和油漆的清理，為轉(zhuǎn)向架分解檢查創(chuàng)造了好的條件。同時(shí)，與現(xiàn)有高壓水沖洗轉(zhuǎn)向架的方式相比顯示出較強(qiáng)的優(yōu)越性。以太原車(chē)輛段為例，在投入使用轉(zhuǎn)向架拋丸清理機(jī)的8個(gè)月來(lái)就發(fā)現(xiàn)了4起轉(zhuǎn)向架構(gòu)架裂紋，防止了旅客列車(chē)凼轉(zhuǎn)向架構(gòu)架破損造成事故的可能性。根據(jù)我們的探索及應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，提出如下建議：

    (1)拋九清理技術(shù)經(jīng)濟(jì)實(shí)用、高效及流水線作業(yè)方式，效果良好，應(yīng)予推廣。

    (2)鋼丸的粒度選擇要適中，否則會(huì)適得其反。

    (3)加強(qiáng)對(duì)拋丸清理機(jī)配套除塵設(shè)備的正確使用和保養(yǎng)，使傳統(tǒng)技術(shù)與清潔生產(chǎn)技術(shù)融為一體，服務(wù)于生產(chǎn)。