机车阀类智能检修系统设计

机车阀类智能检修系统设计

吴翔宇

身份证号码：1303231990****0614

摘要：改革后，受社会发展的影响，带动了我国交通行业的进步。近年来，在机车空气管路制动系统中分布着分配阀、电空阀及中继阀等各种功能的气动阀，通过阀的单独动作、电控动作及阀间的相互作用，实现机车在不同工况下的车速控制。由于机车阀类部件装配精度较高，动作频繁，需定期下车进行维修和试验。

关键词：机车阀类；智能检修；系统设计

引言

密封电池的使用，在维护上取消了电池加水的工作，并使机车的可靠性有了较大的提高。如何进行检修？多年的实践和摸索表明，阀控式密封蓄电池的检修关键是适时地补水和恢复性充电（三充二放），而这正是蓄电池厂家使用说明书所忽视的。若忽视这一问题，将造成电池报废。

1铁路机车检修制度概述

机车检修制度是指为使机车在良好技术状态下可以稳定安全的运行，并通过合理的检修延长机车使用寿命而做出的进行检査和检修的计划方案。中国铁路机车采用的是预防性的定期检修制度，逐步实行状态修、换件修和主要零部件的专业化集中检修。这种铁路机车检修制度本质上是从宏观角度出发的计划预防维修机制，以机械部件的磨损理论为基础，以预防思想为主，根据退化规律和机械设计理论预测出机车各种类部件的退化速度和使用寿命，从而在部件失效前进行干预、保养和修复，可以在一定程度延长使用寿命，延缓部件的磨损速度。一般通过定时检查、按期保养、计划维修3步进行实施。但是在长期的机车发展过程中，逐渐发现一些设备或零件出现偶发性故障，而且在铁路运输任务繁重的背景下，检修工作角度不合理，检修耗时延长的情况也时有发生，这都降低了机车的使用效率。

2机车阀类智能检修系统设计

2.1机车阀类智能检修系统引进

针对上述问题，设计并引进了机车阀类智能检修系统对各种阀类的检修过程及检修质量进行全过程指导、控制及管理。该系统主要由阀类拆解工作台、配件自动输送线、自动超声波清洗机、阀类组装工作台、视觉装配系统、阀类试验台、成品智能存放库及综合信息管理平台等组成。系统可以对检修作业进行全过程监控、提示和指导，记录并检测装配过程中员工操作行为的规范性和工具工装使用情况。对阀弹簧、阀杆尺寸等关键数据的测量实现了自动化及智能化，对阀芯装配等关键工序实现了项点控制及参数控制，检修人员一旦出现装配违规或错误时，系统会进行实时报警提示及操作工序暂停，实现了生产过程的防错、防呆智能控制，从而确保作业人员严格按照标准工艺要求进行阀类检修作业。

2.2建立铁路的标准接口

机车制造都以模块化设计、模块化制造为主，生产机车时，主机厂首先采购部件甚至超大部件，然后再组装生产出机车，各品牌部件的最小单元化配件各不相同，会产生不能配套的质量问题。若能形成部分标准的铁路接口，将会消除许多不配套的质量问题。以手机为例，某品牌手机要入网必须在工信部报备，但附属的有线耳机、数据线必须遵循国家统一标准，使用XX接口，这样可以降低耳机、数据线等配件采购的困难程度，减少配套的质量问题。

2.3检修机制改进原则

铁路机车检修机制的优化改进需要遵循一些基本原则，来保障铁路机车检修机制的改进符合中国当前铁路运输实际情况，能够有效提升铁路机车检修工作质量和效率。第一个原则是安全性原则，质量安全是维修工作的核心目标，不能为了提升工作效率而忽视铁路机车的质量安全。因此在维修机制的优化和改进上应充分考虑到检修工作的有效性与可靠性，以质量安全为核心，全面开展检修工作。第二个原则是资源优化原则，当前中国铁路机车维修制度存在问题就是检修内容与机车实际技术状态存在一定差异，导致检修不足或是过度检修情况的发生，造成这一问题的主要原因不只是预防修制度本身存在局限性，还包括检修资源配置不合理、不完善的问题，在铁路机车检修上未能最大限度地发挥其效用。因此，要注重对现有检修资源的合理配置、科学结合，实现检修工作质量的最优化分配。第三个原则是协作性原则，由于铁路机车检修涉及运营、机务、调度、工务等多个部门，而机车调度与检修的顺利开展需要不同部门之间的有效配合，虽然负责铁路机车检修的是机务部门，但多个部门的相互配合才能达到不仅是检修资源的最优化配置，包括机车资源、人力资源的最优配置也能够实现。第四个原则是可持续发展原则，检修工作人员应当重视检修机制的发展，充分考虑现有机车运行的长远要求，机车检修工作本身就是铁路运输的重要组成部分，在开展检修工作时要多考虑检修资源配置、检修机制合理性等内容，为今后铁路机车检修机制优化提供决策依据，促进铁路机车检修的长远发展。

2.4阀类配件自动输送线

机车阀类拆解、清洗和组装采用数字化行迹盒、倍速链、扫码枪和移栽机构实现工件在各个工序间的流转。数字化行迹盒带有二维码，并根据工件的外形尺寸设计工件仿形放置。倍速链配置转速变频调节装置，通过和移栽机构等配合将各个工位进行串联。作业人员将拆解完毕的阀类配件放于工作台侧面的形迹盒内，通过输送装置及移载机构将行迹盒运送至超声波清洗机入口处，通过配置的二维码扫描枪自动感知数字化行迹盒，超声包清洗机配置的机械手自动抓取数字化行迹盒搬运至超声波设备清洗筐内。超声波清洗机自动启动设定的清洗程序，清洗结束后，由机械手自动搬运至输送线上。根据数字化行迹盒和二维码扫码枪读取的二维码数据，输送线会自动将行迹盒送至指定的检修、组装工位，实现了工位间的定点输送。

2.5纳米涂料防锈原理

典型的纳米涂料(层)的微结构表征见图1,从原子力显微镜中可看出,涂层由均一的纳米粒子组成。纳米粒子的粒径大约为20 nm左右。XPS元素分析表明(见图2),纳米粒子由钛、硅等元素组成，是利用硅、铝、钛和锆的醇盐在溶胶-凝胶过程中生成无机材料。基本的结构可以从典型的无机材料到典型的有机材料之间选择。涂层材料的特定性能可以通过有机成分调整和同时生成有机网状结构的方法进行控制。该材料通过化学键能够和金属表面紧密地结合在-起从而形成一层很薄的保护膜，防止金属的腐蚀。由于涂层具有高的疏水性能,因此腐蚀性物质难以与底材接触,从而达到防腐的目的。由于纳米涂层很高的致密性(见图3),纳米涂层才有很好的防腐性能。材料的应用可以按照传统涂层技术实现。应用范围包括金属表面的防腐保护,增强聚合体表面的抗擦伤能力或者用于防尘防污等。材料的应用形式有光泽面、可以被染色、或者用于色素层(涂色的、金属性的)。涂层与很多不同的基质黏结性能都很好(金属、玻璃、陶瓷制品、聚合物),而且它的厚度要比传统的涂层和光泽面薄得多。在了解了纳米涂料防腐原理基础上，我们进一步对NC202、NC204、NC201三种纳米涂料进行了一系列对比及可行性试验。

图1典型的纳米涂层原子力显微镜照片

图2典型的纳米涂层的元素分析

图3典型的纳米涂层SEM照片

结语

机车阀类智能检修系统的投产和应用具有极其重要的意义，不仅大幅提升了机车关键部件的检修质量，有效确保了机车的运行安全。同时，也彻底解决了机车阀类传统检修作业中存在的随意性、无序性和不可追溯性等问题。例如工艺要求、存储定量及操作标准等，技术人员及管理人员在此过程中进行了大量细化修订和优化完善工作，从而使智能检修系统得以顺利投产运行，一定程度上也起到了倒逼管理升级的积极作用。

参考文献

［1］赵阳.电力机车检修计划优化与车间调度问题研究［D］.兰州：兰州交通大学，2020.

［2］贺亚楠.浅谈铁路货运机车检修资源配置与运用优化［J］.内燃机与配件，2019（24）：141-142.