ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ РЕМОНТА АККУМУЛЯТОРОВ

Полезная модель относится к системам для ремонта и восстановления пригодности частей, отработавших, преимущественно щелочных аккумуляторов, в частности аккумуляторов железнодорожных вагонов и локомотивов.
Известно руководство по ремонту [«Аккумуляторные батареи пассажирских вагонов, МПС, 1991 г.», Руководство по ремонту №609 ЦЛ-91РД], которое содержит поточную линию ремонта щелочных аккумуляторов ВНЖ-300, включающую взаимосвязанные между собой транспортными и технологическими средствами рабочие места в составе стола разборки аккумуляторных батарей, стенда снятия чехлов, машины мойки чехлов, стенда испытания чехлов, стола диагностики аккумуляторов, машины мойки аккумуляторов, стола отстоя, стенда надевания чехлов и стола сборки.
Общими существенными признаками аналога и предлагаемой технологической линии ремонта аккумуляторов являются компоновка линии в целом и последовательность размещения отдельных столов, стендов и машин, однако в линии аналога используется большое количество ручных операций и недостаточные требования к технике безопасности и экологии.
Наиболее близким по выполняемым задачам, совокупности существенных признаков и технической сущности предлагаемому устройству является технологическая линия ремонта аккумуляторов в составе стола разборки аккумуляторов, стенда снятия чехлов, стола диагностики, машины мойки аккумуляторов, стола отстоя, стенда надевания чехлов, стенда сборки тележки и наполнения аккумуляторов электролитом, машины мойки чехлов, стенда испытания чехлов на герметичность, при этом стенды снятия и надевания чехлов выполнены в виде гидроподъемника с траверсой и приводом от пневмогидравлического бака, цангового захвата узла фиксации чехла в виде вилки со стержнями для снятия чехла и прямоугольного кольца для надевания чехла, фиксатора вилки или кольца, а нижняя часть стержней вилки на высоте 25-75% высоты стержня может иметь конусность от 1:50 до 1:100; пантовый захват выполнен в виде трубы для соединения с крюком траверсы и двух планок, изолированных друг от друга, конец одной планки охватывает резьбу борна по диаметру, а другой планки, для компенсации погрешностей межцентрового расстояния, имеет поверхность с насечкой и профилем, соответствующими резьбе борна и работает как зажим; стол диагностики аккумуляторов оснащен рентгеновской установкой, приемным устройством, блоком преобразования и монитором; машина мойки аккумуляторов имеет барабан, оснащенный четырьмя площадками с ячейками для установки аккумуляторов, закрепляемых откидными траверсами; электронагревателями, размещенными внутри корпуса и оснащенными терморегуляторами; машина мойки чехлов выполнена в виде карусели с вертикальной осью вращения и горизонтальными траверсами с решетчатыми стойками, размещенными в баке с крышкой, оснащенной по крайней мере двумя окнами для загрузки и выгрузки чехлов, душирующими устройствами в верхней и нижней частях рабочего пространства бака, люком для удаления загрязнений и случайных предметов, патрубком слива отработанной моечной жидкости; при этом бак установлен на амортизаторах, обеспечивающих возможность вибрации с частотой 1-100 Гц и амплитудой 1-5 мм.
В частном случае, стержни вилки выполнены с осевым отверстием и сплющены в диаметральной плоскости, а цанговый захват выполнен с возможностью закрепления двух и более аккумуляторов одновременно, в качестве материала планок цангового захвата берут полимерные материалы, например полипропилен; машину для мойки чехлов используют для межоперационной транспортировки и временного хранения чехлов, для мойки аккумуляторов берут воду, подогретую до 55-60°С, а подщелачивание осуществляют едким калием из расчета 8% едкого калия, вибрацию чехлов при мойке осуществляют преимущественно при частоте 3-10 Гц и амплитуде 1-3 мм; при этом вибрация может быть ориентирована в горизонтальной и/или вертикальной и/или наклонной плоскости под любым углом к вертикали за счет конструкции и/или настройки амортизаторов [Свидетельство РФ на полезную модель №16805, Н01М 10/54, 2000 г.]
Общими существенными признаками аналога и предлагаемой технологической линии ремонта аккумуляторов являются компоновка линии в целом и последовательность размещения отдельных столов, стендов и машин, однако в известной технологической линии недостаточно глубоко учтены требования техники безопасности и экологии. В отличие от аналога, в предлагаемой полезной модели дополнительно предусмотрены стол слива электролита и машина мойки мелких деталей.
Предлагаемая технологическая линия ремонта аккумуляторов предназначена для решения технической задачи, предусматривающей повышение комфортности обслуживания персоналом рабочих мест технологической линии при соблюдении высоких требований техники безопасности и промышленной санитарии, а также повышенных экологических требований.
Стол разборки аккумуляторных батарей, как и в прототипе, оснащен пневмогайковертами, но, в отличие от прототипа, пневмогайковерт предлагаемой технологической линии оснащен специальным кожухом с возможностью поворота вокруг продольной оси, защищающем рабочее место от технологических выхлопов сжатого воздуха в процессе работы.
Стенд снятия чехлов, как и в прототипе, включает фиксатор, оснащенный вилкой, по крайней мере с двумя стержнями, которые могут иметь сквозные осевые отверстия и иметь форму эллипса в диаметральной плоскости. Аккумулятор удаляется из чехла перемещением вверх посредством гидроподъемника, оснащенного траверсой с крюком и цанговым захватом в виде трубы для соединения с крюком траверсы и двух планок, изолированных электрически друг от друга; один конец планок охватывает резьбу борна по диаметру, а другой, для компенсации погрешности межцентрового расстояния, выполнен в виде плоскости с насечкой и профилем, соответствующим резьбе борна и работает как зажим; гидравлический подъемник работает от пневмогидравлического бака.
Стол диагностики, как и в прототипе, оснащен цинковым электродом.
Стол слива отработанного электролита, в отличие от прототипа, в составе прямоугольного корпуса, фильтра-отстойника и бака-накопителя, в нижней части которого смонтирован сливной патрубок с насосом для перекачки отработанного электролита. В верхней части стола слива отработанного электролита смонтировано устройство для облегчения опрокидывания аккумулятора при сливе электролита.
Машина мойки аккумуляторов, как и в прототипе, включает барабан, имеющий площадки со склизами для загрузки аккумуляторов и приспособлениями, фиксирующими аккумуляторы на площадках; корпус с наклонным поддоном, оснащенный патрубком и коллектором ввода моечной жидкости; патрубки оснащены вентилями; приспособления для автоматического поддержания температуры моечной жидкости; привод соединен с горизонтальным барабаном посредством полумуфт сцепления и стопором.
Стол отстоя, как и в прототипе, оснащен стеллажом для размещения аккумуляторов.
Стенд надевания чехлов, как и в прототипе, отличается от стенда снятия чехлов тем, что вместо фиксатора используют прямоугольное кольцо, выполненное по форме контура верхней части чехла.
Стол сборки аккумуляторных батарей, как и в прототипе, оснащен пневмогайковертами и приспособлением для заполнения аккумулятора электролитом с электромагнитным уровнем, оснащенным датчиком.
Машина мойки чехлов, как и в прототипе, состоит из бака на опорных амортизаторах с крышкой, карусели с вертикальной осью вращения и горизонтальными траверсами, оснащенными решетчатыми стойками с небольшой обратной конусностью для размещения чехлов; а в нижней части бака предусмотрен, по крайней мере, один люк для удаления загрязнения и случайных предметов; в днище и крышке размешены душирующие устройства для подачи моечной жидкости, а патрубок отвода отработанной моечной жидкости размещен в нижней точке поддона, имеющего небольшой уклон; привод карусели включает двигатель и, в отличие от прототипа, один понижающий редуктор. В отличие от прототипа, решетчатые стойки с небольшой обратной конусностью для размещения чехлов сконструированы с возможностью размещения на них чехлов вагонных аккумуляторов и/или чехлов аккумуляторов локомотивов.
Стенд испытания чехлов на герметичность, как и в прототипе, содержит бак, наполненный водой и устройство подачи воздуха в полость одного и более чехлов, а в отличие от прототипа, в устройстве подачи воздуха предусмотрен кран-распределитель, обеспечивающий подачу воздуха отдельно в каждый контролируемый чехол.
Для межоперационной транспортировки узлов и изделий предлагаемая технологическая линия ремонта аккумуляторов оснащена тележкой, перемещаемой, в отличие от прототипа, по рельсам, закрепленным на конструкциях компонентов технологической линии.
Конструкция предлагаемой полезной модели иллюстрируется следующими условными рисунками: фиг.1 - блок-схема технологической линии ремонта аккумуляторов, фиг.2 - стол слива отработанного электролита, фиг.3 - машина мойки чехлов, фиг.4 - стенд испытания чехлов на герметичность, фиг.5 - пневмогайковерт, фиг.6 - машина мойки мелких деталей, фиг.7 - стенд снятия чехлов, фиг.8 - межоперационная тележка.
На фиг.1 представлены: стол разборки аккумуляторных батарей 1, стенд снятия чехлов 2, стол диагностики 3, стол слива отработанного электролита 4, машина мойки аккумуляторов 5, стол отстоя 6, стенд надевания чехлов 7, стол сборки аккумуляторных батарей и наполнения аккумуляторов электролитом 8, машина мойки чехлов 9, стенд испытания чехлов на герметичность 10, машина мойки мелких деталей 11, межоперационная тележка 12.
Стол слива отработанного электролита (фиг.2) состоит из стола с ножками 13, с размещенным в нем фильтром-отстойником 14 в виде емкости, в которой размещены крышка 15, стенки разновысоких порогов 16 и сливное отверстие в нижней части, баком-накопителем 17, оснащенным электродами уровня жидкости 18 с патрубком в нижней части бака и насосом 19 для перекачки отработанного электролита на регенерацию, а в днище предусмотрен патрубок 20 с краном для транспортировки отработанного электролита на нейтрализацию. На верхней плоскости стола установлены направляющие для размещения аккумуляторов 21 и изолирующие прокладки 22, а также упор П-образной формы для удобства и облегчения опрокидывания аккумуляторов.
Машина мойки чехлов (фиг.3) включает бак 23 прямоугольной формы, в котором размещены карусель 24 с установленными на ней стойками 25 для установки чехлов и привод вращения карусели в составе электродвигателя 26, редуктора 27, центральной стойки 28, содержащей храповой и фрикционный механизмы. Внутри бака смонтированы верхний и нижний душирующие устройства 29.
Стенд испытания чехлов на герметичность (фиг.4) включает стол 30 на ножках с закрепленными снизу баком с водой 31 и баком привода с жидкостью пневмогидроцилиндра 32, а сверху узел установки и прижима чехла в составе шайбы сменной 33, узла прижима оправки 34 и пневмоцилиндра 35, а также узел пневмогидроподачи чехлов на испытания в составе пневмогидроцилиндра 36, штока 37, направляющей 38 и систему управления в составе пневмораспределителя «Вверх-Вниз» 39, пневмораспределителя «Контроль» 40, который обеспечивает раздельную подачу воздуха в чехлы «правый» или «левый» через пневморедуктор, который обеспечивает давление в чехлах 0,5-1,0 атм и автономные пневмораспределители 41 при помощи пневмоцилиндров 35 герметизируют испытываемые чехлы.
Пневмогайковерт (фиг.5) состоит из стандартного пневмогайковерта и дополнительного кожуха в составе корпуса 42 и крепежного элемента 43.
Машина мойки мелких деталей (фиг.6) включает корпус прямоугольной формы 44 с крышкой, в котором наклонно размещен вращающийся барабан 45 в цилиндрическом кожухе с крышкой и сменной корзиной 46, привод барабана состоит из электродвигателя 47 и редуктора 48. Для наполнения и смены моющей жидкости, а также обдува воздухом промытых деталей предусмотрены соответствующие краны, размещенные на крышке корпуса.
Стенд для снятия чехлов (фиг.7) смонтирован на столе с ножками, оснащен сверху кожухом 49 с передвижной крышкой 50 для защиты рабочей зоны от брызг и рольгангом 51 на плоскости стола для перемещения аккумулятора с чехлом для разборки. Чехол фиксируют в нижнем положении фиксатором 52 и вилкой 54, а аккумулятор захватывают цанговым захватом 53 и перемещают вверх посредством пневмогидромеханизма 55, трубы соединительной 56 и траверсы соединительной 57.
Межоперационная тележка (фиг.8) имеет консольное крепление на рельсовых путях, размещенных вдоль технологической линии по всей ее длине и включает транспортную площадку 58, оснащенную по крайней мере четырьмя опорными роликовыми узлами 59 со стопорной фиксацией 60 транспортной площадки во время операции погрузочно-разгрузочных остановок.
Предлагаемая полезная модель работает следующим образом. Снятая с вагона или локомотива аккумуляторная батарея поступает на стол разборки 1 для разбраковки и отбраковки требующих ремонта аккумуляторов. Узлы и детали, подлежащие ремонту и восстановлению, подают на стенд снятия чехлов 2, аккумулятор устанавливают на рольганг 51, затем устанавливают вилку 54 с последующим закрепление пантовым захватом 53 таким образом, чтобы стержни вилки разместились между наружными стенками аккумулятора и внутренними стенками чехла, при этом стержни вилки упираются в днище чехла нижними концами - снимается вакуум, чехол фиксируется в нижнем положении, а верхняя часть вилки ограничивается от движения вверх фиксатором 52. Подъем аккумуляторов, защищенных предварительно кожухом 49 и крышкой кожуха 50, осуществляют траверсой 57 и соединительной трубой 56, соединенной с аккумулятором крюком (на фигуре не показан) под воздействием давления жидкости, например масла, поступающей по соединительной трубе 56 посредством пневмогидромеханизма 55, величина давления в котором регулируется подачей воздуха.
Далее аккумуляторы, освобожденные от чехлов, направляют на стол диагностики 3, а снятые чехлы - в машину мойки чехлов 9, предварительно из чехлов в ванну сливают остатки электролита.
На столе диагностики осуществляют проверку степени сохранения работоспособности аккумулятора, в частности известными методами определяют содержание карбонатов в электролите и проверяют аккумулятор, например цинковым электродом, после чего аккумуляторы перемещают на стол слива отработанного электролита 4 и освобождают от электролита с использованием упора П-образной формы, при этом аккумулятор устанавливают вниз заливными отверстиями таким образом, чтобы борны и заливные отверстия располагались между направляющими 21 и изолирующими прокладками 22, отработанный электролит попадает в фильтр-отстойник 14, имеющий крышку 15, стенки разновысоких порогов 16, которые осуществляют гравитационную очистку использованного электролита, особенно от твердых примесей, а затем поступает в бак-накопитель 17 с постоянным контролем уровня жидкости с помощью электродов 18 и, по результатам визуального контроля или автоматически при достижении максимального уровня отработанный электролит подают с помощью насоса 19 на регенерацию, а из придонной части жидкости (отстой), через патрубок 20 - на нейтрализацию.
Годные аккумуляторы транспортируют в машину мойки аккумуляторов 5, где их устанавливают на площадку барабана с ячейками и фиксируют в ячейках площадок откидными траверсами, имеющими отверстия, соосные заливочным отверстиям аккумулятора. Барабан с площадками и аккумуляторами, закрепленными в ячейках площадок, размещен постоянно в корпусе моечной машины в опорных узлах посредством полумуфт сцепления и оснащенных стопором. Над зоной вращения в корпусе закреплен коллектор с отверстиями, которые присоединены к вытяжной вентиляции. Мойка внутренней и наружной поверхностей аккумуляторов производится подщелоченной водой при температуре 60°С. Контроль качества мойки осуществляют по степени осветленности вытекающей воды. Промытые аккумуляторы отстаиваются на столе отстоя 6 в течение не более одного часа для полного удаления промывочной жидкости.
Мойку чехлов выполняют в машине 9. Через окно машины чехлы устанавливают на стойки 25 карусели 24, поворачивая ее вручную для заполнения всех позиций; затем с помощью пульта управления включают вращение карусели, подачу воды и ополаскивают чехлы через душирующие устройства 29 (верхний и нижний). После окончания мойки, воду выключают, привод вращения останавливают и выгружают промытые чехлы для передачи на стенд испытания чехлов на герметичность 10.
Проверке на герметичность чехлы попарно подвергаются в такой последовательности. После предварительной проверки давления на выходе пневморедуктора, уровня воды в баке 31 и протирки рабочих поверхностей сменных шайб 33 и оправок 34 тальком, проверяемый чехол берут за дно и, покачивая, одевают на оправку 34, заводят под шайбу 33 перемещением вверх. Для погружения чехлов в ванну, пневмораспределитель «Вверх-Вниз» 39 переводят в положение «Вниз», затем пневмораспределитель «Контроль» 40 переводят последовательно в положение «Л» для проверки левого чехла, а затем в положение «П» для проверки правого чехла. Герметичность чехлов оценивают по выделению пузырьков воздуха в воде бака 31.
Затем, на стенде надевания чехлов 7, после контроля, очистки и ремонта наружных поверхностей аккумуляторов, баки и чехлы обрабатывают тальком и надевают на аккумуляторы, которые устанавливают в ящики, соединяют в батареи и заполняют электролитом.
В составе предлагаемой технологической линии ремонта аккумуляторов предусмотрена машина мойки мелких деталей 11, в сменную корзину 46 которой загружают «навалом» крепеж - болты, шайбы, гайки, а также перемычки и другие относительно мелкие детали, сменную корзину помещают в барабан 45, заполняют моечной жидкостью и приводят во вращение с помощью электродвигателя и редуктора. После завершения мойки деталей, моечную жидкость сливают, детали обдувают подогретым воздухом для просушки и подают на рабочие места технологической линии, а в барабан размещают следующую, предварительно заполненную сменную корзину для мойки.
Отремонтированные аккумуляторы собирают в блоки для хранения и дальнейшего использовании.
Пример. Технологические линии ремонта аккумуляторов были изготовлены в цехах Опытного производства КТЦ ТНЦ СО РАН, прошли обкатку в условиях Опытного производства в августе - октябре 2008 г. и направлены для эксплуатации в вагонное депо ВЧД8 Октябрьской железной дороги, а также в локомотивное депо станции Белореченская Северо-Кавказской железной дороги. Снятые с вагонов и локомотивов аккумуляторы типа ВНЖ-300 и ТНЖ-350 соответственно и другие доставляли на стол разборки; разборку осуществляли с помощью пневматических гайковертов, оснащенных дополнительно кожухом с отверстием для технологического выхлопа. Кожух имел возможность поворачиваться вокруг продольной оси гайковерта таким образом, чтобы исключить разбрызгивание остатков электролита в рабочей зоне.
Как в процессе опытной обкатки всех компонентов технологической линии, так и в начальный период эксплуатации в вагонном и локомотивном депо, получены положительные оценки комфортности использования рабочих мест, дополнительно снижена доля ручного труда при выполнении операций.
Высокую оценку специалистов ремонтных депо получила дополнительно включенная в технологическую линию ремонта аккумуляторов новая позиция - стол слива, оснащенный оригинальным фильтром-отстойником и системой разделения отработанного электролита на часть пригодную для регенерации и дальнейшего использования и на отстой, удаляемый для нейтрализации и утилизации. Использование этой позиции существенно улучшило качественные показатели продукции. Новая система межоперационной транспортировки ремонтных узлов сократила объем ручных работ на 5-10% при повышении надежности и безопасности работы, а включение в технологическую линию ремонта аккумуляторов машину мойки мелких деталей позволило применить кассетный метод на ремонтных работах и значительно улучшило условия труда ремонтников. При отсутствие в депо централизованного горячего водоснабжения, температуру 55-60°С поддерживают автоматически электронагревателями.