УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ КОЛЕСНЫХ ПАР ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

Полезная модель относится к устройствам для лазерной обработки материалов и может быть использована на железнодорожном транспорте для очистки от загрязнений колесных пар подвижного состава.
Как известно, качество освидетельствования и ремонта колесных пар в значительной степени обеспечивает безаварийную эксплуатацию вагонов. Для выявления трещин и других пороков при полном освидетельствовании колесная пара после предварительного осмотра подвергается очистке от грязи и краски до чистой поверхности металла.
Известны различные устройства для очистки колесных пар, например, пескоструйный аппарат. Процесс очистки протекает следующим образом. Колесная пара помещается в упомянутый аппарат и ее поверхность обрабатывается подаваемым под давлением в 5-6 атм кварцевым песком с размерами зерен порядка 2 мм. (1, 2).
Недостатком пескоструйной обработки поверхностей колесной пары является то, что в этом случае наблюдается «заклепывание» дефектов, очистка ведется неравномерно, не все участки поверхности, подлежащие очистке, доступны для воздействия очищающего агента.
Другое устройство для очистки колесных пар представляет собой выварочный бак, в котором осуществляется выварка колесных пар в растворе подогретого каустика. После выварки колесная пара обмывается чистой теплой водой для удаления с ее поверхности щелочи, оставшихся грязи и краски (1, 2).
В качестве прототипа заявляемого технического решения по достигаемому результату выбрано устройство для очистки колесных пар,
представляющее собой однокамерную моечную машину. Колесную пару закатывают в камеру машины на роликовые опоры механизма вращения, где она последовательно омывается горячей водой - для удаления легко смываемой грязи и пыли, горячим раствором каустической соды - для удаления грязи и старой краски и вновь горячей водой - для удаления остатков раствора каустической соды (2).
Недостатком известного устройства является невысокая эффективность очистки, обусловленная, в частности, тем, что в процессе мойки не происходит удаление ржавчины.
Задача, решаемая полезной моделью - повышение эффективности очистки колесных пар.
Указанная задача решается тем, что в устройстве для очистки колесных пар подвижного состава, содержащем средства для удаления с поверхности колесной пары загрязнений, упомянутые средства выполнены в виде источников лазерного излучения.
Устройство для очистки колесных пар подвижного состава также снабжено:
- средствами перемещения лазерного излучения относительно очищаемых поверхностей колесной пары, выполненных в виде систем сканирования лазерного луча;
- средствами для установки и вращения колесной пары;
- средствами удаления продуктов абляции из зоны очистки;
- средствами подачи к очищаемым поверхностям колесной пары инертного газа;
- волоконными световодами для транспортировки излучения от источников лазерного излучения к очищаемым поверхностям колесной пары.
В источнике лазерного излучения использован твердотельный лазер с модуляцией добротности.
Полезная модель иллюстрируется чертежом. На фиг.1 схематически изображено устройство для лазерной очистки колесных пар.
Устройство для очистки колесных пар включает раму 1 с установленными на ней вращающимися центрами 2 и электромеханическими головками 3 и источники лазерного излучения 4, причем источники 4 размещены в пространстве таким образом, что при установке на раме 1 колесной пары 5 один источник располагается напротив оси колесной пары, а остальные 8 - напротив боковых поверхностей колес, по 2 каждой стороны колеса.
Следует отметить, что возможны и иные варианты количества используемых в устройстве источников лазерного излучения и их расположения относительно колесной пары. Так, при использовании волоконных световодов количество источников может быть сокращено, в принципе, до трех.
С целью обеспечения возможности обработки всей поверхности колесной пары источники лазерного излучения 4 снабжены системами сканирования лазерного луча.
Предпочтительным является использование в источниках 4 твердотельного лазера с модуляцией добротности.
Устройство также снабжено вытяжкой (на фиг. не показана) для удаления продуктов лазерной абляции из зоны очистки. Кроме того, непосредственно в зоны очистки может подаваться защитная среда -инертный газ.
Процесс очистки колесной пары от загрязнений протекает следующим образом. Колесная пара 5 размещается на раме 1, фиксируется в центрах 2 и приводится во вращение при помощи электромеханических головок 3, прижимаемых к колесам посредством, например, гидроцилиндров с гидроприводами.
Лазеры генерируют очень короткие импульсы (порядка 30-100 нсек) большой мощности, в результате чего происходит быстрый нагрев и испарение тонкого слоя загрязнений на поверхностях колесной пары - т. н. лазерная абляция. В процессе очистки лазерный луч сканирует по поверхности материала. Подача в зону очистки инертного газа предотвращает загрязнение поверхности продуктами испарения, которые удаляются за счет продувки сжатым воздухом.
Использование лазерной очистки позволяет эффективно и с высокой скоростью удалять с поверхности колесной пары любые загрязнения, включая ржавчину. Лазерное излучение можно сфокусировать в пятно малого диаметра и обеспечить, соответственно, высокую пространственную селективность очистки. Какие-либо изменения структуры металла при ее обработке лазерным излучением отсутствуют.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ремонт вагонов. Трансжелдориздат, М., 1953 г., стр. 54.
2.Ф.А.Лапшин, В.И.Громов. Устройство и ремонт вагонов. Трансжелдориздат, М., 1958 г., стр. 99-100 (прототип).