钢轨打磨列车用集尘装置的设计研究

中 图分 类 号 ：Ｕ２ ０ ９ ６ ． ５ 文 献标 志码 ｌ Ａ
钢轨 打磨 列 车在 打 磨钢 轨 的作 业 中产 生 大量 的磨
元件 、 风 机和 电动 机 、 通 排气 道 、 集尘 室 、 冲 反 吹扫 系 脉
削粉 尘 ， 大 的危 害作业 人员 的身体 健 康和 污染 铁 道周 极
２ ７ ０ ｍｍ ０
２ １ 箱形 结构和 风道 阻力 计算分 析 ． 按 照总体 方案 的要 求 ， 尘 装 置结 构 为箱 形 ， 风 集 进
道、 出风 道均 为矩 形 截 面 ， 减 小 气 流 在 风 道 、 弯 、 要 转 进 入 滤清 室 的扩 压 和 滤 清后 进 入 通 风机 的收 缩 流 动 的沿
１ ２ 主要结 构 组成 ． 集尘 装 置为箱形 结构 ， 主要 由进气 道 、 滤清 室 、 滤清
图 １ 集尘装置 图
１ ３ 主 要 工 作 原 理 ．
集 尘装 置工作 时 ， 电动 机 驱 动 通 风机 叶轮 旋 转 ， 在
进气道 至滤 清室 内形 成 真空 负 压 ， 成 引 风作 用 ， 打 形 将 磨小 车 的 ４个 打磨 头 磨 削钢 轨 产 生 的粉 尘 抽 吸 入集 尘 装置 内， 尘气 流通 过 滤 清 室后 ； 过 滤 在 滤 清 元件 外 粉 被 侧 ， 脉 冲气 流间歇 通 入 滤清 元件 内部 向外 吹 扫 ， 吸 有 将
尘 装 置 ， 以将 打磨 钢 轨 产 生 的粉 尘 通 过 滤 清后 收集 到集 尘 箱 中定 期 处 理 ， 利 于 劳 动 保 护 和 环 境 保 护 ， 现 代 钢 可 有 是
轨 打 磨 列 车 采 用 的 新 技 术 装 置 ， 可 以应 用 到 其 他 各 类 打磨 车 上 。 也 关 键 词 Ｇ ＭＣ ６ ９ Ｂ型 ； 轨 打 磨 列 车 ； 尘 装 置 ； 清 元 件 ； 冲 吹 扫 钢 集 滤 脉
采用 离心式 通风 机 ， 型 中主要考 虑 ：１ 通 风机 的 选 （）
气动 特性 曲线 中常用 工作 段 随静 压 上升 ， 风量 的减 少 通
能适 应系 统风量 的要 求 。（ ） 车辆 长期 的振动 环境 中 ２在
每 班工 作 制
在 一 般 线 路 上 连 续 工作 ６
ｈ 在 隧 道 内应 能 正 常 连 续 ， 工 作 ２ｈ
质 量 外 形 尺 寸
４０ ０Ｐ （ 压值 ） ０ ａ 静 ≤２ ／ ０ｍｇ ｍ。
≤ ２５ ０ｋ ０ ｇ
如∞为∞∞∞∞加ｍ ０ＯＯ００ＯＯＯ ０ 枷啪瑚㈣㈣枷 瑚鲫
∞
（ ×宽 ×高 ） 长
２ 设 计 研 究 的 主 要 问题
≤ ５２ ０ｍｍ×２０ ０ｍｍ× ０ ０
材 料 的透气 度大 ， 工作 温 度 可达 到 ２ ４ ， ０ ℃ 断裂 强 度 大 ，
耐 磨性 好 、 张力强 。 抗
图 ｓ 滤 清 元 件 脉 冲 反 吹 扫 原 理 图
根 据滤 清室 内部 的空间 ， 布置 １ 行 、 列 ， 计 １ ２ ８ ９ 共 ６
个 扁平 袋式 滤芯 ， 经计算 分析 ， 在满 足 系统 滤清 阻 力 、 滤 清 精度 、 过滤 风速 的条 件 下 ， 总过 滤 面 积 满 足 流量 通 过 的要 求 。
轮 和进风 口的间 隙 ， 从而 有效 抑制径 向间 隙引起 的涡 流
噪声 。降低旋 转 噪 声 的措 施 主 要是 提 高 通 风 机 叶 轮 的
５ ４ ４ ３ ３ ２ １ ｌ
２ ７
动平衡 等级 ， 保证 叶轮 在高 速旋转 时 的稳 定性 。
通风 机 吸气 背 压 滤清 后气 流含尘 量
一１ ℃～ ＋５ ℃ ０ Ｏ ９ ５ ２０ ０ｍｍ ０ 可 在风 、 、 、 的ｊ 境 下 沙 雨 雪 不
工 作
来提 高强 度 ， 降低 装 置 的 总重 。集 尘 装 置 样 机 试 制 后 ， 箱形 结构 外观进 行 了优化 ， 提高 表面 质量 。
２ ２ 通 风 机 的选 型 ．
防火 阀门 ， 当温度 超 限时 ， 阀门关 闭 ， 防止发 生 火灾 。如
图 １所 示 。
扫 滤清元 件技术 的集 尘装置 ， 集尘 能 力强 、 清精 度 高 、 滤 滤 清元件 寿命 长 、 有 防燃 安全保 护 系统 ， 具 技术 先 进 、 可
靠。 自 ２０ ０ ７年开始 ， 京 二 七 轨 道 交通 装 备 公 司 和瑞 北 士 斯 比诺 国际 公 司联 合 设 计 、 作 生 产 了 Ｇ 合 ＭＣ ６ ９ Ｂ型
１５ ．
２． ５
３． ５
４５ ．
Ｑ／（ ｍ ・ 一） ｓ
ｈ 。一设计选型点功率、静压值 Ｐ ，ｈ一 台架试验 点功率 、静压值 Ｐ ，＾一 装车试验 点功率 、静压值
Ｐ
。 ，
图 ２ 仿 真 计 算 静 压 分 布 图
图 ３ 通风 机气 动特 性 曲线
６ ４
质量 可靠 。
１ 主 要 结 构 组 成
１ 一进 气 道 ； 一 防火 阀门 ； ２ ３ 一通 风 机 和 电 机 ； 一排 气 道 ； ４ ５ 一滤 清 室 ； 一滤 清 元 件 ； ６ ７ 一脉 冲反 吹 扫 系 统 ； 一集 尘 室 。 ８
１ １ 在 钢轨打 磨列 车上 的安装 和工作 条件 ． Ｇ ＭＣ ６ ９ Ｂ型 钢轨打 磨列 车共有 ６节作 业车 ， 集尘装 置安 装在 每节作 业车 的 中部 车架 上方 ， 车架下 部 安装 与 的 打磨小 车相 对 应 。集尘 装 置 进 风道 口通 过 钢 制 弹性 波纹 管分别 与 打磨小 车左右 两侧 的 出风 口相连 ； 气道 排 口与作业 车顶 盖 相 连 。集尘 装 置 的 通风 机 电机 由作业 车上 安装 的发 电机组 供 电 ， 冲吹扫 系统 等气 动部 件 由 脉 作 业车 上的 风源装 置供 风 。
环 。
集 尘装 置 中滤 清 元 件 为扁 平 式 滤 袋 ， 用 钢 骨 架 ， 采 外 包滤 布制成 ， 列 在 滤 清室 内 ， 以拆 卸 更 换 。如 图 排 可 ４所 示 。经 过大 量 的筛选 和 对 比试验 ， 滤袋 选用 厚 实 的
化 纤针刺 毡 或压 缩毡 滤 布 ， 通 过试 验 测 试 ， 用 滤 布 并 选
来 。
集 尘装 置箱 形 结 构 体要 满 足 通 风 机 和 电机 安 装 要 求 ， 对 于底座安 装 面 ， 定进风 口的位 置要 准 确 ， 足 相 确 满 装车要 求 ， 箱形 结 构体 、 尘 室 门可 以采 用 压 制 出肋 条 集
１ ４ 主 要 技 术 参 数 ．
温 度范 围 环 境最 大湿度 最 大海拔 高度 工 作条件
钢 轨打磨 列 车 ， 出 了集尘 装 置 的 总体 结 构 型 式 、 要 提 主 功 能 和技术 要求 、 列 车 上安 装 的 接 口尺 寸 ， 合 北 方 在 联 兵 器集 团北方 车辆 研究所 进行 国产化 集 尘装 置 的研 制 ； 样 机研 制完成 后 ， 行 了台架试 验和 滤清 性 能第 ３方 试 进 验 、 车性 能测试 ， 过 了铁 道部 质 量 监督 检 验 中心 对 装 通 列 车进 行 的综 合性 能 试 验 。 目前 ， 已经批 量 出厂 运 用 ，
度传 感器 检测 的高 温粉 尘 气 流大 于 １ ０Ｃ， 制 系 统使 ０。 控 气 动风缸 驱动 防 火挡 板 关 闭 通 风道 ； 时 ， 风 机 电 机 同 通 停止 转动 ， 风作 用停 止 ， 引 高温 粉 尘 气 流 被 阻 断在 进 气 道外 ， 冲反 吹扫 系 统也 停 止 工 作 ， 止 高 温 粉尘 气 流 脉 防
围 的环境 ， 近年 来 ， 进 的钢 轨 打磨 列 车 上 安 装 了集 尘 先 装 置 ， 打磨作 业 中产 生 的粉尘 ， 将 经过 滤 清 元 件 过 滤后 集 中收集 ， 以极 大 的改 善 作业 周 围的 空 气 质量 ， 利 可 有 于保 护 劳动者 身体健 康和铁 道周 边 的环 境 。 ＧＭＣ ６ ９ Ｂ型钢 轨 打磨 列 车安 装 了具 有 脉 冲反 向吹
程 损失及 局部 涡流 等流动 损失 ， 降低 流 体 噪声 。 采用计 算 机进行 整个 系统 的风道 进行 了仿 真计 算 ， 化结 构 和 优 降低沿程 阻力 ， 同时 ， 为 确定 风机 的主 要 性 能参 数 提 也 供 依据 。如 图 ２ 为仿 真计算 的静 压分 布 。 ，
０５ ．
铁 道 机 车 车 辆
第 ３ ２卷
根据 集尘 装 置 系统 工 作要 求 和 流 道计 算 分 析 的要 求， 选择 通风机 电机 ， 有较 高 的防护 等级 ， 恶劣 天气 的 在
环境 下也 能够 持续稳 定地 工作 。
２ ３ 滤 材 的 选 择 和 滤 清 元 件 ．
每 次通 风 ０ １Ｓ 依 次 对 各 滤 清 元 件 进 行 吹 扫 ， 复循 ． ， 反
工作 ， 求可 靠性 高 。（ ） 风 机效 率 高 、 要 ３通 噪声 低 、 积 体
小、 质量 轻 。
供 电 电压 供 电频 率
通风 机功率
４ ０Ｖ ４ ６ ＯＨｚ
２ Ｗ ２ｋ
通风 机 的噪声 主 要 由气 动 噪 声 和 旋 转 噪声 两 部 分
组 成 。降低气 动 噪声 的主 要 措 施有 ： １ 在 集 尘装 置 的 （）
统及控 制装置 组成 。箱形 滤清 室 内排列 有滤 清 元件 ； 室
体前端 的 门可 以打 开 ， 检查 和 更 换 滤 清元 件 ； 清元 件 滤 为扁平袋 式 结构 ； 滤清室 箱体 的侧 面安 装有 一体 化 的通 风机 和电机 ； 部 为集 尘 室 ， 后 留有 除尘 口。集 尘 室 下 前 上部侧 面安 装有 脉 冲 反 吹气 流 控 制 阀 。进 气 道 上设 有
李 海 滨 （９ ７ ） ， １ ５一 男 山东 潍 坊 人 ， 授 级 高 级 工 程 师 （ 教 收稿 日期 ：０ １ １ 一Ｏ ） ２ １ — ２ ７