Loading

Myjnia do łożysk tocznych

mgr inż. Jerzy Zebrowski inż. Ryszard Wyłuda
Biuro Projektów ZNTK w Olsztynie

 

 

"Trakcjai Wagony" Nr10-11-12/1981

UKD:629.487:629.488.25:629.4-233.2

W większości Zakładów Naprawczych Taboru Kolejowego mycie łożysk tocznych odbywa się obecnie w myjniach tunelowych. Łożyska ułożone na transporterze przechodząc przez myjnię są poddawane natryskowi z dysz gorącym roztworem rumilu lub ługu sodowego. Następnie łożyska konserwuje się w nafcie lub antykorze. Stosowana jest również metoda mycia jak wyżej, z tym że natrysk z dysz odbywa się zimną wodą o podwyższonym ciśnieniu, następnie łożyska konserwuje się zanurzając w podgrzanym oleju. Opisane powyżej metody są mało skuteczne. Wypłukiwanie zanieczyszczeń z przestrzeni międzyrolkowych i wewnętrznej części łożyska jest niedostateczne, poza tym dużo kłopotów sprawiają odpady, szczególnie w wypadku mycia rdztworami chemicznymi, które wymagają neutralizacji.
Szukając w dalszym ciągu, rozwiązania sposobu mycia łożysk, Biuro Projektów ZNTK w Olsztynie opracowało projekt myjni do łożysk tocznych i ewentualnie innych elementów zanieczyszczonych smarami oraz olejami. Praca myjni polega na myciu podgrzanym czynnikiem dobrze rozpuszczającym smary, przy czym czynnik ten znajduje się w obiegu zamkniętym.

Dobór czynnika myjącego

Czynnikami myjącymi mogą być dobre rozpuszczalniki smarów mające dobre właściwości fizyczne z punktu widzenia wymiany ciepła, w miarę niską temperaturę wrzenia, spełniające wymagania bhp i pjpoż. oraz nadające się dodatkowo do wielokrotnej destylacji. W procesie mycia czynnik myjący zanieczyszcza się składnikami o charakterze mechanicznym - piaskiem, pyłem i produktami korozji oraz rozpuszczającymi się olejami i smarami. Udział tych zanieczyszczeń może być różny i jest zależny od mytych części. W przypadku mycia tylko łożysk, czynnik myjący jest zanieczyszczony prawie wyłącznie rozpuszczonymi smarami. Zanieczyszczenia mechaniczne są usuwane w odstojnikach, osadnikach i filtrach siatkowych odpowiednio zabudowanych w obiegu czynnika.
Zanieczyszczenia rozpuszczone mogą być u-suwane tylko w czasie destylacji. W ten sposób uzyskuje się możliwość wielokrotnego użycia czynnika w procesie mycia, co daje duże jego oszczędności. Wszystkie znane czynniki, jak czterochloroetylen techniczny C,C14, czterochlorek węgla CC14 i trójchloroetylen C2HC12 (tri) - wykazują właściwości narkotyczne i trujące w pewnym zakresie stężeń, a więc nie są one obojętne dla zdrowia ludzkiego.
Z tego względu instalacja jest projektowana jako zamknięta, o dużym stopniu hermetyzacji w Obrębie pomieszczenia myjni. Analiza wymagań stawianych czynnikom myjącym wykazuje, że najbardziej przydatnym do zastosowania jest trójchloroetylen techniczny (tri) i czterochlorek węgla. Czterochloroetylen nie nadaje się do stosowania ze względu na jego wysoką temperaturę; wrzenia (118-122° C) i niemożność jego destylacji, gdy jest w dużym stopniu zanieczyszczony. Wysoka temperatura wrzenia wymaga wysokich temperatur wody grzejnej, którą w najczęściej występujących przypadkach jest trudno uzyskać, ponieważ woda grzejna ma w warunkach eksploatacyjnych temperaturę rzeczywistą w granicach od 130 do 150°C. Obecnie para wodna nie jest, z reguły, stosowana jako czynnik grzejny w zakładach przemysłowych. Wytwarzanie jej w specjalnie przeznaczonych do tego celu kotłach jest nieopłacalne i występują duże trudności w ich ustawieniu i eksploatacji.

Rys. 1. Myjnia właściwa

1 - zbiornik,
2 - silnik elektryczny z motoreduktorem,
3 - przekładnia łańcuchowa,
4 - wał z mytymi łożyskami,
5- pokrywa,
6- mechanizm zamykający pokrywę

Ogólny opis myjni właściwej, budowa i zasada jej działania

Przedstawiona tutaj myjnia (rys. 1) jest . przeznaczona do mycia łożysk tocznych (bez pierścieni wewnętrznych) w zakresie średnic . zewnętrznych 215-7-310 mm stosowanych do silników elektrycznych elektrowozów. Myjnia, jak już wspomniano, może służyć do mycia innych elementów zanieczyszczonych smarami; elemen- . ty takie należy wówczas umieścić w specjalnym koszu obrotowym o średnicy około 380 mm.
W opisanym przypadku w ciągu technologicznym mycia występują dwie identyczne myjnie, ale może być ich więcej, w zależności od liczby elementów przeznaczonych do mycia.

Budowa

Myjnia jest wykonana z kształtowników i blach. Część zasadniczą myjni stanowi zbiornik o dnie półkolistym z otaczającym go płaszczem wodnym. Zbiornik jest osadzony na 4 nogach. Pod zbiornikiem znajduje się konstrukcja wsporcza do mocowania napędu - motoreduktora z silnikiem. Wewnątrz zbiornika jest osadzony w półpanewkach obracający się wał z mytymi łożyskami (rys. 2). Wał otrzymuje napęd od motoreduktora przez przekładnię łańcuchową. Łożyska są osadzone na wale z przekładkami dystansowymi, które zapewniają swobodny dopływ czynnika myjącego do rolek łożysk. Dla każdego typu łożyska jest przeznaczony inny wał. Zbiornik jest przykrywany u-szczelnioną pokrywą, którą zamykamy i dociskamy mechanizmem zamykającym.

Zasada działania

Mycie łożysk odbywa się w gorącej kąpieli tri wypełniającego zbiornik do osi obracającego się wału z mytymi łożyskami. Przebieg procesu mycia wygląda następująco: wał uzbrojony w łożyska przeznaczone do mycia ze stołu montażowego (w pobliżu myjni powinien znajdować się stół montażowy, na którym będzie odbywać się montaż i demontaż wałów z łożyskami) transportowany jest urządzeniem dźwigowym (wciągnik elektryczny o udźwigu do 500 daN) do otwartego i opróżnionego z czynnika myjącego zbiornika myjni, gdzie zostaje osadzony czopami w półpanewkach. Następnie, po zamknięciu pokrywy i jej dociśnięciu mechanizmem zamykającym, napełniamy zbiornik czynnikiem myjącym i włączamy napęd , wału, po czym następuje proces mycia. Po u-pływie około 45 minut wyłączamy napęd, wypompowujemy ze zbiornika czynnik myjący i usuwamy opary przez przetłoczenie ciepłego powietrza przez zbiornik. Powyższa operacja trwa od 10 do 12 min. Mieszanina oparów i powietrza krąży w układzie zamkniętym aż do czasu całkowitego wydzielenia oparów czynnika w czasie jego skraplania w chłodnicy.

Rys. 2 Wał do łożysk przeznaczonych do mycia

 

1 - wał,
2 - łożyska przeznaczone do mycia,
3 - przekładki dystansowe

Gdy w szkle kontrolnym nie widać ściekających kropel skondensowanego czynnika wstrzymuje się mechaniczną wentylację wnętrza zbiornika, po czym odblokowuje się i otwiera pokrywę. Następnie urządzeniem dźwigowym wyjmujemy wał z umytymi łożyskami i transportujemy na stół montażowy, skąd po demontażu i lekkim przetarciu szmatką zwilżoną olejem składamy łożyska na stanowisku magazynowania łożysk czystych. Następnie wkładamy kolejny wał z łożyskami przeznaczonymi do mycia. Zbiornik zamyka i napełnia się czynnikiem myjącym odpowiednio podgrzanym w podgrzewaczu. Proces mycia rozpoczyna się ponownie. W czasie mycia czynnik jest dodatkowo ogrzewany (ażeby była stale utrzymywana odpowiednia temperatura) przez koszulkę parową otaczającą zbiornik w dolnej części.

Urządzenia wchodzące w skład ciągu technologicznego myjni

Do układu urządzeń myjni (rys. 3) wchodzą następujące urządzenia:
- myjnie właściwe -zbiorniki do mycia ele- -mentów (opisane wyżej) przeznaczone są do bezpośredniego mycia w kąpieli gorącego czynnika myjącego o temperaturze ok. 70° C. Kształt i budowa są dostosowane do mytych części. Podstawową zasadą jest ruch mytych części - obrotowy lub inny złożony - w kąpieli, w celu zwiększenia prędkości wypłukiwania zanieczyszczeń w procesie mycia. Zbiorniki te są szczelnie zamknięte w czasie mycia.
- podgrzewacz przeznaczony do wstępnego podgrzewania czynnika (stanowi on jednocześnie zasobnik tego czynnika); okresowo przetłacza się z niego pompą czynnik do wyparki I stopnia w celu prowadzenia ciągłej destylacji,
- wyparka I stopnia przeznaczona do odparowywania najszybciej wrzących frakcji czynnika myjącego; zagęszczony czynnik smarami grawitacyjnie spływa do wyparki II stopnia,
- wyparka II stopnia przeznaczona do odparowywania trudno wrzących frakcji czynnika myjącego; gromadzący się na jej spodzde smar spuszczacie do zbiornika smarów odpadowych - mogą być one używane do smarowania elementów lub urządzeń o mniejszym stopniu wymagań w zakresie jakości smarowania lub mogą być skierowane do regeneracji w specjalistycznych zakładach,
- kondensatory I i II stopnia służące do skraplania czynnika myjącego; oczyszczony czynnik jest gromadzony w Zbiorniku,
- zbiornik czystego czynnika myjącego służący jako zasobnik oczyszczonego czynnika w procesie destylacji,
- zbiornik zasilający służący do okresowego uzupełnienia układu urządzeń czynnikiem myjącym; w czasie pracy myjni jest on zamknięty szczelnie,
- urządzenia czynnika grzejnego - wyparka przeznaczona do produkcji niskociśnieniowej (pary wodnej 0,05 MPa), ogrzewana wodą o temperaturze ok. 140-r-150° C; do celów grzejnych może być bezpośrednio wykorzystana woda o temperaturze 130-f--=-150° C, jednak w tym przypadku potrzebną parę wodną do okresowego wyparzania wnętrz wyparki i podgrzewania czynnika myjącego, trzeba uzyskiwać z innych źródeł; do tego celu może być stosowany roz-prężacz wody grzejnej z zakładowej sieci cieplnej lub elektryczny kocioł wodny, lecz ze względu na delicyt energii elektrycznej i potrzebę oszczędności za lepsze rozwiązanie uznaje się stosowanie rozprężacza wody,
- wentylator służy do przetłaczania powietrza i oparów przez układ podgrzewacz powietrza - myjnia (zbiornik do mycia elementów) - kondensator -- separator (oddzielacz skroplonych oparów czynnika myjącego) - wentylator, który jest użytkowany okresowo,
- pompa spełniająca zadanie wielofunkcyjne, która służy do napełniania układu, napełniania i opróżniania zbiorników myjni, przetłaczania czynnika myjącego do wyparki I stopnia oraz przepompowywania czynnika ze zbiornika czystego czynnika myjącego do podgrzewacza i opróżniania całego układu.

 

 

Rys. 3. Schemat instalacji technologicznej myjni

1 - wyparka,
2 - myjnia właściwa,
3 - zbiornik czystego tri,
4- zbiornik zasilający tri,
5- odmulacz tri,
6 - pompa obiegowa tri,
7 - wyparka pomocnicza tri, 8- kondensator I pary tri,
9 - zbiornik-podgrzewacz tri,
10 - separator,
11 - wentylator,
12 - szkło kontrolne przepływu,
13 - kondensator II pary tri,
14 - podgrzewacz powietrza,
15 - wyparka tri,

Charakterystyka techniczna

Myjnia łożysk:

- czynnik myjący trójchloroetylen (tri) - C2HCI3 .
- temperatura czynnika myjącego - ok. 70°C
- ciśnienie w obiegu tri (obieg zamknięty) - bezciśnieniowy
- wypełnienie 1 zbiornika myjni w czasie mycia - 100 dcm3
- obroty wału z mytymi łożyskami - 20,6 obr./min
- moc silnika napędzającego wał z łożyskami - 2,2 kW.
- czas trwania jednego cyklu mycia - 60 min
- wydajność jednej myjni (w zależności od szerokości łożyska) - 9÷15 szt./godz.
- wymiary gabarytowe jednej myjni - 1810x1090x1580 mm
- masa jednej myjni - 960 kg

Instalacja technologiczna:

- pojemność robocza całego układu tri - 2000 dcm3
- uzupełnienie nowego tri do układu - 20 dcm3/8 godz.
- oczyszczanie brudnego tri - destylacja
- czynnik grzejny - para wodna nasycona
max ciśnienie - 0,06 MPa (0,6 atm)
ciśnienie obliczeniowe - 0,05 MPa (0,3 atm)
ciśnienie robocze - 0,04-H0,05 MPa
(0,4-5-0,5 atm)
zapotrzebowanie - ok. 400 kg/godz. .

- woda grzejna (do ogrzewania wyparki)
temperatura obliczeniowa - 150/120° C
temperatura robocza - 150-140/125-115° C
zapotrzebowanie ciepła - ok. 215000 kcal/h
(ok. 250 kW)
- woda chłodząca
woda wodociągowa - zapotrzebowanie - ok. 4,6 m3/8 godz.
- łączna zainstalowana moc - 7,8 kW

Zasady doboru urządzeń

Za zasadę przyjmuje się stosowanie urządzeń typowych produkcji krajowej. Urządzenia nietypowe powinny swoją konstrukcją pozwalać na wykonanie ich przez zakłady we własnym zakresie lub krajowe przedsiębiorstwa produkcji pomocniczej urządzeń instalacji przemysłowych. Wychodząc z tych zasad urządzenia te są konstruowane, tak aby były proste i łatwe w wykonaniu, przy stosowaniu ogólnie dostępnych urządzeń i narzędzi.

Lokalizacja myjni i charakterystyka jej pomieszczeń

Urządzenia myjni mogą być zlokalizowane w pomieszczeniach o wysokości co najmniej 4 m. Zapotrzebowanie powierzchni jest zależne od wielkości myjni. Orientacyjnie jej powierzchnia wynosi ok. 80 m2. Zazwyczaj myjnie są lokalizowane w halach produkcyjnych. Wtedy wydzielona jest część hali w odpowiednich miejscach pod względem istniejących ciągów technologicznych produkcji i napraw urządzeń.
Myjnia powinna być oddzielona od pozostałej części hali szczelnymi ścianami o dowolnej konstrukcji do wysokości ok. 2,5 m, aby mogła zapobiegać rozprzestrzenianiu się zanieczyszczeń gazowych na całą halę. Takie oddzielenie myjni jest wystarczające, gdyż pary czynników myjących są z zasady cięższe od powietrza. U-możliwia to również skuteczne wentylowanie strefy roboczej (przebywania ludzi) w obrębie samej myjni; ponieważ należy liczyć się z potrzebą wentylacji przestrzeni roboczej myjni, choć myjnia jest hermetyczna w tej przestrzeni.

Wnioski

-Sposób mycia elementów w opracowanej myjni stanowi w warunkach krajowych pewien postęp techniczny i technologiczny.
- Eksploatacja myjni nie stanowi zagrożeń dla życia i zdrowia osób obsługujących, choć jak w każdym przypadku zachodzi potrzeba'przestrzegania dyscypliny i zasad obsługi.
- Urządzenia stanowiące wyposażenie są produkcji krajowej lub mogą być wykonane we własnym zakresie, albo przez przedsiębiorstwa montażowe instalacji przemysłowych.
- Obsługa jest łatwa i nie wymaga zbyt wysokich kwalifikacji. Urządzenia technologiczne celowo nie są wyposażone w skomplikowane urządzenia pomiaru i automatycznej regulacji. 
- Myjnia charakteryzuje się dużą dyspozycyjnością i niezawodnością, wynika to ze stosowanych urządzeń, armatury .i aparatury kontrolno-pomiarowo-regulacyjnej.