目前世界各国的铁道铁轨技术正在高速发展中，随之而来的是钢轨用量的急速增加，查阅文献可知，目前应力伤损和大气腐蚀是导致钢轨失效的主要原因。腐蚀现象可以单独存在(比如轨腰和轨底均匀腐蚀)，更严重的是伴随着机械伤损出现压溃、裂纹的扩张、局部区域发生快速电化学腐蚀等。钢轨腐蚀的结果是导致钢轨力学性能下降，其他电化学腐蚀介质更易介入。潮湿的空气、降雨、雾、大气污染、温度温差以及杂散电流等电化学因素直接导致并加剧电化学腐蚀反应。表面损伤和腐蚀的交互作用是导致钢轨失效的主要原因和频发因素。轨腰和轨底的腐蚀归咎于恶劣的环境因素。断轨主要是由钢轨本身残留的缺陷引起的。机车频繁的冲击载荷使钢轨变形、产生裂纹损伤其至断裂:在潮湿的空气、雨水、污染气体以及温差等环境因素作用下，裂纹区域发生电化学反应加速腐蚀:电化学反应在杂散电流的作用下进一步加快，加剧腐蚀进程。这一系列因素的综合作用导致钢轨腐蚀机理十分复杂。 而应对钢轨腐蚀，现在最主要采用的是防腐涂料涂层，但是对于涂覆设备设计的研究，现在还比较少，参考了文献的润滑装置，目前有手工涂覆、简单器具涂覆装置、车载式涂覆装置、HB型轮轨涂覆装置、道旁式轨侧涂覆装置等。手工涂覆劳动强度大，并且效率低下，涂覆效果差；车载式涂覆装置以及后面几种装置，虽然减少了人工操作，但建设成本较高；而简单器具涂覆装置成本低，能减少劳动强度，且铁轨情况复杂多变，需要根据不同的地理位置和腐蚀情况等，来具体决定涂料用量和涂覆位置，目前来说是无法取代人工的作用的。

本次设计主要针对上海铁路局几个工段的钢轨腐蚀情况，设计涂覆装置。综合考虑，选取简单器具涂覆装置来作为本次设计的对象。希望通过进一步的研究设计，来更大幅度的减少劳动强度，提升涂覆效果，并且计划增加除油除锈功能，来使涂料更好地附着在钢轨表面，达到更好的防腐蚀效果。利用材料流变性能来设计或选择涂覆设备各主要零部件，使涂层均匀、不漏涂，防锈性能好。

2. 研究的基本内容与方案

设计基本内容：设计简单器具涂覆装置，即喷涂小车，按照功能要求，分为除锈部分和涂覆部分，发电机、空气压缩机和涂料储罐横向排列，喷嘴和除锈装置固定在车侧。发电机为空气压缩机和除锈研磨机提供功率，通过线路连接；空气压缩机工作为涂料储罐提供压力，通过管道连接；在储罐上需要安装压力表和减压阀，保证安全；储罐通过出料口与喷嘴连接，通过管道连接，并在其间加入流量阀，控制喷嘴流量；喷嘴和除锈装置固定在车侧，发电机工作后，两者即开始开始进行除锈和喷涂。

目标：①轻便化；通过对小车材质的选择和整体力学设计，以及车上设备的选型，使小车在满足强度校验的同时，又尽可能的轻便。这样可以减少劳动强度，减少人力成本，同时可以提高效率。

②工业化；本装置的设计应该满足工业化的需求，能够大量生产并且大规模的运用在钢轨防腐蚀上。

③各设备参数配套；主要包括发电机功率与空气压缩机、研磨机功率配套，空气压缩机提供压力与涂料储罐、喷嘴参数配套等等。

④时间把握；我国铁路分为单线和复线，单线的天窗期为1.5h，复线的天窗期为2.0h，换言之，每次施工涂覆的时间是1.5h或2.0h，其中还包括安装拆卸小车时间，所以在涂料储罐的设计、发电机空气压缩机的选型、喷嘴大小选择以及除锈研磨机的选择上，要充分考虑到时间因素，尽量做到一次装填安装，就可以满足一次钢轨天窗期的涂覆工作。

⑤成本；在上述目标原则上，尽可能的节约成本。

拟采用的技术方案和措施：

发电机选用汽油发电机，体积小且质量轻，满足所需的小功率；空气压缩机选用无油空气压缩机，振动小，噪声小，并且要求可以两级或多级调控；涂料储罐要求根据涂覆时间和空气压缩机提供的压力等来设计大小和壁厚，同时要进行压力和强度校验，而根据实际反映的情况，涂料储罐在装填涂料后，内壁会出现固化附着物，影响储罐实际体积，所以本次设计计划在储罐上封头与圆筒间采用法兰连接，将上封头设计为可拆卸式，供清洗方便；喷嘴口孔径的大小，影响涂料喷射的密集性、出口速度和喷嘴的流量，所以喷嘴的选择至关重要，实践中一般采用0.5级（1.4mm）或0.3级（1.1mm），而本次设计中喷嘴的设计，需要在参考实践的基础上，根据具体计算来选择喷嘴口的孔径；除锈研磨机根据钢轨具体形状来选择设计，计划设计不同大小和形状的研磨机，通过更换和组装模块，来更全面的满足除锈要求。