不落轮镟床.docx

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不落轮镟床

U2000-400M（150）型数控不落轮镟床

1.设备用途

设备主要用于地铁车辆在整列编组不解体的条件下，对地铁车辆轮对的轮缘和踏面进行测量和镟修，并适用于对单个转向架以及单个带轴箱轮对的修理加工。

设备采用数控（CNC）系统，系统具备自动测量、加工、数据记录和储存、自动润滑、故障诊断、铁屑破碎和排送等基本功能，同时具备对不同轮对的轮廓形状曲线进行编程、加工的功能，能够完成调车机、平板车等工程车的车轮镟修加工，使轮对保持良好的运用状态。

2.设备主要组成

机床主要组成部分（或类似部分）包含但不限于：

床身、摩擦轮驱动系统、两个CNC刀架、定位及测量系统、轨道装置、车轮外轴箱支撑装置、下压装置、液压电气系统、吸烟排尘装置和碎排屑系统等。

机床安装在车间地平面以下的地坑中，机床上方设置的活动轨道与车间轨道相对接，地铁车辆通过牵引车将需要镟修的车辆轮对牵引到机床上。

3.设备主要技术要求

1）机床采用单元模块化结构设计，采用整体床身，安装精度高，安装方便。

2）机床具有车轮轮廓的镟修加工功能，机床设左、右两个刀架，每个刀架具有X、Z两个方向的运动，可自动同时完成两侧车轮的镟修加工，也可单独完成一侧车轮的镟修加工。

刀具可以在切削量为零时，也能走刀，以便于对轮缘镟修。

3）机床具有列车轮对自动对中及定位装置，轮对在机床上的轴向定位由自动定位机构来完成，加工前机床自动搜寻车轮初始位置，具体方案如下：

机床具有列车轮对定位指示装置，可以通过灯光信号操作员可以知道滑动轨道是否关闭，设备否是空闲。

红色指示灯表示设备处于非进车状态，绿色指示灯表示设备处于可进车状态。

黄灯或蓝灯亮一盏表示被加工车轮接近了定位区，两盏全亮表明设备已到达初定位位置，可以进行下一步装夹。

当待镟削轮对在滑动轨上水平初定位后，两侧双滚轮由液压驱动同步上行抬升轮对，并对待镟削轮对实施径向定位。

轮对最后的抬升位置应根据车轮直径大小调整后确定。

从而实现对轮对的自动定位。

4）机床具有先进高效、精确可靠的自动测量系统，可自动定位测量轮对内侧距、轮径、轮缘及踏面廓形，并能满足各种车轮缺陷踏面测量要求。

系统同时具有较高的测量速度，以提高机床的工作效率。

机床自动测量系统的方案如下：

A、自动定置和磨损测量

系统组成

轮对

（1）、测量轮

（2）、测量装置（3）

工作原理

在每个横向滑座内都有一个液压驱动的可伸出的测量装置（3）以测定轴向和径向位置和轮箍断面的磨损值。

借助于此由两个不同的测量轮

（2）构成的装置可使车刀相对轮对

（1）自动定位。

测量装置也用来测量轮对内距（Ar）、轴向窜动和径向跳动。

集成在测量装置内部的磨损测量装置可测出待加工轮对上轮廓特定点处的磨损量。

将该磨损轮廓在控制系统中与参考轮廓进行比较，即可在CNC显示屏上显示所需的最佳切削深度。

该过程需在预测量程序的范围内进行。

B、直径测量装置

系统组成

钢制测量轮

（1）、测量轮支架

（2）、反射器（3）、光栅（4）

工作原理

轮径是用经过回火处理的钢制测量轮

（1）分别测量单个车轮的圆周而确定的。

测量轮的转动直接传到一个旋转编码器上。

测量轮支架

（2）固定在车削滑架上，并以电动方式通过滚珠丝杆压紧在轮对上。

在测量开始前，将反射器（3）装在轮子前端并与光栅（4）同高的位置。

每个车轮的两面必须都装上反射箔。

轮对的直径由光栅计数得到的轮转数确定。

左右车轮的直径测量结果将会在CNC屏幕上显示。

左、右轮上滚动圆（MKE）与轮箍内侧面之间的尺寸“Z”必须相同。

C、轮廓磨损测量

系统组成

测量座

（1）、测量轮

（2）、测量轮（3）

工作原理

测量通过测量座

（1）上的两个测量轮进行。

磨损轮廓上测量点的数目和位置是可选的。

测定的值与CNC控制系统中对应的允许修复轮廓进行比较，以确定需重新车削的直径。

测量过程同时需要考虑轴向窜动和径向跳动误差、踏面擦伤、轮廓的轴向位置以及轨距。

这样即可根据所选的加工原理自动生成切削划分和进刀的值，可针对轨距或轮缘（针对轮廓）来计算。

轮廓磨损测量由下列步骤组成：

1）当轮对转动时，测量轮

（2）测定从轮缘顶点到踏面外缘的测量值；2）在特殊情况下，当轮对静止时，用测量轮（3）测量轮缘厚度（市郊车辆）。

测量轮支架集成在车削滑架中，在测量时由电驱动的滚珠丝杆控制伸出、缩回并准确定位。

在缩回状态下，测量轮支架由一个柔性翻盖保护以防止碎屑进入。

5）机床可在轮对加工前、加工过程中、加工完毕后进行左右车轮直径测量。

操作者设定加工目标轮径值后，机床将根据左、右轮径差自动控制切削深度和加工过程，并使加工完成后，左、右轮径差保持在0.15mm以内。

机床的数控系统可以根据已经测量的当前轮廓磨耗值和直径值与操作者设定的理论廓型之间进行优化数值计算，自动推荐切削深度以及轮缘厚度值，操作者可以根据推荐值选定目标加工值，然后机床自动生成加工数控轨迹，保证加工完成后，左右轮径差满足加工精度要求。

6）机床设有刀架自动定位及车轮磨耗自动测量装置（间隔测量需满足轮廊测点不少于8个），可自动确定出刀架与工件的加工位置，自动优化确定参考切削用量。

7）机床具有各种车轮轮廓曲线的编程功能和业主自己编辑廓形功能（含编程用的软硬件），能够编辑和储存20种以上轮廓曲线，至少提供LM32，LM30，LM28，LM26，内燃调车机以及平板车的廓形曲线。

（调车机和平板车、接触网检测车的轮廓线待设计联络时确认）

8）机床配有压下（保持）装置和车轮外轴箱支撑装置，以提高轮轴载荷。

对轴重较轻或带外轴箱的单个轮对，压下装置可用来增大轴重，以保证切削顺利进行。

要求下压装置与现场镟修车辆接口良好，满足地铁车、调车机、平板车及工程车等镟修的需要。

机床支撑和下压装置的受力分析及相关计算如下：

外轴箱支撑系统说明：

机床将配有外轴箱支撑和下压装置用于卡紧轮对。

这将保证轮对能够正确的在机床上定位。

同时也能保证在液压系统失效时，车辆不会从机床上跌落下降。

液压可移动支撑，接口直径70mm，行程240mm

在发生故障时，机床的重量将由支撑系统支撑。

下面图示和照片显示了同时配有轴箱支撑和下压装置的结构。

现场照片

9）机床具有切削防滑控制功能，在切削打滑（卡死）时能自动退刀和停机。

机床设置有防空转控制装置，用于防止驱动轮与加工的轮对之间的摩擦接触点上的瞬时空转。

轮对和驱动轮之间如果出现打滑现象，控制装置应立即做出反应，使切削刀具脱离被加工轮对，主电机停机，并发出报警信号。

机床通过数控系统判断摩擦驱动轮的转速与折算的轮对转速之间的差值是否达到相应的滑动量来判断是否出现滑动摩擦，控制装置的反应时间为220ms。

10）机床具有可靠的轮对驱动装置，详细方案如下。

主传动系统为摩擦传动系统，摩擦轮与车轮应可靠接触，确保在切削时驱动轮与轮对间无相对滑动，使镟削顺利进行。

机床采用4个单独的变频电机驱动4个摩擦驱动轮对车轮进行驱动，摩擦驱动轮的抬升机构如下图所示，

功能

配备有两副摩擦驱动轮对，可以支撑并驱动待加工轮对

优势

通过上述的结构来抬升双滚轮机构可以保持1:

1的抬升比例，且直接由液压缸驱动，避免了中间的传动机构。

11）机床具有断刀返回和断电退刀功能。

断刀返回的原理：

数控系统会记住断刀发生点的位置，进行更换刀具后，可以再行返回相应位置点，继续进行加工。

断电退刀的原理：

数控系统中设计有蓄能器，可以凭借断电后的微弱的能量，使刀具从进刀方向略微回撤2mm，从而与车轮脱开，避免对车轮造成扎伤。

12）机床具有调整和校正功能，用户可定期对机床进行校准。

机床配有标准校正轮，可以定期按照维护手册对机床进行校准。

13）机床具有完善的防误操作功能，及已选择动作不能在现行状态实施时的报警显示功能。

机床的PLC具有逻辑判断和检测的功能，根据对各传感器的状态进行逻辑判断，判断现在是否具备下一状态的执行条件，如果不具备，则会以报警的形式显示。

14）机床具有完善的手动无污染结合寿命期免维护自动润滑的系统，在系统控制下对各种运动组件进行免维护自动润滑。

需要说明的是：

针对不落轮镟床这种特殊的位于地坑内的加工方式，其铁屑生成位置与传统机床不同，位于机床顶部，如果采用自动润滑系统，不可避免的会存在渗油的可能，从而不便于机床的排屑，故针对不落轮镟床，手动无污染油脂润滑结合免维护生命期内自动润滑是更加环保和有利的润滑方式。

相对于传统的油润滑，具有环保、清洁，便于机床排屑的优势。

15）机床具有切削废料破碎及排送功能，配置断屑装置和密封式链板排屑装置，可将铁屑传送至地面。

排屑装置可以有效地防止排屑器被铁屑卡死和堵塞功能。

16）机床具有故障的自诊断、检测、查询及报警显示功能，以便于操作、维修人员及时对机床的故障进行准确判断，能够随时提示机床状态及故障信息。

17）机床具有进刀量数字显示装置（CNC显示器），显示精度不得低于0.01mm。

18）机床所有显示和操作界面均采用中文界面。

19）设备具有数据记录、储存、输出和打印功能。

数据存储采用开放格式，满足查询需要。

系统能够自动生成报表，报表的存储形式可更改，并能够打印报告。

设备具备打印机接口和标准通讯口，能够与其他计算机进行通信，实现镟修结果的计算机管理。

设备同时具有车轮数据管理系统，将车轮加工前、加工后测量的数据在后台进行优化管理，对每个车轮按照轮号、车辆号进行归类并建立数据库，方便用户查询。

20）设备满足现场车辆的镟修要求，机床各部不工作时，不得侵入地铁车辆限界。

21）随设备配置小型潜水泵，用于机床坑内的自动排水。

当机床基础坑内的水位达到一定标准时，潜水泵自动起机进行抽水，当水位下降到一定标准时自动停机。

22）U2000-400M（150）型不落轮镟床无需压缩空气供应，无需配置配专用气源（移动式空压机和储风缸）。

23）设备上安装吸尘装置，用来吸收和排放轮对加工过程产生的气体烟尘，该装置吸收空气中的污染物，过滤后排放到大气中。

设备符合国家烟尘排放标准。

4、常用品牌：

赫根赛特、北一机床、青海华鼎、武汉重型机床

5、设备售价：

650—1000万元