轨道交通机车不落轮加工设备及方法

　　随着国家大量投资发展铁路建设，我国轨道铁路不断扩大延长，开行的速度也在不断加快，城际列车已经成为老百姓在各中、短途城市间的出行首选。同时，各大城市为了解决地面交通的拥堵，大力发展了城市轻轨、地铁、BRT快速公交等，极大方便了出行者，也为实现城市交通减少二氧化碳排放做出了实际的贡献。

　　许多大城市在发展城市轻轨、地铁等轨道交通的同时也给使用和维修带来很多问题，城市轻轨、地铁等轨道交通机车和铁路干线上运行的机车，在结构上还是有比较大的区别，特别是走行装置有明显的不同，所谓走行装置就是车辆中支撑车体并担负车辆走行任务的部分。铁路发展初期车辆比较短小，车辆的走行装置比较简单，只包括通过弹簧安装在车体下部的两个轮对，这种车辆称为两轴车。

　　随着车辆的发展，每辆车的轴数增加，而且对车辆性能要求也不断提高，于是把车辆的轮对、轴箱、悬挂装置、基础制动装置和构架等组成一个独立整体，称为转向架，现代车辆的走行装置指的是车辆转向架。而城市轻轨、地铁的转向架在重量上小于机车的，加工制造的复杂程度也要简单于机车。但是在应用上都有一个共同点，就是车厢在运行时车轮和钢轨会产生滚动摩擦，车辆弯道曲率越小、通过速度越快，离心力就越大，造成车轮的轮缘与钢轨的内侧接触单靠加大形成啃轨现象，既使车厢与走行装置之间采用了液压防蛇形装置，也会造成车辆在运行时增加左右晃动的机率以及车轮的踏面与钢轨的上平面长期滚动摩擦，造成接触面加大而摩擦因数增加的后果。

　　为了行车的安全，车辆走行装置制定了一系列的修理规程，即使用年限和行车公里数必须由车辆段和厂修规定，其中包括列行检查制度。原来车辆段和厂修对车辆走行装置的车轮修理，是采用全部解体后修理和更换，造成工作量大周期长、修理程度系数复杂。

　　我们在这里介绍针对城市轻轨、地铁等轨道交通机车车辆不落车轮设备和简单加工方法，这种设备可以做到不需要对走行部分的解体，就可以对城市轻轨、地铁等轨道交通机车车辆的车轮进行等级车削加工修理。目前，国外已经有几家公司生产这种加工不落轮车的设备，西班牙达诺巴特的MODEL D-1800就是专门用于铁路维修的专用设备。

　　D-1800是一台先进的全自动SIEMENS 840D数控系统的机床，可以满足加工不同规格型号的铁轨车轮，设备属地沟形式，主要安装在地沟和地面上。它具有新一代的数控控制系统、结构紧凑的液压系统，在加工车削时可以同时加工两侧车轮，并且通过先进的测量装置对车轮的轮缘和轮对的踏面预加工自动测量和最终加工完成的数据测量，即同时测量、加工、采集加工数据。使加工完成的同一车轮直径差在0.1mm之内，基本达到尺寸与形状完全相同的效果。对要加工的车辆走行装置的轮对车轮修理时，只需要把车辆的车轴中心在牵引车的作用下送到基本的位置自动定位，可以根据不同类型的转向架在轮对两侧各有一对具有调节的摩擦驱动滚轮，作为车辆的车轴中心定位装置，并在液压升降支撑装置的作用下，根据轴的承重情况轮对车轴可以被提升1~10mm。同时这套装置也作为下压板的作用使用。

　　在对轮对内侧定位的基础上，通过上压板机械液压装置压住不同类型轴箱体的上端，以将车轴固定在下压板支撑装置上完成车轴的轴向定位。辅助接头导轨在液压系统的作用下，会通过系统自动沿铁轨一侧平行移动，使得在两个摩擦驱动轮之间留出给设备进行测量和加工的空余位置。在设备的X 轴向移动的溜板上装有接触式RENISHAW踏面形状测量装置、精车刀柄、粗车刀柄以及滚轮式轮径测量装置，在经过对轮对轮缘高度、轮缘厚度、踏面中径的测量后，所采集的数据将作为X 、Z 轴的加工工艺零点。四个独立升降系统的摩擦驱动轮以最小的转矩旋转带动轮对转动，X 、Z轴根据所测量的数据就可以按照数控系统的设计程序进行加工。

　　在加工中分别采用粗车刀和精车刀两套刀柄系统，并采用编码器作为位置环的测量。在粗车刀和精车刀两套刀柄上又装有两片刀片，先粗车后精车，在经过两次车削后就能分别完成轮对的直径、车轮内侧面和外侧面加工。

　　在完成加工后系统会对轮对进行自动测量，内容包括：轮缘的高度、轮缘的厚度、轮对的椭圆度、轮对的跳动、轮对直径的实际尺寸以及内侧面之间的距离。

　　以上数据测量后将被存储在系统的硬盘里，作为历史资料保存。在测量轮对直径的实际尺寸时，是采用一种滚轮式的直径测量轮装置，直径轮与轮对接触后进行相对旋转测量出圆周，最终确定直径尺寸。直径轮的直径是已经预先调整好的，轮对的两边是同时加工完成，从而确保它的一致性。

　　该设备不但能加工以上的走行部分的车轮，还能完成目前国内应用的各种机车的走行部分车轮的修理工作，例如东风系列机车、和谐号系列机车、GE系列机车等。

　　在需要加工时不要实行全部解体，而只需要分离走行部分，另外设计一套夹紧装置，就可以上线进行加工，同时，这种方法也适用于新机车走行部分车轮的组装以后的加工，方便快捷，基本实现了在轨在线的修理方案。

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