數(shù)控車輪車床的改進(jìn)設(shè)計(jì)
2015-2-20 來源： 青海華鼎重型機(jī)床有限責(zé)任公司 作者：張劍
摘要: 由于客運(yùn)的高速化發(fā)展，加工帶齒輪箱的車輪是必然趨勢(shì)，因此改進(jìn)設(shè)計(jì)千斤頂來滿足輪對(duì)加工要求，新增設(shè)計(jì)齒輪箱定位裝置來解決輪對(duì)加工時(shí)齒輪箱定位問題，改進(jìn)是成功的。
筆者公司生產(chǎn)的CK8011 系列數(shù)控車輪車床主要用于加工、維修軌距為1 435 mm，輪對(duì)直徑為600 ～1 100 mm的鐵路車輛解體輪對(duì)的輪緣、踏面及內(nèi)側(cè)面。適用于鐵路運(yùn)輸部門的各個(gè)車輛生產(chǎn)、維修工廠、車輛段等單位。
近年來隨著高速鐵路的快速發(fā)展，市場對(duì)帶有齒輪箱輪對(duì)的加工、維修需求量不斷增大。由于輪對(duì)齒輪箱的規(guī)格各有不同，數(shù)控車輪車床在加工過程中難免會(huì)遇到機(jī)床主要部件千斤頂與輪對(duì)齒輪箱發(fā)生干涉的問題。以往的輪對(duì)有少量帶齒輪箱的，因?yàn)辇X輪箱可以拆卸，所以數(shù)控車輪車床能保證輪對(duì)正常加工，但隨著客運(yùn)的高速化發(fā)展，鐵路行業(yè)的更新，現(xiàn)在高速客車用的輪對(duì)直徑較小，而且輪對(duì)上的齒輪箱不允許拆卸，這就必須對(duì)原有數(shù)控車輪車床進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)。
1、 改進(jìn)方案的確定
數(shù)控車輪車床必須能加工帶齒輪箱的輪對(duì)，而且要解決此類輪對(duì)上、下料及其加工中齒輪箱的定位問題。
1． 1 輪對(duì)上、下料的實(shí)現(xiàn)
輪對(duì)的上料過程: 輪對(duì)由料庫滾至轉(zhuǎn)盤，經(jīng)過轉(zhuǎn)盤后，沿車間軌道和機(jī)床輸入軌道滾入千斤頂，千斤頂抬升輪對(duì)到位，然后進(jìn)行裝卡。下料過程則與此相反。由于千斤頂與大部分輪對(duì)齒輪箱發(fā)生干涉，導(dǎo)致機(jī)床無法進(jìn)行正常的上、下料工作，現(xiàn)有機(jī)床在加工新型帶齒輪箱的輪對(duì)時(shí)，只能用行車進(jìn)行吊裝，再進(jìn)行裝卡，加工時(shí)輪對(duì)的齒輪箱部分由行車吊起固定。通過對(duì)現(xiàn)有車輪車床的結(jié)構(gòu)分析，以及用戶現(xiàn)場的仔細(xì)調(diào)研，再綜合考慮通用性、設(shè)計(jì)成本低和加工效率等因素，最終確定改進(jìn)設(shè)計(jì)千斤頂部件，來實(shí)現(xiàn)輪對(duì)的上、下料要求，最終保證輪對(duì)的車削加工。
1． 2 齒輪箱的定位
現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的齒輪箱大部分不允許拆卸，加工時(shí)多數(shù)用戶利用行車吊起固定齒輪箱，不然齒輪箱會(huì)在車軸上轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致無法正常車削輪對(duì)。
針對(duì)該問題，決定設(shè)計(jì)齒輪箱定位裝置來解決輪對(duì)帶齒輪箱加工，而且在加工中不必用行車吊起固定。
2 、千斤頂部件的改進(jìn)設(shè)計(jì)
2． 1 改進(jìn)前結(jié)構(gòu)
改進(jìn)前千斤頂結(jié)構(gòu)見圖1 所示。橫梁左右兩側(cè)上頂面與輪對(duì)齒輪箱發(fā)生干涉。
2． 2 改進(jìn)后結(jié)構(gòu)
改進(jìn)后千斤頂結(jié)構(gòu)( 獲省級(jí)和國家級(jí)QC 優(yōu)秀成果獎(jiǎng)) 見圖2 所示。通過改變橫梁的結(jié)構(gòu)形式來降低橫梁左右兩側(cè)上頂面的高度，消除了與輪對(duì)齒輪箱發(fā)生干涉。
2． 3 相關(guān)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì)
只改進(jìn)設(shè)計(jì)千斤頂橫梁結(jié)構(gòu)形式，是不可能同時(shí)保證原機(jī)床中心高、床身高度和加工直徑范圍三者不變的。因?yàn)榍Ы镯數(shù)男谐瘫仨毚笥谧畲筝唽?duì)加工直徑與最小輪對(duì)加工直徑差的1 /2，即( 1 100 － 600) /2 = 250mm，而改進(jìn)設(shè)計(jì)使千斤頂橫梁上頂面下降后，若千斤頂?shù)男谐滩蛔儯沃睆椒秶欢〞?huì)減小。
最后局部改進(jìn)設(shè)計(jì)床身部件，將千斤頂與床身的安裝基面下降H ( 圖2) ，同時(shí)增加千斤頂?shù)男谐獭＿@樣的結(jié)構(gòu)處理，可以在提高機(jī)床通用性的同時(shí)又保證低成本改造。
3、 齒輪箱定位裝置的設(shè)計(jì)
3． 1 齒輪箱定位裝置的結(jié)構(gòu)
齒輪箱定位裝置( ZL201120528691． 4) 的結(jié)構(gòu)見圖3 所示。本定位裝置由螺釘7、定位銷8，將支座11 固定在床身上，絲杠12 擰入螺母1 中，再一同裝入支座11中，螺母1 與推力球軸承3 接觸，推力球軸承3 由支座11 定位，螺母1 與深溝球軸承4 配合，裝配時(shí)調(diào)整墊5，裝配調(diào)整完由彈性擋圈6 定位。再將螺母15、螺栓16 與支架14 裝配好，用圓柱銷13 將支架14 與絲杠12 固定聯(lián)接，通過手柄2 使絲杠12 旋轉(zhuǎn)，抬升支架14到達(dá)定位位置。
3． 2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
該定位機(jī)構(gòu)為新結(jié)構(gòu)，具有安裝快捷、操作簡單方便，定位安全可靠等特點(diǎn)。輪對(duì)加工為批量生產(chǎn)，所以在加工前先利用手柄2 調(diào)整好垂直方向行程，將預(yù)調(diào)行程定在3 ～ 6 mm，絲杠2 旋轉(zhuǎn)1 ～ 2 圈即可達(dá)到最終定位位置，這樣可減少輔助工作時(shí)間。再利用螺栓16 水平定位齒輪箱，通過螺母15 鎖緊，定位完成。
4 、結(jié)語
改進(jìn)后的數(shù)控車輪車床提高了機(jī)床的適用性，擴(kuò)大了機(jī)床的加工范圍，可完全滿足高速鐵路動(dòng)車組輪對(duì)輪緣和踏面的加工修理需要，同時(shí)大幅度縮短加工及修理時(shí)間，降低修理成本。投放市場后不僅得到用戶好評(píng)，而且獲得了省級(jí)和國家級(jí)QC 優(yōu)秀成果獎(jiǎng)，并成功申報(bào)國家實(shí)用新型專利一項(xiàng)( ZL201120528691． 4) 。隨著國內(nèi)客、貨運(yùn)輸?shù)奶崴偌斑\(yùn)輸量激增，該產(chǎn)品的市場前景非?？春?。
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