СТАНОК КОЛЕСОТОКАРНЫЙ ПРОХОДНОЙ С ЧПУ

Полезная модель относится к станкостроению, а именно к колесотокарным проходным станкам, предназначенным для обработки колесных пар тягового подвижного состава и грузовых вагонов железнодорожного транспорта с их выкаткой из-под вагона или локомотива.
Известен станок колесотокарный проходной, содержащий станину портального типа, две - левую и правую - шпиндельные бабки с полыми шпинделями, приводы вращения шпинделей, две каретки, два ползуна, два резцедержателя, два измерительных устройства, две планшайбы, подъемник колесной пары, рельсовый путь, датчики положения колесной пары и устройство числового программного управления (ЧПУ), при этом станина выполнена в виде двух - левой и правой - тумб, соединенных сверху траверсой, на тумбах закреплены продольные направляющие, зеркало которых расположено под углом к вертикальной плоскости, шпиндельные бабки установлены с возможностью перемещения по продольным направляющим соответствующих тумб и снабжены приводами их перемещения, на траверсе закреплены две группы поперечных направляющих, зеркало которых расположено под углом к вертикальной плоскости, каретки установлены с возможностью перемещения по поперечным направляющим траверсы, снабжены приводами их перемещения, и на каждой каретке закреплены продольные направляющие, зеркало которых расположено в плоскости, параллельной зеркалу поперечных направляющих траверсы, ползуны установлены с возможностью перемещения по продольным направляющим соответствующих кареток и снабжены приводами их перемещения, резцедержатели и измерительные устройства закреплены на ползунах, в полости каждого шпинделя установлены с возможностью перемещения в осевом направлении пиноли, снабженные приводами их перемещения, на концах пинолей закреплены
центры, на каждом шпинделе закреплена планшайба, на каждой планшайбе закреплено по меньшей мере два поводка, каждый поводок содержит гидравлический цилиндр, шток которого перемещается в радиальном направлении, на каждом штоке закреплен кулачок, подъемник колесной пары установлен ниже уровня основания станины, рельсовый путь содержит два рельса, плоскость симметрии которых перпендикулярна оси центров станка, а рабочая поверхность находится на одном уровне с основанием станины, выходы датчиков положения колесной пары соединены с входом устройства ЧПУ, а выходы устройства ЧПУ через преобразователи соединены с электродвигателями приводов вращения шпинделей, электродвигателями приводов перемещения шпиндельных бабок, пинолей, кареток и ползунов и с электромагнитами гидравлического распределителя, управляющего работой гидравлических цилиндров поводков [РТ905ФЗ.00.000РЭ Станок колесотокарный проходной с ЧПУ. Руководство по эксплуатации. ОАО «Рязанский станкостроительный завод». 2003 г. Листы 18, 19, 29-36] - прототип.
Этот станок предназначен для обточки профилей ободьев колес колесных пар вагонов с их выкаткой из-под вагона. Недостатком этого станка является то, что в нем для подъема колесной пары на уровень центров используется гидравлический подъемник. На этом станке колесную пару поднимают за подступичные части оси. Поскольку диаметры подступичных частей одинаковы у всех колесных пар и не меняются в процессе эксплуатации, то подъем колесной пары на станке производится всегда на одну и ту же высоту. Поэтому нет необходимости изменять величину хода штока гидравлического цилиндра подъемника.
Но этот станок не подходит для обработки колесных пар локомотивов и грузовых вагонов. На осях этих колесных пар закреплены зубчатые колеса. Это не позволяет поднимать колесные пары за подступичные части оси. Поэтому колесные пары поднимают за гребни ободьев колес. Как известно, в процессе эксплуатации локомотивов поверхности ободьев колес
изнашиваются. Поэтому для восстановления их профиля поверхности ободьев неоднократно обтачивают. После каждой обточки диаметры колес уменьшаются. Колеса одного локомотива или вагона обтачивают в один размер, но у разных локомотивов и вагонов могут быть разные диаметры колес. Поскольку подъем колесной пары на станке производят за гребни ободьев колес, то при разных диаметрах колес, разной будет и величина подъема колесной пары. Если для подъема колесной пары использовать гидравлический подъемник, то для изменения величины подъема пришлось бы заменять гидравлический цилиндр подъемника или устанавливать другие крышки на цилиндр, или же устанавливать другие жесткие ограничители хода штока. Все это было бы связано с большими затратами времени и труда. Поэтому этот станок не применяют для обработки колесных пар локомотивов и грузовых вагонов. Это сужает технологические возможности станка.
Предлагаемая полезная модель направлена на расширение технологических возможностей станка.
Для решения этой задачи в станке колесотокарном проходном, содержащем станину портального типа, две - левую и правую - шпиндельные бабки с полыми шпинделями, приводы вращения шпинделей, две каретки, два ползуна, два резцедержателя, два измерительных устройства, две планшайбы, подъемник колесной пары, рельсовый путь, датчики положения колесной пары и устройство числового программного управления (ЧПУ), при этом станина выполнена в виде двух - левой и правой - тумб, соединенных сверху траверсой, на тумбах закреплены продольные направляющие, зеркало которых расположено под углом к вертикальной плоскости, шпиндельные бабки установлены с возможностью перемещения по продольным направляющим соответствующих тумб и снабжены приводами их перемещения, на траверсе закреплены две группы поперечных направляющих, зеркало которых расположено под углом к вертикальной плоскости, каретки установлены с возможностью перемещения
по поперечным направляющим траверсы, снабжены приводами их перемещения, и на каждой каретке закреплены продольные направляющие, зеркало которых расположено в плоскости, параллельной зеркалу поперечных направляющих траверсы, ползуны установлены с возможностью перемещения по продольным направляющим соответствующих кареток и снабжены приводами их перемещения, резцедержатели и измерительные устройства закреплены на ползунах, в полости каждого шпинделя установлены с возможностью перемещения в осевом направлении пиноли, снабженные приводами их перемещения, на концах пинолей закреплены центры, на каждом шпинделе закреплена планшайба, на каждой планшайбе закреплено по меньшей мере два поводка, каждый поводок содержит гидравлический цилиндр, шток которого перемещается в радиальном направлении, на каждом штоке закреплен кулачок, подъемник колесной пары установлен ниже уровня основания станины, рельсовый путь содержит два рельса, плоскость симметрии которых перпендикулярна оси центров станка, а рабочая поверхность находится на одном уровне с основанием станины, выходы датчиков положения колесной пары соединены с входом устройства ЧПУ, а выходы устройства ЧПУ через преобразователи соединены с электродвигателями приводов вращения шпинделей, электродвигателями приводов перемещения шпиндельных бабок, пинолей шпинделей, кареток и ползунов и с электромагнитами гидравлического распределителя, управляющего работой гидравлических цилиндров поводков, согласно полезной модели, подъемник колесной пары выполнен электромеханическим и содержит корпус с двумя вертикальными стойками, две пиноли, установленные в стойках с возможностью перемещения в вертикальном направлении, закрепленный на корпусе электродвигатель, горизонтально расположенный распределительный вал, на концах которого закреплены два червяка, датчик числа оборотов распределительного вала, два червячных колеса с вертикальными осями вращения, два винта, каждый из которых закреплен на одной оси с червячным колесом, и две открытые гайки,
выполненные в виде вертикально расположенных реек, прикрепленных к пинолям, при этом выходной вал электродвигателя при помощи конической зубчатой передачи соединен с распределительным валом, червячные колеса установлены с возможностью взаимодействия с червяками распределительного вала, винты установлены с возможностью взаимодействия с открытыми гайками, выход датчика числа оборотов распределительного вала соединен с входом устройства ЧПУ, а электродвигатель подъемника через преобразователь соединен с выходом устройства ЧПУ.
Для ориентации колесной пары на подъемнике на верхнем конце каждой пиноли подъемника закреплена горизонтальная планка, а на каждой планке закреплены два ролика с горизонтальными осями вращения, расположенные симметрично относительно вертикальной плоскости, проходящей через ось центров станка.
Для установки колесной пары строго под осью центров станка в каждом рельсе рельсового пути выполнена выемка, имеющая форму перевернутой равнобочной трапеции, и расположенная симметрично относительно вертикальной плоскости, проходящей через ось центров станка.
Для автоматического выкатывания колесной пары из зоны станка после ее обработки рельсовый путь снабжен устройством для выкатывания колесной пары, содержащим две планки, каждая из которых одним своим концом шарнирно закреплена на рельсе, а другим концом соединена с вертикально перемещающимся штоком гидравлического цилиндра, закрепленного на корпусе подъемника.
Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг.1 изображен предлагаемый колесотокарный проходной станок с ЧПУ, вид спереди; на фиг.2 - вид А по фиг.1; на фиг.3 - вид Б по фиг.2; на фиг.4 - разрез Г-Г по фиг.3; на фиг.5 - разрез Д-Д по фиг.3; на фиг.6 - выносной элемент В по
фиг.2; на фиг.7 изображен фрагмент левой шпиндельной бабки с полым шпинделем, планшайбой и поводком.
Станок содержит станину портального типа, выполненную в виде двух - левой 1 и правой 2 - тумб, соединенных сверху траверсой 3. На тумбах закреплены продольные направляющие 4, 5, зеркало которых расположено под углом к вертикальной плоскости. Шпиндельные бабки 6, 7 установлены с возможностью перемещения по продольным направляющим соответствующих тумб и снабжены приводами 8, 9 их перемещения.
На траверсе закреплены две группы поперечных направляющих 10, зеркало которых расположено под углом к вертикальной плоскости. Каретки 11 установлены с возможностью перемещения по поперечным направляющим траверсы и снабжены приводами их перемещения. На каждой каретке закреплены продольные направляющие 12, зеркало которых расположено в плоскости, параллельной зеркалу поперечных направляющих 10 траверсы.
Ползуны 13, 14 установлены с возможностью перемещения по продольным направляющим соответствующих кареток и снабжены приводами их перемещения. На ползунах закреплены резцедержатели 15, 16 и измерительные устройства 17, 18.
В шпиндельных бабках на подшипниках установлены полые шпиндели 19, снабженные приводами 20, 21 их вращения. В полости каждого шпинделя установлены с возможностью перемещения в осевом направлении пиноли 22, снабженные приводами их перемещения. На концах пинолей закреплены центры 23. На каждом шпинделе закреплена планшайба 24. На каждой планшайбе закреплено три поводка. Каждый поводок содержит гидравлический цилиндр 25, шток 26 которого перемещается в радиальном направлении. На каждом штоке закреплен кулачок 27. В кулачках установлены подпружиненные упорные винты 28.
Подъемник 29 колесной пары 30 содержит корпус 31 с двумя вертикальными стойками 32, 33. В стойках установлены две пиноли 34, 35 с
возможностью перемещения в вертикальном направлении. К пинолям прикреплены две открытые гайки 36, 37, выполненные в виде вертикально расположенных реек. На корпусе подъемника закреплен электродвигатель 38. Выходной вал электродвигателя при помощи конической зубчатой передачи соединен с горизонтально расположенным распределительным валом 39, на концах которого закреплены два червяка 40. Червяки взаимодействуют с двумя червячными колесами 41 с вертикальными осями вращения. На одной оси с каждым из червячных колес закреплен винт 42 с трапецеидальной резьбой. Винты взаимодействуют с открытыми гайками 36, 37, прикрепленными к пинолям 34, 35. На распределительном валу 39 закреплен диск 43 с отверстиями, а на корпусе - датчик 44, определяющий число оборотов распределительного вала. На верхнем конце каждой пиноли закреплена горизонтальная планка 45. На каждой планке закреплены два ролика 46, 47 с горизонтальными осями вращения, расположенные симметрично относительно вертикальной плоскости, проходящей через ось центров станка.
Рельсовый путь 48 содержит два рельса 49, 50, плоскость симметрии которых перпендикулярна оси центров станка, а рабочая поверхность находится на одном уровне с основанием станины. В каждом рельсе выполнена выемка, имеющая форму перевернутой равнобочной трапеции, расположенная симметрично относительно вертикальной плоскости, проходящей через ось центров станка. Устройство для автоматического выкатывания колесной пары содержит две планки 51, 52, каждая из которых одним своим концом шарнирно закреплена на рельсе, а другим концом соединена с вертикально перемещающимися штоками гидравлических цилиндров 53, 54, закрепленных на корпусе подъемника.
На станке закреплены датчики положения колесной пары (не показаны). Выходы датчиков положения колесной пары и датчика 44 числа оборотов распределительного вала соединены с входом устройства ЧПУ 55. Выходы устройства ЧПУ через преобразователи соединены с
электродвигателями приводов 20, 21 вращения шпинделей, электродвигателями приводов перемещения шпиндельных бабок, пинолей шпинделей, кареток и ползунов, электродвигателем 38 подъемника колесной пары и с электромагнитами гидравлического распределителя, управляющего работой гидравлических цилиндров 25 поводков.
Работает станок следующим образом. Подлежащую обработке колесную пару 30 вкатывают по рельсовому пути 48 в зону станка. За счет выемок в рельсах 49, 50 колесная пара останавливается под осью центров станка. В исходном положении пиноли 34, 35 подъемника 29 находятся в крайнем нижнем положении. По команде от устройства ЧПУ включается электродвигатель 38 подъемника. С распределительного вала 39 вращение через червячные передачи передается на винты 42. За счет взаимодействия резьбы винтов с резьбой открытых гаек 36, 37 пиноли 34, 35 перемещаются вверх. Горизонтальные планки 45 своими роликами 46, 47 подхватывают колесную пару 30 за гребни колес и поднимают ее вверх. При этом датчик 44 числа оборотов распределительного вала 39 считывает и посылает в устройство ЧПУ информацию о количестве сделанных валом оборотов. Когда колесная пара займет положение на 3...5 мм ниже оси центров станка, по команде от датчиков положения колесной пары электродвигатель 38 подъемника выключается. При помощи приводов их перемещения шпиндельные бабки 6, 7 перемещают в продольном направлении так, чтобы кулачки 27 поводков своими упорными винтами 28 коснулись боковых поверхностей колес. После этого включают приводы перемещения пинолей 22 шпинделей. Выдвигаясь, пиноли своими центрами 23 зажимают колесную пару, приподнимая ее на 3...5 мм - до уровня центров станка. После зажима колесной пары в центрах, пиноли 34, 35 подъемника опускают в крайнее нижнее положение. Далее подают масло в гидравлические цилиндры 25 поводков. Штоки 26 гидравлических цилиндров перемещаются в радиальном направлении и кулачками 27 зажимают колеса за внутренние поверхности ободьев.
После этого при помощи измерительных устройств 17, 18 производят измерение профилей ободьев колес. По результатам измерений устройство ЧПУ рассчитывает припуски под обработку колес. При помощи приводов вращения шпинделей, приводов перемещения ползунов и кареток производят обтачивание профилей ободьев колес инструментами, закрепленными в резцедержателях 15, 16.
По окончании обработки пиноли подъемника выдвигают вверх на прежнюю высоту. При этом величина выдвижения пинолей задается числом оборотов распределительного вала 39, запомненным устройством ЧПУ при подъеме колесной пары. Кулачки 27 поводков при помощи гидравлических цилиндров 25 перемещают к оси колесной пары. Шпиндельные бабки 6, 7 разводят друг от друга в продольном направлении. Колесная пара высвобождается от зажима центрами и опускается на ролики 46, 47 пинолей подъемника. Пиноли вместе с колесной парой опускают в крайнее нижнее положение. Колесная пара опускается в выемки рельс 49, 50. Штоками гидравлических цилиндров 53, 54 поднимают один конец планок 51, 52 в верхнее положение. Поднимаясь, планки выкатывают колесную пару по рельсам из зоны станка. Можно поднять планки выкатывающего устройства в верхнее положение и до опускания колесной пары. В этом случае при опускании колесной пары колеса опускаются на наклонные планки и колесная пара по планкам, а потом - по рельсам 49, 50 выкатывается из зоны станка. После этого штоки гидравлических цилиндров 53, 54 и планки 51, 52 опускают вниз. Станок готов к приему и обработке следующей колесной пары.
Данное техническое решение расширяет технологические возможности станка и реализовано в конструкции колесотокарного станка с ЧПУ РТ910ФЗ исполнения 001 Рязанского станкостроительного завода.