СТАНОК ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ КОЛЕС С  ДЕФЕКТАМИ ПОВЕРХНОСТИ КАТАНИЯ В ВИДЕ ВЫЩЕРБИН

Обработка железнодорожных колес после эксплуатации вызывает определенные трудности. Это связанно с тем, что в настоящее время в эксплуатации находятся колеса повышенной твердости 360 НВ, но в процессе эксплуатации эта твердость повышается до 450 НВ и выше, кроме этого на поверхности катания имеются дефекты в виде сколов, раковин и выщербин. Повышенная твердость 450 НВ и вышеперечисленные дефекты не позволяют обработать поверхность катания колеса до альбомных размеров. Поэтому разрабатываются специализированные станки и установки для обработки колес и колесных пар.
Известен станок «Rafamet» [1], который обрабатывает колесные пары после эксплуатации, имеющие дефекты. Обработка идет с помощью чашечного резца, управление движением инструмента осуществляется с помощью механического копира, при износе которого, приходится перенастраивать станок или изготавливать новый копир.
Известен станок марки КЖ-1832 [2], который предназначен для обработки колесных пар, состоящий из вращателя (механизм главного движения, механизм подач и двух суппортов, на которых размещены два резцедержателя для закрепления инструмента).
Известен станок для токарной обработки железнодорожных колесных пар с числовым программным управлением. Станок позволяет восстанавливать профиль катания колесной пары грузового или пассажирского вагона. Обработка колесных пар происходит с выкаткой из под вагона. Станок UBB112/2F3 позволяет обрабатывать колесные пары по профилю катания за счет копира, инструментом является резец. [3] Недостатком этого станка является то, что при обработке колесных пар качество обрабатываемой поверхности не влияет на процесс обточки, а режимы задаются изначально. Поэтому существует риск разрушения режущей пластины при обточке дефектной поверхности.
Недостатком всех этих станков является то, что с повышением твердости колес и дефектов колесных пар стойкость режущего инструмента мала. В процессе обработки твердосплавные пластины разрушаются по главной режущей кромке.
Для предотвращения разрушений режущих пластин в процессе обработки применяется специально разработанное оборудование. Известна установка по подготовке поверхности катания вагонного колеса к лезвийной обработке, которая состоит из приспособления для установки колесной пары, механизма привода главного движения, шлифовальной головки и механизма привода движения подач, на которой возможно выполнять обработку вагонного колеса по поверхности, содержащей термически упрочненную дефектную структуру. [4]
За прототип принят колесотокарный станок PU 56238 U1, В23В 5/28, для обработки с выкаткой колесных пар вагонов железных дорог по программе. [5]
Конструкция станка позволяет вести обработку колесных пар с шириной колеи, как 1520 и 1435 мм, с нормальной твердостью 250НВ и повышенной твердостью 360 НВ для диаметров колес по кругу катания: 850, 950 и 1050 мм.
Компоновка станка подобна компоновке колесотокарного станка мод. UBF-112N польской фирмы «Rafamet». Станина представляет собой три базовые корпусные детали, в сварном или литом исполнении жестко скрепленные между собой. Спереди средней части станины устанавливаются два суппорта. Сзади установлен люнет - кантователь для загрузки колесной пары. В фундаменте под средней частью станины имеется наклонная поверхность для сбора стружки в бак. В отличие от станков мод. UBB112 отводу стружки не препятствуют подъемник колесных пар и валы главного привода и привода подачи второй бабки, которые здесь отсутствуют.
Для обточки каждого колеса колесной пары (КП) применяется автономный суппорт, состоящий из основания, по направляющим которого поперечно перемещаются салазки (координата X), в свою очередь по направляющим салазок продольно перемещается ползун (координата Z). На торце ползуна закреплена резцедержка (кассета) для закрепления твердосплавных многогранных неперетачиваемых пластин. Привод салазок и ползуна осуществляется от 2-х высокомоментных электродвигателей переменного тока с максимальным моментом 22 Нм через зубчатый ремень и шарико-винтовую передачу. Конструкция суппорта предусматривает встройку механизма обмера профилей колес КП с его надежной защитой от стружки. Применение жесткой конструкции корпусных деталей суппорта с закаленными направляющими скольжения, разнесенными до ширины 630 мм, а также применение короткой, жесткой кинематической цепи в приводах подач, обеспечивают высокое демпфирование и безвибрационное резание, а также обеспечивает высокопроизводительную обработку КП повышенной твердостью до 360НВ. Применение жидкой смазки суппортов за счет надежного вымывания продуктов износа обеспечивает длительный срок их эксплуатации. Для главного привода бабок в станке применены два раздельных планетарных редуктора. Для перемещения бабок и пинолей также применены по два раздельных планетарных мотор-редуктора.
На фиг.1 изображена схема устройства.
Установка состоит из вращателя колесной пары, механизма подач, блока числового программного управления, двух бабок, двух суппортов с резцедержателями, двух фрезерных головок с независимым приводом от мотор-редуктора.
Колесная пара 1 за счет разжимных кулачков 2 устанавливается на станок в центрах 3. Резцедержатели 4 с закрепленными в них режущим инструментом 5 установлены на суппорте 6, обтачивают поверхность катания колесной пары в соответствии с заданным профилем по копиру. После обточки фаски и уклона 1:20 проходным резцом, резец выводится из зоны резания и вращающаяся колесная пара обрабатывается вращающейся фрезой 7, которая получает крутящий момент от мотор-редуктора 8. Обработка производится по поверхности на ширину фрезы на специально установленных режимах резания.
На фиг.2 изображена схема обработки фрезой.
После обработки фрезой дальнейшая обточка происходит по заданной программе.
Таким образом, был получен эффективный способ обточки железнодорожных колес с дефектами поверхности катания, в виде выщербин.
Список литературы
1. Богданов А.Ф. Эксплуатация и ремонт колесных пар вагонов/ А.Ф. Богданов, В.Г. Чурсин. М.: Транспорт, 1985. 269 с.
2. Металлорежущие станки. Краткий справочник. Мозгунов В.И., М.: Изд-во: экономической литературы, 1961. 816 с.
3. http://www.rempresmash.ru ООО «Ремпресмаш»
4. Патент №76273 РФ, ПМК В 5/46 Установка по подготовке поверхности катания вагонного колеса к лезвийной обработке
5. PU 56238 U1, В23В 5/28, 2006 - 5 с.