МОБИЛЬНЫЙ СТАНОК ДЛЯ ОБТОЧКИ КОЛЕСНЫХ ПАР

Полезная модель относится к металлорежущим станкам, а именно к токарным станкам для обработки без снятия колес, устанавливаемых под рельсовыми транспортными средствами.
Из уровня техники известно приспособление для обточки железнодорожных колес без снятия их с транспортных средств (патент на полезную модель RU 48162, опубл. 27.09.2005 Бюл. № 27), который содержит суппорт, установленный на основании, к низу которого закреплен захватно-зажимной за головку рельса узел, выполненный в виде П-образной в поперечном сечении скобы, вертикальные стенки которой с внутренней стороны выполнены с профилем, повторяющим профиль боковой стороны головки рельса, вертикальные стенки П-образной скобы расположены между собой на расстоянии, достаточном для свободного размещения между одной вертикальной стенкой и головкой рельса вкладыша, одна продольная сторона которого выполнена с профилем, повторяющим профиль боковой стороны головки рельса, на другой продольной стороне вкладыша выполнено не менее двух цилиндрических углублений для соразмерного взаимодействия с цилиндрическими концами не менее двух зажимных винтов, установленных резьбовыми участками в резьбовых отверстиях, выполненных в вертикальных стенках П-образной скобы, при этом вкладыш снизу снабжен выступом для контактного взаимодействия с дополнительным зажимным винтом, установленным по резьбе в вертикальных стенках П-образной скобы.
Наиболее близким техническим решением является станок для обточки бандажей колёсных пар тягового подвижного состава (патент на изобретение RU 2684660, опубл.: 11.04.2019 Бюл. № 11), который содержит основание, крестовый суппорт, установленный на основании и состоящий из винтов и верхних и нижних салазок, систему управления, режущую пластину с держателем, закрепленными на верхних салазках, приводы поперечной и продольной подач, подключенные к системе управления, и подъемные устройства в виде домкратов. При этом станок выполнен с возможностью подключения системы управления к режущей пластине и обтачиваемому колесу и обеспечения позиционирования режущей пластины перед обточкой для определения точек контакта с обтачиваемым колесом.
Недостатком данных технических решений является выполнение конструкций с наличием режущего элемента, установленного с одной стороны устройства, что приводит к необходимости переустановки всего устройства для обработки другого колеса.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является разработка мобильного станка.
Данная задача решается тем, что мобильный станок для обточки колесных пар содержит основание станка, выполненное с возможностью закрепления его на рельсе, систему управления, державки с резцами, приводы поперечной и продольной подач державок, подключенные к системе управления, при этом станок содержит две державки, установленные с противоположных сторон основания, осуществляющие точение в динамически изменяющемся сечении.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является универсальность и мобильность устройства.
Универсальность устройства достигается за счет расположения двух державок противоположно друг другу, что обеспечивает возможность обточки двух колес, не снимая устройства с рельса. Также универсальность достигается за счет расположения державок с резцами ниже оси вращения колеса, что подходит для разных типоразмеров колесных пар, и также обеспечивает малые габариты (мобильность) устройства. Мобильность станка также обеспечивается за счет возможности размещения и закрепления его на рельсах, а также за счет небольших габаритов.
Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежами, на которых изображено:
на фиг. 1 – общий вид устройства,
на фиг. 2 – вид державки с резцами,
на фиг. 3 – вид устройства, закрепленного на рельсе,
на фиг. 4, 5 - показан процесс обточки колеса,
на фиг. 6 – вид размещения станка у колеса при обточке,
на фиг. 7 – вид колеса в разрезе при различных точках точения,
на фиг. 8 – профили точения в осевом и динамическом сечениях,
где
1 – основание,
2 – корпус станка,
3 – опора,
4 – захват передний,
5 – захват задний,
6 – прижим,
7 – державка,
8 – резец горизонтальный,
9 – резец вертикальный,
10 – рельс,
11 – профиль колеса,
12 – точка начала обточки,
13 – вершина гребня колеса,
14 – колесо,
15 – станок,
16 – осевое сечение,
17 – динамическое сечение.
Мобильный станок для обточки колесных пар состоит из основания 1, на котором установлен захват передний 4, захват задний 5, прижим 6, регулируемая опора 3, две державки 7 с резцами 8 и 9.
Регулируемая опора состоит из болтов с гайками, которые закручиваются/раскручиваются до достижения необходимой высоты, на которой предполагается установить станок.
Захват передний и задний установлены на определенном расстоянии друг от друга, для возможности размещения между ними рельса. Со стороны заднего захвата установлен прижим, которым устройство закрепляется на рельсе. Закрепление на рельсе производится посредством винтов.
По обе стороны корпуса устройства напротив друг друга установлены две державки с резцами. На державке установлены два резца: один горизонтально, другой вертикально. Такое расположение резцов позволяет плавно переходить от одного резца к другому при обтекании профиля колеса. Державки установлены с возможностью перемещения по осям X и Z при обточке колеса. Перемещение осуществляется посредством приводов продольной и поперечной подачи, работа которых осуществляется с помощью системы управления.
В качестве приводов продольной и поперечной подачи державок используются сервомоторы, осуществляющие вращение шарико-винтовой передачи, передающей движение пластинам, на которых установлены державки.
Державки установлены низко, обеспечивая размещение резцов ниже оси вращения. Благодаря такому расположению державок устройство имеет небольшие габариты. Это позволяет использовать устройство для различных видов рельсового транспорта. Также благодаря такому расположению державок точение производится в динамически изменяющемся сечении.
Обычно станки производят точение в плоскости А-А в осевом сечении 16 (фиг.6). Но так как колесо 14 имеет большой диаметр и не бывает возможности точить в осевом сечении, был разработан заявляемый мобильный станок, обеспечивающий точение в плоскости Б-Б в динамически изменяющемся профиле 17 (фиг.6). Динамически изменяющийся профиль - это профиль, который изменяется от диаметра колеса и высоты подъема колеса над головкой рельса. Геометрия динамического сечения профиля бандажа колесной пары зависит от высоты подъёма колеса над головкой рельса и диаметра обтачиваемого колеса по кругу катания.
В комплект оборудования для обточки колесных пар входит мобильный станок, панель управления ЧПУ, транспортная тележка и ручной гидравлический насос. Помимо этого, для обеспечения вращения колесной пары при обточке тепловоза с электроприводом необходимо подключение трехфазного трансформатора напряжением 380 В. Для обеспечения вращения колесной пары при обточке тепловоза с гидравлическим приводом необходимо использование специального вращателя.
Устройство работает следующим образом.
Перед началом работы производят измерения профилей колесных пар. Перед обточкой под колесные пары устанавливают тормозные башмаки. Далее выводят колесные пары от головки рельса на расстояние 30±5 мм гидравлическими домкратами, обеспечив свободное вращение колесных пар. Затем устанавливается основание станка на головку рельса, производится регулировка опоры. Устанавливаются захваты передний и задний, а также прижим на задний захват, обращая внимание на горизонтальность установки станка. Установка захватов и прижимов осуществляется при помощи винтов. Пододвигается станок к колесу, не доводя кромку резца до гребня в пределах 5 мм. При помощи прижима фиксируется станок за головку рельса (фиг.3). Затем к станку через разъем при помощи кабеля подключается панель ЧПУ. Включается трансформатор для вращения колесной пары. Станок подключается к источнику питания. После включения станка происходит перемещение резцов по координатам X и Z, обтачивая по заданным параметрам колесо. Обточка осуществляется с внутреннего торца колеса (фиг.4, точка 12), далее резец подводится к вершине гребня колеса (фиг.5, точка 13) и далее по поверхности катания.
Основными отличиями от известных аналогов являются:
- изменение угла резания, за счет осуществления точения в динамически изменяющемся сечении;
- установка двух державок с резцами, что способствует проведению обточки колёсной пары с любой стороны.