МОБИЛЬНЫЙ СТАНОК ДЛЯ ОБТОЧКИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ КОЛЕСНЫХ ПАР БЕЗ ВЫКАТКИ ИЗ-ПОД ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

Полезная модель относится к ремонтному железнодорожному оборудованию, а именно к мобильным сборно-разборным станкам для обточки бандажей колес без выкатки железнодорожных колесных пар из-под подвижного состава и может быть использована без демонтажа элементов конструкции колесной тележки и без транспортировки колесных пар или всего подвижного состава к месту ремонта за счет возможности установки мобильного станка, как с внешней стороны подвижного состава, так и из ремонтной позиции со смотровой канавой.
Содержание и техническое обслуживание колесных пар важно для безопасного и эффективного функционирования железных дорог. Техническое обслуживание колесных пар обычно предполагает контурную обработку профиля с помощью токарно-колесного станка. Такие станки обычно большие и дорогие, они установлены в ямах под съемными профилями рельсов и не подлежат переносу, что предполагает выделение постоянной зоны для технического обслуживания. Необходимость доставки колесных пар к стационарному оборудованию обточки значительно усложняет и удорожает проведение ремонтных работ.
Из уровня техники известен мобильный станок для обточки железнодорожных колесных пар без выкатки из-под подвижного состава, содержащий два соединенных между собой основания, на каждом из которых закреплены средства крепления к рельсу, опорная плита с поперечными направляющими и оборудованный режущим инструментом суппорт, установленный на салазках с винтовым приводом (см. патент KR 970008073, кл. В23В 5/32, опубл. 20.05.1997). Недостатками известного устройства являются большая геометрическая высота относительно верхней поверхности головки рельса, что влечет за собой необходимость демонтировать элементы конструкции колесной тележки перед обточкой колесной пары, а также малая функциональность и неудобство использования.
Технической проблемой является устранение отмеченных недостатков и создание компактного, простого и быстрого в эксплуатации устройства, обеспечивающего возможность проведения точной обточки бандажей непосредственно на месте стоянки подвижного состава. Технический результат заключается в обеспечении возможности проведения точной обточки бандажей непосредственно на месте стоянки подвижного состава.
Проблема решается, а технический результат достигается тем, что в мобильном станке для обточки железнодорожных колесных пар без выкатки из-под подвижного состава, содержащем два соединенных между собой основания, на каждом из которых закреплены средства крепления к рельсу, опорная плита с продольными направляющими и оборудованный режущим инструментом суппорт, установленный на салазках с винтовым приводом, салазки каждого суппорта образованы нижней кареткой, перемещающейся по продольным направляющим и снабженной поперечными направляющими, и верхней кареткой, перемещающейся по указанным поперечным направляющим, причем привод салазок образован нижней и верхней шарико-винтовыми парами, винты которых, соответственно, расположены под нижней и верхней каретками между поперечными и продольными направляющими, и подключен к системе числового программного управления серводвигателями, один из которых закреплен на боковой поверхности опорной плиты и подключен к нижнему винту, а другой - на боковой поверхности нижней каретки и подключен к верхнему винту.
На чертеже представлен общий вид предлагаемого станка.
Предлагаемый мобильный станок предназначен для обработки профилей изношенных бандажей колесных пар железнодорожного подвижного состава и состоит из двух соединенных между собой оснований 1, фиксируемых на рельсах с помощью средств крепления 2 (кронштейнов и опорных шпилек). Основания 1 снабжены силовыми элементами, усиливающими жесткость на кручение (на чертеже не показаны).
На каждом основании 1 установлена наклонная опорная плита 3, на боковой поверхности которой закреплен серводвигатель 4, а на верхней -продольные направляющие 5. Серводвигатель 4 через планетарный редуктор с зубчатым шкивом и устройством натяжения ремня подключен к нижнему винту 6 нижней шарико-винтовой пары, расположенному между направляющими 5, и приводит в движение нижнюю каретку 7, перемещающуюся по направляющим 5. Такое расположение серводвигателя 4 и винта 6 минимизирует высоту нижней части станка.
На боковой поверхности нижней каретки 7 закреплен серводвигатель 8, а на верхней - поперечные направляющие 9. Серводвигатель 8 через планетарный редуктор с зубчатым шкивом и устройством натяжения ремня подключен к верхнему винту 10 верхней шарико-винтовой пары, расположенному между направляющими 9, и приводит в движение верхнюю каретку 11, перемещающуюся по направляющим 9. Такое расположение серводвигателя 8 и винта 10 минимизирует высоту верхней части станка, что в совокупности с невысокой нижней частью позволяет проводить обточку без демонтажа элементов конструкции колесной тележки.
Нижняя каретка 7 и верхняя каретка 11 образуют салазки для массивного суппорта с режущим инструментом (на чертеже не показан). Дополнительная масса суппорта снижает вибрации при обточке.
Привод салазок (серводвигатели 4 и 8) подключен к системе числового программного управления (например ЧПУ модели ТСМ-918Ф3). Управление станком осуществляется с переносного пульта. Система управления имеет в своем составе командоконтроллер со встроенным модулем позиционирования на 4 координаты, управляющий двумя двухкоординатными приводами переменного тока, нагруженными на синхронные серводвигатели со встроенными датчиками положения. К командоконтроллеру подключены также панель управления и пульт управления. Все необходимые технологические данные выводятся через интерфейс на дисплей панели оператора. Также выводится информация о состоянии станка, диагностируются ошибки и выводятся сообщения по их устранению.
Система управления снабжена набором профилей колеса, используемых при обточке, что позволяет легко производить обточку колеса с минимальной глубиной врезания для достижения допустимых параметров профиля колеса. Тем самым достигается экономия бандажа колеса, увеличивается количество обточек колесной пары до замены и срок ее эксплуатации. Система управления позволяет производить регистрацию количества обточек и величин съема металла с бандажа для каждого колеса, а также имеет ручной режим для быстрой доводки профиля при наличии незначительных дефектов. Система управления предусматривает возможность одновременной обработки профилей колесной пары двумя режущими инструментами по двум независимым программам с заданием глубины резания, снабжена системами сигнализации и диагностики возникших неисправностей. Работа станка предусмотрена в наладочном, ручном и автоматическом циклах. Предусмотрены две ступени ограничения: рабочее ограничение хода суппорта прекращает перемещение и выдает сообщение на панель оператора, аварийное ограничение выключает питание станка.
Предлагаемый мобильный станок работает следующим образом.
Станок на тележке поставляют к месту обточки в разобранном виде. Основания 1 устанавливают в непосредственной близости от обрабатываемой колесной пары: базирование производится на расстоянии 8-11 мм от вершины гребня обтачиваемого колеса. Затем фиксируют основания 1 с помощью средств крепления 2 в виде кронштейнов и опорных шпилек на рельсах. Поскольку станок привязан к стандартному размеру колеи железнодорожного пути, повторные обточки могут быть произведены без предварительного базирования. Кронштейны размещают вдоль рельса по два с каждой стороны, что позволяет удерживать суппорты на одном уровне. Кронштейны крепят к основанию 1 через прорези в основании при помощи установочных болтов на резьбовом соединении с возможностью смещения в направлении, перпендикулярном к рельсам. Болты вкручивают в спрофилированные гайки, которые перемещаются вдоль пазов в основании 1. После размещения станка на рельсах кронштейны перемещают в сторону рельса и обжимают его с двух сторон. Затем монтируют на основаниях 1 салазки и режущие инструменты на суппортах.
В связи с транспортировкой станка по частям при монтаже возможна дополнительная регулировка и выставка станка по нормам точности. Для установки суппортов по уровню и их надежной фиксации предусмотрены внутренние и наружные опорные шпильки, устанавливаемые по углам основания 1. Верхние концы шпилек упираются в нижнюю поверхность основания 1, а нижние - в поверхность пола. За счет поворота винтового вала шпилек опорные площадки перемещаются в вертикальном направлении и, в свою очередь, перемещают суппорты вверх и вниз.
Колесную пару, подлежащую обработке, поднимают на гидравлических домкратах упором в буксовый узел и располагают в поворотной тележке. Для вращения колесной пары используют внешний источник питания, например, сварочный агрегат на постоянном токе ВДУ-506. Привод колесной пары осуществляют путем подачи питания на тяговый электродвигатель от сварочного полуавтомата, регулирующего напряжение и ток электродвигателя.
После установки станка и запуска колес производят обработку профиля. Заданный профиль колеса получают при одновременном вращении колеса и перемещении суппорта с режущим инструментом в продольном и поперечном направлениях с управлением от системы ЧПУ в соответствии с выбранной оператором программой, заложенной в памяти системы управления.
После привязки режущих инструментов к колесной паре левый и правый суппорта на ускоренном ходу переводят в исходное положение на минимальное расстояние режущей кромки резца от торца заготовки. Резец обрабатывает профиль от внешней стороны бандажа с фаски до верхней точки профиля гребня, а затем от верхней точки профиля гребня до нижней точки на внутренней стороне бандажа. После окончания резания суппорт 12 на ускоренном ходу отводят в исходное заднее положение. Время обработки одного профиля составляет не более 20 мин за один проход. Имеется ручной режим работы, позволяющий устранять мелкие дефекты, не требующие полной проточки профиля.
После завершения обработки колесную пару опускают на рельсы. Станок снимают с рельсов и перемещают на другую позицию для обработки следующей колесной пары.
Благодаря описанной сборно-разборной конструкции предлагаемый станок имеет минимальную высоту над головкой рельса, абсолютно мобилен, прост в использовании и позволяет производить одновременную высокоточную обточку обоих колес, повышая производительность и сокращая время простоя подвижного состава. Такой мобильный станок является доступным решением для колесотокарных участков железных дорог и метрополитенов. Экономический эффект от использования колесотокарного станка заключается в снижении времени простоя в ожидании обточки и минимизации расходов на транспортировку колесных пар или всего подвижного состава к месту ремонта. Станок безопасен в работе и позволяет производить восстановление профиля как в депо, так и за его пределами на месте стоянки локомотива из ямы.