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數控車輪車床的改進設計

2015-2-20 來（lái）源：青海華鼎重型機床有限責任公司作者：張劍（jiàn）

摘要: 由於客運的高速化（huà）發展（zhǎn），加工帶齒輪箱的車輪是必然趨勢，因此改進設計千斤頂來滿足輪對加工（gōng）要求，新增設計齒輪箱定位裝置來解決輪對加工（gōng）時齒輪箱定位問題，改進是（shì）成功的。

筆者公司生產（chǎn）的CK8011 係列數（shù）控車輪（lún）車床主要用於加工、維修軌距為1 435 mm，輪對直徑為（wéi）600 ～1 100 mm的鐵路車（chē）輛解體輪對的輪緣、踏麵及內側麵。適用於鐵路運輸部門的各個車輛生產、維修工廠、車輛（liàng）段等單位。

近年來隨著高速鐵路（lù）的快速發（fā）展，市場對帶有齒輪箱輪對的加工、維（wéi）修需求量不斷增大。由於輪對齒輪箱（xiāng）的規格各有不同，數控車輪車床在加工（gōng）過程中難免（miǎn）會遇到機床主要部件千斤（jīn）頂與輪對齒輪箱發生幹涉的問題。以往的（de）輪對有少（shǎo）量帶齒（chǐ）輪箱的，因為齒輪箱可以拆卸，所以數控（kòng）車輪車床能保證（zhèng）輪對正（zhèng）常加工，但隨著客運的高速（sù）化發展，鐵路行業（yè）的更新，現在（zài）高速客車用的輪對直徑較小，而且輪對上的齒輪箱不允許拆卸，這就必須對原有數控車輪車床進（jìn）行結構改進。

1、改進方案的確定

數控（kòng）車輪車床必須能加工帶齒輪箱的輪（lún）對，而且要解決此類輪對上、下料及其加工（gōng）中齒輪箱的（de）定位問（wèn）題（tí）。

1． 1 輪對上、下料的實現

輪對的上料過程: 輪對由料庫滾至（zhì）轉盤（pán），經過轉盤後，沿車間軌道和機床輸入軌道滾入千斤頂，千斤頂抬升輪對到（dào）位，然後進行裝卡。下料過程則與此相反。由於千斤頂與大部分輪對（duì）齒輪箱發生幹涉，導致機床無法進行正常的上、下料工作，現有機床（chuáng）在加工新型帶齒輪箱的輪對時，隻能用行車進行吊（diào）裝，再進行裝卡，加工時輪對的齒輪箱部分（fèn）由行（háng）車（chē）吊（diào）起固（gù）定。通過對現有車輪車床的結構分析，以（yǐ）及用戶現場的仔細調研（yán），再綜合（hé）考（kǎo）慮通（tōng）用性、設計成本低和加工效率等因素，最終確定改進設計千斤頂部件（jiàn），來實現輪對的上、下料（liào）要（yào）求，最（zuì）終保證輪對的車削加工。

1． 2 齒（chǐ）輪箱的定位

現有結構的（de）齒輪箱大部分不允許拆卸，加工時（shí）多（duō）數用戶利用行車吊起固定齒輪箱，不然齒輪箱會在車軸上轉動，導致無（wú）法正常車削（xuē）輪對。

針對該問題，決定設計齒輪箱定（dìng）位裝（zhuāng）置來解決（jué）輪對帶齒輪箱加工，而且在加工中不必用行車（chē）吊起固定。

2 、千斤頂部件的改進設計

2． 1 改（gǎi）進前結構

改進前千斤頂結構見圖1 所示。橫梁左右兩側上頂麵與輪對齒輪箱發生幹涉。

2． 2 改進後結構

改進後千斤（jīn）頂結（jié）構( 獲省級和國家級QC 優秀成果獎) 見圖2 所（suǒ）示。通過改變橫梁的（de）結構形式來降低（dī）橫梁左右兩側上頂麵的高度，消除了（le）與輪對齒輪箱發生幹涉。

2． 3 相關結構的改進設計

隻改進設計千斤頂橫梁結構（gòu）形（xíng）式，是不可能同時（shí）保證（zhèng）原機床中心高、床身高度和加工直徑範圍三者（zhě）不變的（de）。因為千斤頂的行程必須大於最大輪對加工直徑與最小輪對加工直徑差的1 /2，即( 1 100 － 600) /2 = 250mm，而改進設（shè）計使千（qiān）斤頂橫梁上頂麵下降後（hòu），若千斤頂的行程不變，支撐直徑範圍一定會減小。

最後局部改進設計床身部（bù）件，將（jiāng）千斤頂與床身的安裝基麵下降H ( 圖2) ，同時增加千斤頂的行程。這樣的結構處理（lǐ），可以在提高機床通用性的同時又保證低成本改造。

3、齒輪箱定位裝置的設（shè）計

3． 1 齒輪箱定位裝置的結（jié）構

齒輪（lún）箱定位裝置（zhì）( ZL201120528691． 4) 的結構（gòu）見圖3 所示（shì）。本（běn）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（zhōng），再一同（tóng）裝入支座11中，螺母1 與推力球軸承3 接（jiē）觸，推力球軸承3 由支座11 定位（wèi），螺母1 與深溝球（qiú）軸（zhóu）承4 配合，裝配時調整墊5，裝配調整完由彈性擋圈6 定位。再（zài）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（dìng）聯接，通過手柄2 使絲杠12 旋轉，抬升支（zhī）架14到達定位位置。

3． 2 結構特（tè）點

該定位（wèi）機構為新結構，具有（yǒu）安裝（zhuāng）快捷、操作簡單方便，定位安全可靠等特（tè）點。輪對加工為批量生產，所以在加工前先利用手柄2 調整好垂直方向行程，將預調行程定（dìng）在3 ～ 6 mm，絲杠2 旋轉1 ～ 2 圈即（jí）可達到最終定位位置，這樣可減少輔助工作時間。再利用螺栓（shuān）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）後的數控車（chē）輪車床提高了機床的適用（yòng）性，擴大了機床的加工範圍，可完全滿足高速（sù）鐵路動車組（zǔ）輪對輪緣和踏麵的加工修理需（xū）要，同時大幅（fú）度縮（suō）短加工及修理時間（jiān），降低修理成本。投放市場後不僅得到用戶好評，而（ér）且獲得了省級和國家級QC 優秀成果獎，並成功申（shēn）報國家實用新型專利一項( ZL201120528691． 4) 。隨著國內客、貨運輸的提速及運輸量激增，該產品的市場前（qián）景非常看好。

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