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现场经验铁道机车车辆工人第7期2002年7月

CA8013不落轮对加工车床的改造

魏启成
(湖东电力机务段山西太原037300)

随着铁路运输的高速、重载,全路机车牵引动力基本实现了内、电化,但
是由于线路等问题,机车轮对磨损加剧,给行车安全带来危害,因此,机车轮
对加工愈来愈成为生产和使用单位关注的焦点问题。
过去加工轮对一直采用的是CA8013不落轮对车床。该车床是80年代
国内较为先进的设备,但由于设计上的缺陷,使用中逐渐暴露出一些问题,
严重地制约了机车轮对的加工精度。为此,根据对该车床多年的运用经验,
从不同方面对其进行了深入细致的调查和分析,认为液压系统不稳定、仿形
系统不理想、润滑系统不良是造成机床故障率较高的主要原因。为此,对这
些部分进行了改造,具体改造方案如下。
1对液压系统的改造
原机床摩擦轮架液压
系统是用电液比例先导压
力阀控制溢流阀,使油泵输
出的油液具有稳定的压力,
但是该系统由于控制环节
多,且油缸、控制台、液压集
成块分别设在3个地方,电
控线路及油管反馈线路较
长,温度、湿度、振动等的影
响,最后都集中反应到油缸
的压力上,致使油缸压力出
现较大的波动,严重影响了
机床加工精度和质量。改
造后的液压系统,见图1。
其原理是用1个手动远程
控制阀KP-4来调整溢流
阀YF-10B的压力,使其保
持某一稳定的压力;同时在
油缸进路安装1个液控单
图1改造后的液压系统
向阀,以防回油。工作时手
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动调节KP-4的手柄,此时,若开关打上升位,电磁铁CT9吸合,则摩擦轮架
上升;若开关打到下降位,则电磁铁CT10和CT18吸合。若压力油由油缸上
部进入,油液经单向阀回油箱(由于CT10吸合,控制油液打开单向阀),则摩
擦轮下降;若开关打到工作位,此时CT9和CT18同时吸合,摩擦轮的压力受
KP-4控制,使压力保持一个稳定值。当轮对不圆、摩擦轮架上升时,系统自
动补油,下降时系统多余油液又流回油箱,实现了摩擦轮与轮对紧密接触并
保持稳定的接触压力,从而保证了切削时所需的扭矩。
该液压系统较紧凑,油泵同油箱设置在一起,而控制元件与油缸放在一
起,减少了控制线路及管路的长度,中间环节减少,增加了系统稳定性。另
外,由于在回路中加装了单向阀,解决了遇突然停电、失压等特殊情况时,摩
擦轮突然下降所造成的扎刀现象,使刀盒及刀杆免受冲击,同时也避免了压
坏垂直丝杆及丝母。
2仿形系统的改造
原液压仿形系统的压力油经电液比例流量阀、电磁滑阀、单向阀等分别
进入垂直油缸小腔和随动阀P腔,经电磁滑阀进入水平油缸大腔。此时垂
直油缸停止运动则水平油缸的溢流阀打开,水平油缸运动;若随动阀不在水
平位置则垂直油缸运动,溢流阀关闭,水平油缸停止运动。如此,垂直油缸
和水平油缸交替循环,随着模板形状的变化,垂直油缸和水平油缸相应动
作,使刀架(刀尖)的运动轨迹与模板形状一致。因此,液压系统不稳定必将
导致仿形故障。另外由于控制环节较多,油泵的压力、流量控制元件、仿形
随动阀、温度、振动等都会对仿形产生影响,使仿形失败或切削表面质量不
合格。对仿形系统的改造是由数控刀架完全取代液压仿形刀架。
数控刀架由刀架立柱、纵横滑板、进给传动装置等部分组成。它沿纵向
(Z)和横向(X)2个坐标运动。切削刀具安装在纵向滑板上,在纵滑板后部、
横滑板底部分别设有纵、横向进给传动装置,其传动装置在结构上完全相
同,均由BC15型交流伺服电机驱动;电动机通过1对减速齿轮,滚珠丝杠螺
母副带动纵向、横向滑板运动,进给最小设定单位为0.01mm。
刀架的纵、横滑板均为铸钢件,纵、横导轨均采用了镀钢导轨,精度高,
耐磨性好,使用寿命长。滚珠丝杠支撑采用了推力角接触轴承,进给传动链
各环节采用无间隙联结,反向空程死区小,加之数控系统设有间隙补偿功
能,刀架定位精度较高,提高了加工精度。
另外在交流伺服电机上带有编码器,可实现位置半闭环控制,其驱动特
性与不落轮对车床进给系统所要求的驱动特性完全吻合,保证了机床运行
的可靠性。
3润滑系统的改造
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原机床摩擦传动润滑采用飞溅润滑,是在减速箱内的2个齿轮轴上各
装1个凸轮,在减速箱内壁上固定一柱塞泵,两轴旋转时带动凸轮转动,从
而推动柱塞泵油,再经分油器送入摩擦轮架内润滑。由于两轴转速较高,使
柱塞泵内弹簧经常折断或变短而失效,从而导致摩擦轮架内的轴承及齿轮
失去润滑;又加上V轴工作时处于中速、重载状态,轴承极易磨损,时间稍
长就会损坏,而更换V轴轴承工作量大,耗时长,严重影响了机车的镟轮作
业。
润滑系统的改造