浅谈数控不落轮镟床防滑功能工作原理及其重要性

浅谈数控不落轮镟床防滑功能工作原理及其重要性

浦仕飞 黎云

昆明地铁运营有限公司 云南省昆明市 650000

摘要：不落轮镟床是轨道列车车辆段车辆检修重要工艺设备之一，主要用于车辆不解编的状态下对车辆轮对踏面廓形进行加工镟修的专用设备，其中不落轮镟床在镟修加工过程中潜在的危险主要是驱动轮发生打滑，本文介绍常规不落轮镟床防滑机构工作原理及其防滑机构的重要性。

关键词：数控不落轮镟床；防滑装置；电气控制

1数控不落轮镟床简介

随着我国城市经济发展，城市轨道交通系统处于优先发展的地位，对地铁列车的性能要求及乘客乘坐舒适性逐渐提高，其中走行部的轮对状态直接影响到地铁车辆运营及车辆运行平稳性、乘坐舒适性等。地铁列车在长时间运行后，与钢轨接触的车轮踏面及轮缘踏面产生摩擦，车轮踏面会出现剥离、凹痕、变形或其他缺陷，此时需要进行车削加工恢复尺寸，修复地铁列车轮对状态主要是通过数控不落轮镟床镟修加工保证轮对轮廓外形，从而保养列车运行平稳性、乘坐舒适性等。不落轮镟床的技术状态直接关系到车辆检修能否为正线运营提供数量充足、质量优良的运营车辆

数控不落轮镟床主要功能为：

①在轨道列车整列编组不解编、转向架轮对不落轮的情况下，对车辆轮对受损或擦伤的车轮踏面和轮缘进行镟修加工；

②对已落轮的转向架上的轮对进行加工；

③对已落轮的单条轮对的踏面和轮缘进行镟修加工。

一般情况下，不落轮镟床安设置在车辆检修基地内的专用镟轮轨道线路上，安装于地面以下的基坑中，不落轮镟床轨道与线路轨道实现对接，列车能够走行直接上不落轮镟床轨道；在需要镟轮时通过公铁两用车牵引电客列车直接上不落轮镟床，待被加工轮对与不落轮镟床加工位置对位正确后，机床顶升机构将轮机顶升使之悬离轨道，而后将不落轮镟床的一段活动轨道移开同时不落轮镟床驱动轮与轮对接触并持有一定压力，机床驱动轮旋转带动被加工轮对旋转，不落轮镟床刀具即可对轮对踏面进行加工。新一代不落轮镟床结构紧凑，且可同时加工两侧车轮或两条轮对，并通过先进的测量装置对车轮的轮缘和轮对的踏面预加工自动测量和最终加工完成的数据测量，即可同时测量、加工、采集加工数据。

2不落轮镟床切削打滑事件分析

2.1事件情况

2018年05月17日15:10，XX车辆段不落轮镟床加工过程中，驱动轮与轮对夹住铁屑钩带动铁屑钩致机床造成损伤。

事件发生后技术人员到达现场，经询问现场作业人员后，了解该事件是由于镟修轮对过程中，作业人员发现左侧刀座处有铁屑，为防止铁屑划伤轮对，故作业人员用铁屑钩钩除左侧刀座处铁屑，而后铁屑钩钩头被绞入左侧驱动轮与轮对之间，造成铁屑钩被挤压变形，左侧铁屑挡块损伤断裂，左侧刀座损伤，作业人员按压急停按钮，机床停止工作。

经查看，镟床左侧铁屑挡块损伤断裂，如图1所示。左侧刀座损伤，电客列车轮对有刮痕，铁屑钩损伤。

图1

现场发现驱动轮表面相对于轮对表面出现打滑情况，但因操作人员反应及时，未出现后果，未对正在镟修车辆动车造成影响，后将该车辆推至镟床外，暂停镟修作业。

2.2不落轮镟床切削打滑事件原因分析

作业人员在镟修过程中，需要用铁屑钩清理铁屑，但清理铁屑操作中由于铁屑钩伸入过长，伸入至驱动轮与镟修轮对之间，被旋转的驱动轮与镟修轮对夹住，并绞入其中，造成该事件。

通过对现场情况查看发现当驱动轮与轮对夹住铁钩时，轮对相对于驱动轮出现轻微打滑现象，但操作人员反应速度快及时按压急停按钮，未出现严重打滑事件；后经排查机床各功能，发现防滑功能失效，铁屑钩被绞入时产生打滑，机床未作出相应保护，造成铁屑挡块和刀座损伤。

2.3本次事件结论

综上所述，该事件是由于操作人员在清理铁屑过程中铁屑钩伸入至驱动轮与轮对之间，而后被绞入其中，但由于当时机床不具备抗滑判断功能，导致此次事件发生。

3不落轮镟床防滑工作原理

不落轮镟床防滑主要功能是检测切削轮对过程中驱动轮与轮对是否存在打滑现象，当检测到打滑时，防滑发信号给主机，主机判断后做出相应控制，以减小打滑的危害，尽可能保护安全；通常情况下当检测到打滑信号时，机床会选择推刀，其后驱动轮停止旋转。

不落轮镟床防滑是一种随机床工作同步检测驱动轮与轮对是否打滑的直接装置，绝大部分不落轮镟床防滑检测安装在侧压轮及驱动轮中，采用该方式具有结构简单、造价成本低的特点；并通过模块同时采集驱动轮转速与侧压轮的转速确认轮对是否打滑，具体工作关系如下。

不落轮镟床驱动旋转关系为:驱动轮驱动装夹好的轮对旋转，轮对旋转后带动侧压轮旋转。该种驱动方式下，由于侧压轮仅受横向力，不受圆周方向力，通常情况下侧压轮与轮对间不会产生打滑现象，出现打滑情况时，一般出现在驱动轮与轮对间。

通过驱动关系知道，在未出现打滑情况下，驱动轮与轮对圆周方向线速度相等，驱动轮与侧压轮圆周方向线速度相等，由此可知驱动轮与侧压轮圆周方向线速度相等。

通过上述原理分析得知，不落轮镟床防滑工作原理主要是检测驱动轮及侧压轮转速，通过采集到的驱动轮转速，根据程序计算后可得出理论上侧压轮的转速，得出的侧压轮转速与采集到的侧压轮转速对比，即可判断是否出现打滑情况，但各厂家在调试时，理论值与实际值误差各不相同。

4 结论及建议

1、地铁现使用的不落轮镟床均安装防滑，但由于刀具吃刀量小，轮对受力轻，目前未大批量出现抗滑功能启动情况，但不落轮镟床使用频次较高，且出现打滑时损害较大，故平时操作人员操作镟床时应随时注意切削状态。

2、不落轮镟床防滑是切削的一道安全保障，但并无防滑的模拟验证程序，在不落轮镟床维护保养过程中不能试验该功能是否正常，建议后续采购不落轮镟床时需厂家提供防滑功能验证程序。

3、建议根据维护手册定期更换驱动轮及侧压轮，日常维护保养中测量驱动轮及侧压轮直径及径向跳动。

4、不落轮镟床防滑在大修中建议将硬件部分更换，软件部分由厂家技术人员从新调试程序，保证防滑工作的稳定性及安全性。

参考文献：

[1]张荣胜，陆良登，李夏欢 不落轮镟床碎屑器的设计与改进

[2]海燕，唐义，杨兆安 浅谈数控不落轮镟床主驱动结构原理及常见故障

[3]陈卓.浅谈地铁站台门系统“安全回路”信号的应用，科技创新导报，2015（36）：14-15（中文期刊）

[4]许兴玉，陈建东.安全回路锁闭触点故障显示装置在提升系统的应用，采矿技术，第8卷第5期，2008-09

[5]殷翔.分析电梯的安全回路及其改进设想，中国科技纵横，2017-08

作者简介：

浦仕飞（1992-01-07），男，汉族，籍贯：云南省宣威市，当前职称：助理工程师，学历：大学本科，研究方向：地铁设备

黎云（1992-05-10），男，汉族，籍贯：云南省曲靖市，当前职称：助理工程师，学历：本科，研究方向：地铁设备