周志勇

摘要：以西安地鐵一號(hào)線的U2000-400M型數(shù)控不落輪鏇床為例，介紹其結(jié)構(gòu)、用途、主要功能、技術(shù)參數(shù)及安全防護(hù)措施。通過(guò)分析，可以看到該設(shè)備具有優(yōu)良的性能和優(yōu)良的人身安全防護(hù)措施，完全能夠滿(mǎn)足地鐵車(chē)輛輪對(duì)的鏇修任務(wù)，從而為各個(gè)地鐵鏇床的使用考察提供參考。

關(guān)鍵詞：地鐵；不落輪鏇床；輪對(duì)；鏇修

中圖分類(lèi)號(hào)U2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào)2095-6363（2016）06-0220-02

列車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中，車(chē)輪的輪緣、踏面與鋼軌接觸碰撞過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生剝離、擦傷、變形等，從而在運(yùn)行中產(chǎn)生震動(dòng)和噪音，使乘客感到不舒服，未解決這種情況，需要對(duì)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)尺寸的車(chē)輪進(jìn)行鏇修，從而恢復(fù)尺寸。不落輪鏇床作為地鐵行業(yè)中的重要設(shè)備，肩負(fù)著鏇修各種列車(chē)輪對(duì)、保障列車(chē)平穩(wěn)運(yùn)行的重要責(zé)任，從而給乘客的乘車(chē)旅途帶來(lái)安穩(wěn)和舒適。

1.設(shè)備結(jié)構(gòu)

U2000-400M型數(shù)控不落輪鏇床主要由機(jī)床立柱、橫梁、軌道裝置、輪對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置、軸向壓緊輪、軸箱下壓裝置、數(shù)控刀架裝置、測(cè)量裝置、液壓裝置、機(jī)床控制/操作裝置、電氣裝置、鐵屑處理裝置、吸煙排塵裝置等組成。

2.設(shè)備用途及主要功能

2.1設(shè)備用途

U2000-400M型數(shù)控不落輪鏇床是車(chē)輛段與綜合基地的配套設(shè)備。設(shè)備安置在西安地鐵一號(hào)線車(chē)輛段運(yùn)用庫(kù)鏇輪線地面以下基坑中，機(jī)床的活動(dòng)軌/固定軌與車(chē)間地面固定軌道相連接。通過(guò)遙控公鐵兩用車(chē)牽引地鐵列車(chē)，使待鏇修的車(chē)輛輪對(duì)運(yùn)行到機(jī)床上。數(shù)控不落輪鏇床的主要功用有：1）在地鐵列車(chē)整列編組不解列、轉(zhuǎn)向架不落輪的條件下，對(duì)受損或擦傷的單個(gè)輪對(duì)踏面、輪緣進(jìn)行鏇削加工；2）可用于轉(zhuǎn)向架上未分離的單個(gè)輪對(duì)進(jìn)行鏇修加工，或?qū)σ逊纸獾膯蝹€(gè)輪對(duì)的踏面、輪緣進(jìn)行鏇修加工；3）可對(duì)工程車(chē)輛（如接觸網(wǎng)作業(yè)車(chē)、內(nèi)燃機(jī)車(chē)）在不落輪情況下，對(duì)單個(gè)輪對(duì)踏面、輪緣進(jìn)行鏇削加工。上述所有被加工輪對(duì)均帶有外置式軸箱。

2.2設(shè)備主要功能

U2000 400M型不落輪鏇設(shè)備具備以下功能：1）數(shù)控（CNC）加工及閉環(huán)控制功能；2）具有PLC程序控制功能；3）雙滾輪支撐系統(tǒng)對(duì)加工輪對(duì)具有抬升/徑向定位功能、摩擦驅(qū)動(dòng)形成切削運(yùn)動(dòng)功能、摩擦驅(qū)動(dòng)輪獨(dú)立隨動(dòng)功能；4）被加工輪對(duì)的軸線位置在加工中固定不動(dòng)，具有保持、鎖定功能，保證定位精度；5）機(jī)床對(duì)被加工輪對(duì)軸向位置具有定置保持功能。輪對(duì)在機(jī)床上軸向定置后，數(shù)控系統(tǒng)控制機(jī)床刀具對(duì)軸向定置的輪對(duì)位置具有自動(dòng)定心切削功能；6）具有多種車(chē)輪輪廓形狀曲線的編程及存儲(chǔ)功能；7）可測(cè)量輪對(duì)QR值及輪廓磨耗、輪對(duì)內(nèi)側(cè)距、輪緣厚度、輪緣高度、車(chē)輪直徑等；8）控制系統(tǒng)有建議更正優(yōu)化功能；9）輪對(duì)加工具有手動(dòng)控制功能和全自動(dòng)控制功能；10）具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和輸出功能；11）機(jī)床的調(diào)整和校正功能；12）具有設(shè)備工況自動(dòng)檢測(cè)功能；13）具有故障的自動(dòng)診斷功能；14）具有鐵屑自動(dòng)收集及碎屑、排送功能；15）具有切削加工時(shí)的集塵排煙功能，排放的氣體符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；16）具有切削防滑控制功能，在切削打滑時(shí)能自動(dòng)退刀或停機(jī)；17）完善的防誤操作功能及報(bào)警顯示功能；18）切削中斷時(shí)機(jī)床具有自動(dòng)退刀返回功能；19）具有自動(dòng)潤(rùn)滑和無(wú)污染手動(dòng)潤(rùn)滑功能；20）機(jī)床附屬配套公鐵兩用牽引車(chē)，用于列車(chē)的遙控牽引和停車(chē)，使待鏇削輪對(duì)在機(jī)床上軌向定位。

2.3設(shè)備的加工能力（生產(chǎn)率）

在每輪對(duì)全輪廓兩次鏇削的情況下，每班（8h工作制，利用率85%）加工量不少于12個(gè)輪對(duì)。

3.設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)

1）加工范圍參數(shù)。軌距：1435mm；踏面直徑加工范圍（Min～Max）：600mm～1100mm；輪對(duì)內(nèi)側(cè)距：1 353mm；輪對(duì)軸長(zhǎng)范圍：1 600～2 500mm；輪輞寬度范圍（Min～Max）：90mm～145mm；雙滾輪最大負(fù)載：》165kN。

2）切削參數(shù)。如圖1所示。

4.設(shè)備安全與防護(hù)措施

4.1防誤操作

U2000-400M型不落輪鏇床的數(shù)控系統(tǒng)具有可連續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和顯示機(jī)床功能/動(dòng)作的實(shí)際情況及報(bào)警顯示的機(jī)能，具有完善的防誤操作的功能。為保證人員和設(shè)備的安全，機(jī)床的每步操作都設(shè)定動(dòng)作條件。當(dāng)操作者發(fā)生誤操作啟動(dòng)了不具備動(dòng)作條件的操作時(shí)，機(jī)床自動(dòng)拒絕執(zhí)行該操作，立即顯示未具備的動(dòng)作條件并報(bào)警。機(jī)床控制系統(tǒng)可自動(dòng)查找和分析事故原因，并在顯示器上給予清楚的顯示。當(dāng)操作者補(bǔ)充滿(mǎn)足了動(dòng)作條件后，該操作才能執(zhí)行。

4.2機(jī)床切削防滑

1）機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)能夠控制車(chē)輪和驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速，并在加工過(guò)程中對(duì)它們的速度進(jìn)行分析和比較。當(dāng)車(chē)輪與驅(qū)動(dòng)輪之間的摩擦粘著力不足，出現(xiàn)打滑（卡死）時(shí)，防滑裝置中的電子系統(tǒng)可降低進(jìn)給速度或自動(dòng)退刀；2）防滑控制系統(tǒng)設(shè)備包括：機(jī)床驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)編碼器，包含PLC機(jī)床控制系統(tǒng)計(jì)數(shù)卡；機(jī)床控制軟件程序；3）車(chē)輪與驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速之間的允許差值可事先設(shè)定，編入計(jì)算機(jī)程序。U2000 400M型不落輪鏇床的防滑控制裝置反應(yīng)時(shí)間為200ms；4）本設(shè)備對(duì)驅(qū)動(dòng)滾輪和車(chē)輪之間的滑動(dòng)量進(jìn)行分級(jí)監(jiān)控：分別為燈光報(bào)警級(jí)、自動(dòng)退刀級(jí)、機(jī)床停車(chē)級(jí)三級(jí)。

4.3安全防護(hù)措施

U2000-400M型不落輪鏇床具有下列主要安全防護(hù)措施：1）設(shè)有不少于5個(gè)緊急停機(jī)按鈕，一個(gè)設(shè)置在操作者的旁邊中央控制臺(tái)上，一個(gè)設(shè)置在手持單元上，一個(gè)設(shè)置在電箱上，另兩個(gè)分別設(shè)在機(jī)床的兩側(cè)；2）只要滑動(dòng)軌處于非工作狀態(tài)，滾輪支撐架就不會(huì)下降。一旦滾輪支撐架處于低位時(shí)，滑動(dòng)軌就會(huì)閉合，以形成軌道的連續(xù)。只有當(dāng)滑動(dòng)軌處于連續(xù)的位置時(shí)，列車(chē)才能通行；3）機(jī)床設(shè)有透明網(wǎng)罩可阻止人員進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域；在機(jī)床操作人員側(cè)設(shè)置滑動(dòng)門(mén)，將操作者與運(yùn)動(dòng)元件（驅(qū)動(dòng)滾輪）隔離。電氣接觸器可控制機(jī)床滑動(dòng)門(mén)的關(guān)閉和進(jìn)行有效的鎖定。在控制操作臺(tái)上具有對(duì)操作人員可將機(jī)床的滑動(dòng)門(mén)開(kāi)啟并進(jìn)入工作區(qū)域的提示；4）當(dāng)機(jī)床液壓系統(tǒng)失效時(shí)，維持頂升輪對(duì)的裝置保持位置24小時(shí)以上；5）使用測(cè)量裝置時(shí)，車(chē)輪控制在最小轉(zhuǎn)速；6）刀座的外形適宜于自然排屑，測(cè)量裝置設(shè)置切屑保護(hù)；7）每一個(gè)基本動(dòng)作由“起動(dòng)”按鈕來(lái)控制。只要前邊的程序未完成，下一步程序就不會(huì)執(zhí)行；8）具有避免手動(dòng)誤操作而造成機(jī)床混亂和人身事故的安全保護(hù)功能；9）聲光報(bào)警顯示；10）控制系統(tǒng)應(yīng)能自動(dòng)監(jiān)控電氣設(shè)備的工作，有出現(xiàn)異常的情況，控制系統(tǒng)能自動(dòng)起保護(hù)作用；11）有關(guān)設(shè)備的漏電保護(hù)和絕緣電阻；12）電氣設(shè)備的保護(hù)等級(jí)不低于IP54；13）機(jī)床與遙控公鐵兩用牽引車(chē)之間的互鎖安全保護(hù)。

5.結(jié)論

通過(guò)多年以來(lái)該設(shè)備的使用情況來(lái)看，其各項(xiàng)功能穩(wěn)定，安全性能可靠，操作控制簡(jiǎn)潔方便，該鏇床多年運(yùn)行后仍能保持良好的技術(shù)狀態(tài)，其控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確性為地鐵輪對(duì)鏇修節(jié)省大量資金，并提高了輪對(duì)的使用壽命。