RU185997U1 - MOBILE MACHINE FOR TURNING RAILWAY WHEEL COUPLES WITHOUT ROLLING OUT FROM UNDER ROLLING STOCK - Google Patents

Abstract

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. Мобильный станок для обточки железнодорожных колесных пар без выкатки из-под подвижного состава содержит два соединенных между собой основания. На каждом основании закреплены средства крепления к рельсу, опорная плита с поперечными направляющими и оборудованный режущим инструментом суппорт. Каждый суппорт установлен на салазках, образованных нижней и верхней каретками. Нижняя каретка перемещается по продольным направляющим и снабжена поперечными направляющими, по которым перемещается верхняя каретка. Привод салазок образован нижней и верхней шарико-винтовыми парами. Винты указанных пар, соответственно, расположены под нижней и верхней каретками между поперечными и продольными направляющими. Привод салазок подключен к системе числового программного управления серводвигателями, один из которых закреплен па боковой поверхности опорной плиты и подключен к нижнему винту, а другой - на боковой поверхности нижней каретки и подключен к верхнему винту. Полезная модель позволяет повысить компактность устройства, упростить его эксплуатацию и расширить арсенал мобильных токарных станков для обточки железнодорожных колесных пар.1 ил.The utility model relates to repair railway equipment, namely to mobile collapsible machines for turning wheel bandages without rolling out railway wheelsets from under the rolling stock and can be used without dismantling the structural elements of the wheel trolley and without transporting the wheelsets or the entire rolling stock to repair location due to the possibility of installing a mobile machine both from the outside of the rolling stock and from the repair position with a viewing ditch. A mobile machine for turning railway wheelsets without rolling out from under the rolling stock contains two interconnected bases. On each base, fastening means to the rail, a base plate with transverse guides and a support equipped with cutting tools are fixed. Each caliper is mounted on a slide formed by the lower and upper carriages. The lower carriage moves along the longitudinal guides and is provided with transverse guides along which the upper carriage moves. The slide drive is formed by the lower and upper ball screw pairs. The screws of these pairs, respectively, are located under the lower and upper carriages between the transverse and longitudinal guides. The slide drive is connected to a numerical control system for servomotors, one of which is mounted on the side surface of the base plate and connected to the bottom screw, and the other on the side surface of the bottom carriage and connected to the top screw. The utility model allows to increase the compactness of the device, simplify its operation and expand the arsenal of mobile lathes for turning railway wheelsets. 1 ill.

Description

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.The utility model relates to repair railway equipment, namely to mobile collapsible machines for turning wheel bandages without rolling out railway wheelsets from under the rolling stock and can be used without dismantling the structural elements of the wheel trolley and without transporting the wheelsets or the entire rolling stock to repair location due to the possibility of installing a mobile machine, both from the outside of the rolling stock, and from the repair position with a viewing ditch.

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.Maintenance and maintenance of wheelsets is important for the safe and efficient operation of railways. Maintenance of wheelsets usually involves contouring the profile with a wheel-turning machine. Such machines are usually large and expensive, they are installed in pits under removable rail profiles and are not transferable, which implies the allocation of a permanent zone for maintenance. The need to deliver wheelsets to stationary turning equipment significantly complicates and increases the cost of repair work.

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.The prior art mobile machine for turning railway wheelsets without rolling out from under the rolling stock, containing two interconnected bases, on each of which fastening means to the rail are fixed, a base plate with transverse guides and a support equipped with cutting tools mounted on the rails with screw drive (see patent KR 970008073, class B23B 5/32, publ. 05.20.1997). The disadvantages of the known device are the large geometric height relative to the upper surface of the rail head, which entails the need to dismantle the structural elements of the wheeled trolley before turning the wheelset, as well as low functionality and inconvenience of use.

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.The technical problem is the elimination of the noted drawbacks and the creation of a compact, simple and quick-to-use device that enables accurate turning of the bandages directly at the parking lot of the rolling stock. The technical result is to enable accurate turning of the bandages directly at the parking lot of the rolling stock.

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.The problem is solved, and the technical result is achieved in that in a mobile machine for turning railway wheelsets without rolling out from under the rolling stock, containing two interconnected bases, on each of which fastening means are fixed to the rail, a base plate with longitudinal guides and equipped with a cutting tool, a caliper mounted on a slide with a screw drive, the slide of each caliper is formed by a lower carriage moving along the longitudinal guides and provided with transverse guides and the upper carriage moving along the specified transverse guides, and the slide drive is formed by the lower and upper ball screw pairs, the screws of which, respectively, are located under the lower and upper carriages between the transverse and longitudinal guides, and is connected to a numerical control system for servomotors, one of which is fixed on the side surface of the base plate and connected to the bottom screw, and the other on the side surface of the bottom carriage and connected to the upper screw.

На чертеже представлен общий вид предлагаемого станка.The drawing shows a General view of the proposed machine.

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).The proposed mobile machine is designed for processing profiles of worn bandages of wheel sets of railway rolling stock and consists of two interconnected bases 1, fixed on rails using fastening means 2 (brackets and support pins). The base 1 is equipped with power elements that enhance torsional stiffness (not shown).

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.An inclined support plate 3 is installed on each base 1, on the side surface of which a servomotor 4 is fixed, and on the upper surface there are longitudinal guides 5. The servomotor 4 is connected to the lower screw 6 of the lower ball screw pair located through a planetary gearbox with a gear pulley and a belt tension device between the guides 5, and drives the lower carriage 7, moving along the guides 5. This arrangement of the servomotor 4 and the screw 6 minimizes the height of the lower part of the machine.

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.A servomotor 8 is fixed on the side surface of the lower carriage 7, and transverse guides 9 are fixed on the top. The servomotor 8 is connected to the upper screw 10 of the upper ball screw pair located between the guides 9 through a planetary gear with a gear pulley and a belt tension device. the upper carriage 11, moving along the guides 9. This arrangement of the servomotor 8 and the screw 10 minimizes the height of the upper part of the machine, which together with a low lower part allows turning without demon already the elements of the design of a wheeled cart.

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.The lower carriage 7 and the upper carriage 11 form a slide for a massive support with a cutting tool (not shown in the drawing). The additional mass of the caliper reduces vibration during turning.

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.The slide drive (servomotors 4 and 8) is connected to a numerical control system (for example, CNC model TSM-918F3). Management of the machine is carried out from the portable panel. The control system incorporates a command controller with an integrated positioning module for 4 coordinates, which controls two two-axis AC drives loaded on synchronous servomotors with built-in position sensors. The control panel and control panel are also connected to the command controller. All necessary technological data are displayed via the interface on the display of the operator panel. Information on the status of the machine is also displayed, errors are diagnosed, and messages to resolve them are displayed.

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.The control system is equipped with a set of wheel profiles used for turning, which makes it easy to turn the wheel with a minimum depth of penetration to achieve acceptable parameters of the wheel profile. This saves the wheel brace, increases the number of wheel pair linings before replacement and its life. The control system allows registration of the number of turns and the amount of metal removal from the brace for each wheel, and also has a manual mode for quick debugging of the profile in the presence of minor defects. The control system provides for the possibility of simultaneous processing of the wheelset profiles by two cutting tools according to two independent programs with the task of cutting depth, is equipped with alarm systems and diagnostics of arising malfunctions. The work of the machine is provided for in adjustment, manual and automatic cycles. There are two levels of limitation: a working limitation of the caliper travel stops the movement and gives a message to the operator panel, an emergency limitation turns off the power to the machine.

Предлагаемый мобильный станок работает следующим образом.The proposed mobile machine operates as follows.

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.The machine on the trolley is delivered to the place of turning in disassembled form. The base 1 is installed in the immediate vicinity of the machined wheelset: basing is carried out at a distance of 8-11 mm from the top of the ridge of the turned wheel. Then fix the base 1 using the fastening means 2 in the form of brackets and support pins on the rails. Since the machine is tied to the standard gauge of the railway track, repeated turning can be done without prior basing. The brackets are placed along the rail two on each side, which allows you to keep the calipers at the same level. The brackets are attached to the base 1 through the slots in the base with installation bolts on the threaded connection with the possibility of displacement in the direction perpendicular to the rails. Bolts are screwed into profiled nuts, which move along the grooves in the base 1. After placing the machine on rails, the brackets are moved to the side of the rail and crimped on both sides. Then mount on the base 1 slide and cutting tools on the calipers.

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.In connection with the transportation of the machine in parts during installation, additional adjustment and exhibition of the machine according to accuracy standards is possible. To install the calipers in level and their reliable fixation, internal and external support studs are installed, which are installed at the corners of the base 1. The upper ends of the studs abut against the lower surface of the base 1, and the lower ends on the floor surface. Due to the rotation of the screw shaft of the studs, the support platforms move in the vertical direction and, in turn, move the calipers up and down.

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.The wheel pair to be processed is lifted on hydraulic jacks with an emphasis on the axle box and placed in a rotary trolley. To rotate the wheelset, an external power source is used, for example, a VDU-506 DC welding unit. The wheelset is driven by supplying power to the traction motor from a semi-automatic welding machine that controls the voltage and current of the electric motor.

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.After installing the machine and starting the wheels, profile processing is performed. A predetermined wheel profile is obtained by simultaneously rotating the wheel and moving the caliper with the cutting tool in the longitudinal and transverse directions controlled by the CNC system in accordance with the program selected by the operator and stored in the control system memory.

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.After binding the cutting tools to the wheel pair, the left and right calipers are accelerated to their initial position at the minimum distance of the cutting edge of the cutter from the end face of the workpiece. The cutter processes the profile from the outside of the band from the chamfer to the top of the profile of the ridge, and then from the top of the profile of the ridge to the lowest point on the inside of the band. After cutting, the caliper 12 in rapid traction is returned to its original rear position. The processing time of one profile is not more than 20 minutes in one pass. There is a manual mode of operation that allows you to eliminate minor defects that do not require a full profile groove.

После завершения обработки колесную пару опускают на рельсы. Станок снимают с рельсов и перемещают на другую позицию для обработки следующей колесной пары.After processing, the wheelset is lowered onto the rails. The machine is removed from the rails and moved to another position to process the next pair of wheels.

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.Thanks to the described collapsible design, the proposed machine has a minimum height above the rail head, is absolutely mobile, easy to use and allows simultaneous high-precision turning of both wheels, increasing productivity and reducing downtime of rolling stock. Such a mobile machine is an affordable solution for wheel sections of railways and subways. The economic effect of using a wheel-turning lathe is to reduce downtime while waiting for turning and minimize the cost of transporting wheelsets or all rolling stock to the repair site. The machine is safe in operation and allows you to restore the profile both in the depot and beyond at the site of locomotive parking from the pit.

Claims (1)

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 продольными направляющими, на которых установлена с возможностью линейного перемещения нижняя каретка, снабженная поперечными направляющими, на которых с возможностью линейного перемещения установлена верхняя каретка с расположенным на ней режущим инструментом, приводы линейного перемещения кареток, каждый из которых имеет шарико-винтовую пару (ШВП) и серводвигатель, выполненный с возможностью подключения к системе ЧПУ, причем винты ШВП расположены соответственно под нижней и верхней каретками, отличающийся тем, что серводвигатель привода перемещения нижней каретки закреплен на боковой поверхности опорной плиты, серводвигатель привода перемещения верхней каретки закреплен на боковой поверхности нижней каретки, а ходовые винты ШВП размещены соответственно между поперечными и продольными направляющими.A mobile machine for turning railway wheelsets without rolling out from under the rolling stock, containing two interconnected bases, on each of which fastening means to the rail are fixed, a base plate with longitudinal guides on which the lower carriage is mounted with the possibility of linear movement, provided with transverse guides on which the upper carriage with the cutting tool located on it is mounted with the possibility of linear movement, linear carriage drives, each of which of which has a ball screw pair (ball screw) and a servomotor configured to be connected to the CNC system, the ball screw being located respectively under the lower and upper carriages, characterized in that the servomotor of the movement drive of the lower carriage is fixed to the side surface of the base plate, the servomotor of the movement drive the upper carriage is fixed on the side surface of the lower carriage, and the ballscrew spindle screws are located respectively between the transverse and longitudinal guides.

Images