降低不落輪車輪車床故障率的措施及其技術(shù)改造方案

趙旭東

摘 要：針對目前不落輪車輪車床居高不下的故障率，從車床結(jié)構(gòu)、工作原理再到管理方面進行原因分析，提出相應(yīng)的降低故障率的措施，并提出車床的技術(shù)改造方案，進一步降低故障率，以提高經(jīng)濟、安全效益。

關(guān)鍵詞：不落輪車輪車床;降低故障率;技術(shù)改造

中圖分類號： TG659 ? ? ? ? ? ?文獻標識碼： A ? ? ? ? ? ?文章編號： 1673-1069（2017）01-171-2

0 ?引言

不落輪車輪車床是鏇修機車輪對踏面的專用設(shè)備，機車走行部是保證機車安全運行的重中之重，對機車安全運行和節(jié)支降耗意義重大。由于侯馬北機務(wù)段機車交路逐步延長，且區(qū)間線路多處于山區(qū)，差異大，曲線半徑小，造成機車輪緣磨耗量大，踏面擦傷、剝離現(xiàn)象十分嚴重，每年該段鏇修的機車臺數(shù)達200臺以上。由于該段不落輪車輪車床日常加工量大，技術(shù)性能降低，故障頻發(fā)，嚴重影響機車正常地運行生產(chǎn)。為保障該段機車的安全運行，急需對其故障產(chǎn)生的原因進行分析并找出相應(yīng)的對策進行改進。

1 ?概述

不落輪車輪車床在鏇修機車輪對踏面時，通過連接車間地面和車床的鋼軌，將機車牽引到車床工作臺上，完成機車輪對接觸面和車輪邊緣部位的車削加工，由于加工時間短，不僅減少機車停運時間，而且提高了機車利用率。

為了減少機車車輪的磨損，減少機車在運行過程中產(chǎn)生的巨大噪聲，提高機車運行安全，延長機車車輪的使用壽命，必須將車床加工的輪形與機車的標準輪形保持一致，為此，利用下沉式地面軌道安裝的不落輪車輪車床對車輪進行切削，而切削就目前工藝而言有車削和鏇削之分。不管何種方法，關(guān)鍵在于最小程度地切削車輪，使車輪達到使用標準。

根據(jù)對目前我國機車不落輪車輪車床的使用情況進行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)全國各地車床使用頻率一直居高不下，高強度滿負荷工作，再加之由于車床使用時間較長，以及其他綜合原因，目前全國統(tǒng)計的不落輪車輪車床出現(xiàn)的故障率一直處于高頻發(fā)狀態(tài)，嚴重影響了機車正常的維修，加大了機車運行的安全隱患，因此，研究不落輪車輪車床高故障率的原因，并進行有針對性的技術(shù)改造，以降低車床故障率就顯得尤為必要。

2 ?不落輪車輪車床高故障率的原因分析

不落輪車輪車床安裝在低于地平面的地坑中，有兩條鋼軌并行，對機車車輪進行維修時，被維修的機車進入該車床鋼軌，到達指定位置后車床托輪架將機車車輪托起，活動鋼軌退出后，車刀對被維修車輪進行加工切削。

2.1 操作人員原因

一是不落輪車輪車床屬于數(shù)控車床，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工精度高、操作要求高，要求車床的操作人員必須具有相應(yīng)的鉗工知識、輪對檢修標準知識、計算機編程知識等，由于現(xiàn)場的車床操作人員多數(shù)從別的崗位上轉(zhuǎn)崗過來的，只經(jīng)過站段和廠家的短期培訓(xùn)，對設(shè)備的結(jié)構(gòu)和使用性能、操作規(guī)程了解掌握不到位，及其自身的鉗工知識、輪對檢修標準知識相對不足，所以在操作設(shè)備中可能造成誤操作造成設(shè)備損壞。二是操作人員責(zé)任心不到位，操作中不嚴格遵照設(shè)備操作規(guī)程和操作程序操作設(shè)備。三是日常維護保養(yǎng)不到位。為保障設(shè)備的良好運行，設(shè)備操作人員應(yīng)該按照設(shè)備保養(yǎng)手冊的要求做好設(shè)備的日常保養(yǎng)工作。設(shè)備日常保養(yǎng)要做到“五定”，即定人、定點、定時、定質(zhì)、定量。但有時操作人員圖省事，簡化保養(yǎng)措施，設(shè)備點檢不認真，設(shè)備狀態(tài)不良繼續(xù)使用，拼設(shè)備，造成設(shè)備不良狀態(tài)加劇，直至損壞;給油潤滑不到位，造成設(shè)備異常磨損加劇;設(shè)備加工后產(chǎn)生的鐵屑及其他垃圾未及時清理，導(dǎo)致其除了對設(shè)備存在一定的磨損消耗外，還易造成車床散熱不佳等問題，容易造成設(shè)備損壞。四是調(diào)試操作技術(shù)人員存在不熟練相關(guān)程序的問題。五是后期與廠家溝通、協(xié)調(diào)、更換刀片以及對技術(shù)人員再培訓(xùn)，能減少不落輪車輪車床故障的發(fā)生率。

2.2 車床日常維修不足

不落輪車輪車床設(shè)備由于是關(guān)鍵設(shè)備，按規(guī)定每兩個月就應(yīng)該停機檢修一次，檢修停時為48個小時，檢修費用為8000元。但是由于貨運量和牽引重量的不斷攀升，機車也隨著時間在不斷老化，車輪的磨損也在加劇，因此機車車輪加工維修的次數(shù)越來越多，越來越頻繁;為保證機車的正常運轉(zhuǎn)，不落輪車輪車床根本沒有時間停下來進行計劃維修，只能利用設(shè)備使用間隙進行簡單維修，導(dǎo)致只能頭疼醫(yī)頭，腳疼醫(yī)腳，得不到系統(tǒng)的檢查和維修，維修質(zhì)量得不到保證，設(shè)備的良好運轉(zhuǎn)也得不到保證。

2.3 管理不到位

設(shè)備使用部門和設(shè)備管理部門對不落輪車輪車床設(shè)備日常管理不到位，主要體現(xiàn)在設(shè)備使用人員不固定，流動性大，由于操作不落輪車輪車床要求自身素質(zhì)高，加班加點多，部分操作人員產(chǎn)生畏難心理，不愿繼續(xù)從事該項工作，想方設(shè)法調(diào)出去。而新來的職工由于對設(shè)備不熟悉，操作規(guī)程和操作程序掌握不到位，導(dǎo)致經(jīng)常誤操作，造成設(shè)備損壞。

3 ?降低不落輪車輪車床故障率的措施

不落輪車輪車床因其操作相對便捷、保養(yǎng)簡單、工作效率高等特點被得到廣泛應(yīng)用。上述文中已提到不落輪車輪車床的切削工藝有車削和銑削之分，且各具特點。目前主要采用鏇削工藝技術(shù)，主要因其具有較高的切削效率，刀具和車輪踏面的接觸過程中切削產(chǎn)生的鐵屑小、短、碎，可自動排除處理，自動化程度高，對操作人員的傷害小，安全簡單;車床設(shè)計結(jié)構(gòu)總體不復(fù)雜，數(shù)控操作，維修簡單，費用低;車床加工后質(zhì)量高，車輪緣及車輪表面光滑，與踏面尺寸匹配，經(jīng)濟效益高。因此，針對上述導(dǎo)致不落輪車輪車床高故障率的問題，提出以下措施方法，以降低不斷上升的故障發(fā)生率。

3.1 提高設(shè)備操作人員的操作技能

根據(jù)不落輪車輪車床的使用特點并結(jié)合生產(chǎn)廠家的意見，認真制定好不落輪車輪車床安全技術(shù)操作規(guī)程、操作程序和自檢自修范圍、設(shè)備保養(yǎng)標準，并對設(shè)備操作人員進行系統(tǒng)培訓(xùn)，培訓(xùn)中可同時邀請生產(chǎn)單位專業(yè)人員也可組織到設(shè)備生產(chǎn)廠家現(xiàn)場進行專題培訓(xùn)，使設(shè)備操作人員全面熟悉掌握設(shè)備的構(gòu)造性能、使用特點、保養(yǎng)要點和操作要求，從而在操作使用設(shè)備的過程中能夠做到正確操作，減少誤操作，減少設(shè)備使用誤操作造成的故障。

3.2 落實設(shè)備維修計劃，提高設(shè)備維修質(zhì)量

為確保不落輪車輪車床安全正常使用，必須保證設(shè)備檢修計劃的認真落實。為將因設(shè)備停機維修造成影響機車正常安全生產(chǎn)的程度降低到最小，設(shè)備維修部門在實施設(shè)備維修計劃前與段運用科和技術(shù)科聯(lián)系，掌握機車運行狀況和運行狀態(tài)，盡量在不影響機車正常檢修的間隙或安排在周末、節(jié)假日停機檢修。

3.3 提高認識、規(guī)范管理

為保證不落輪車輪車床安全良好使用，設(shè)備使用和管理部門根據(jù)實際情況出臺相應(yīng)的管理制度。一是不落輪車輪車床操作人員和維修人員的崗位準入制度，操作人員和維修人員必須從自身基礎(chǔ)素質(zhì)扎實、頭腦靈活、反應(yīng)敏捷，吸收新知識過硬的人員中選取，并相對穩(wěn)定。對選中的人員集中進行操作和維修技能培訓(xùn)，使其盡快掌握設(shè)備操作程序和維護保養(yǎng)要領(lǐng)。二是認真落實設(shè)備故障分析考核制度，設(shè)備發(fā)生故障后，除應(yīng)及時派人進行搶修外，還應(yīng)對設(shè)備故障按照“三不放過”的原則對發(fā)生的原因進行深度分析，分析設(shè)備故障發(fā)生的原因，對相關(guān)的責(zé)任人進行考核并進行通報，不僅使當(dāng)事人得到教育，而且對其他人員也有一定的教育效果，以便更好地工作。

除了上述的措施以外，對不落輪車輪車床進行技術(shù)改造也是最主要的降低故障發(fā)生率的方法。

4 ?不落輪車輪車床的技術(shù)改造方案

4.1 不落輪車輪車床結(jié)構(gòu)及工作原理

不落輪車輪車床主要的結(jié)構(gòu)如圖2所示，由床身、刀架、起重裝置、傳送裝置、電氣控制裝置、轉(zhuǎn)輪裝置、數(shù)控系統(tǒng)等組成。

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1——床身;2——刀架;3——起重裝置;4——轉(zhuǎn)輪裝置

圖1 ?不落輪車輪車床設(shè)計圖

其工作原理為，當(dāng)待修列車車輛到達加工位置后，起重裝置將車輛車輪頂起到指定位置，操作人員調(diào)節(jié)兩側(cè)車輪高度;啟動液壓系統(tǒng)，活動鋼軌由傳送裝置抽出，鎖死尾座移動軸和頂尖輪軸;啟動轉(zhuǎn)輪裝置，摩擦輪運行，通過數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)定操作，刀具對車輛車輪進行雙向切削加工，主要根據(jù)列車車輛的車輪輪緣踏面自動化切削。車輪加工完畢后，起重裝置、轉(zhuǎn)輪裝置同時下降，液壓系統(tǒng)將活動鋼軌恢復(fù)原位，待修車輛被牽引離開。

4.2 不落輪車輪車床加工的技術(shù)條件

①刀具對列車車輪進行加工時，要求踏面之間的直徑差不能超過10毫米;

②應(yīng)避免列車車輛的車輪與車床之間在進行加工作業(yè)時相互之間作用力的波動影響;

③在車床設(shè)計安裝過程中必須考慮到車軸重量會導(dǎo)致車輛車輪的輕微彎曲，該彎曲必須在加工作業(yè)時考慮到，使其不能影響到車輪的校對和定位;

④不落輪車輪車床必須具備較高的精度、效率。

4.3 傳動系統(tǒng)技術(shù)改造

在不落輪車床的結(jié)構(gòu)分析中發(fā)現(xiàn)，為降低車床的故障率，在車床進行切削加工時通過選擇主動滾子傳動系統(tǒng)能夠達到效果。分析其原因主要有：一是主動滾子在車輪外側(cè)加工車輪并托起車輪，是一種較為清潔的傳動;二是能夠充分利用切削過程中的切向力;三是通過數(shù)控改造，能在切削打磨過程中自動運動，特別是其在垂直運動時的自動運動以及油壓的恒定能夠有效阻止車輪與車床之間相互作用力間的波動。因此，通過在傳動系統(tǒng)中選擇主動滾子的技術(shù)改造能夠降低車床的故障，值得推廣。

4.4 刀架系統(tǒng)技術(shù)改造

按照鏇輪的設(shè)計要求從而設(shè)計出相對應(yīng)的刀架性能和縱向、橫向雙方向的刀架系統(tǒng)，在刀架系統(tǒng)上的技術(shù)改造主要是對仿形板的研發(fā)。仿形板由液壓缸傳動，能迅速更換板型，減少切削深度?？稍诘都芟到y(tǒng)的驅(qū)動部分使用特殊集成電路，加大磁泡儲存器的儲存容量;盡量使用防塵防潮的數(shù)控系統(tǒng)，該數(shù)控系統(tǒng)需配備自動校驗功能。通過試驗發(fā)現(xiàn)，改造后的刀架系統(tǒng)加工精度明顯提高，間隙補償也得到有效提高，同時生成效益高，便于操作，性能穩(wěn)定，保養(yǎng)維修簡單，更重要的是能有效降低車床在刀架運作過程中所產(chǎn)生的故障。

4.5 摩擦輪的技術(shù)改造

根據(jù)不落輪車輪車床的工作原理分析，為降低車床的故障率可將摩擦輪改造為驅(qū)動輪。其主要原理是，在摩擦輪系統(tǒng)中加入數(shù)控控制器，主動控制摩擦輪的運動;同時對拔叉斷開功能充分利用起來，當(dāng)拔叉拔出時，處于斷開狀態(tài)，摩擦輪和電機分離，當(dāng)為拔出時，摩擦輪自動根據(jù)車輪驅(qū)動系統(tǒng)選擇合適運動。

5 ?結(jié)論

通過加強技術(shù)規(guī)范、提高操作人員技能、精細化管理等措施，結(jié)合車床的相關(guān)技術(shù)改造，通過相關(guān)單位的實際試驗效果得出上述方法能夠明顯降低不落輪車輪車床的故障率。

參 考 文 獻

[1] 西德.新型通用不落輪車輪車床[J].鐵道技術(shù)評論，2011（12）：899-902.