中国国内城市轨道交通的数控不落轮镟床的使用现状及分析-rev

中国国内城市轨道交通的数控不落轮镟床的使用现状及分析中国国内城市轨道交通的数控不落轮镟床的使用现状及分析--LioZW第i页目录前言：.............................................................................................................................1一、不落轮镟床的主要功能及结构特点：.............................................................1二、国内轨道交通行业主要采用的不落轮品牌及厂家（表）：.......................16三、不落轮镟床的接口需求特点；.......................................................................201.土建接口需要；...............................................................................................202.吊装接口需要；...............................................................................................213.轨道接口需要；...............................................................................................214.电气接口需要；...............................................................................................225.车辆接口需要；...............................................................................................226.牵引接口需要；...............................................................................................227.其他...................................................................................................................22四、不落轮镟床工程比较典型的问题汇总及分析...............................................221.商务：...............................................................................................................222.安装：...............................................................................................................233.使用：...............................................................................................................244.维护：...............................................................................................................295.售后服务...........................................................................................................30五、不落轮镟床的发展趋势；...............................................................................31中国国内城市轨道交通的数控不落轮镟床的使用现状及分析--LioZW第1页前言：目前国内城市轨道交通建设正处于高潮期，因其能有效的提高城市交通的运输能力，环保，可有效解决经济发展带来的城市交通问题。同时由于目前经济发展进入深水区，在调整产业布局的同时，轨道交通因其具备高技术、环保等有点，受到越来越多的重视。国家和地方政府也把轨道交通看成是推进当地紧急发展的重点之一。可以预见未来10年、20年我国的轨道交通建设将会进去高速发展期。与此同时，在轨道交通的的运营及维护方面，各大地铁公司也面临着越来越多的挑战，保证安全、及时，有效的运营便成为了重中之重。而不落轮设备作为维护运营安全的关键设备之一也受到了越来越多的关注。本文仅代表一方的调查说明，并不涉及针对哪一厂家或哪一种产品的好坏判断。本文基于北京、广州、南京、沈阳、深圳、上海、西安、成都等主要轨道交通运营城市的检修车辆段数控不落轮使用情况的调查及分析编制。仅针对其车辆车轮镟修使用过程中的现状，出现的一些使用问题做了总结及分析。并对不同厂家的数控不落轮与其他一些接口条件及现状做了一些对比及分析。本文立足于从客户的角度，从工程设计、土建需求性、项目执行性、设备的经济性、稳定性、可操作性、加工效率、维护性及安全性等进行了收集及分析。一、不落轮镟床的主要功能及结构特点：不落轮镟床的主要功能：1)轴箱外置式轮对车轮踏面及轮缘的镟削加工功能；可用于：a)轨道交通列车在整列编组不解列、车下转向架、轮对不落轮的条件下，对车辆单个轮对的车轮踏面和轮缘进行镟削加工；b)或在不落轮条件下对工程轨道车辆（如内燃机车、轨道车等）单个轮对踏面和轮缘进行镟削加工。c)具备轴箱外置式或/和轴箱内置式轮对、转向架的定位装卡功能；d)具备制动盘扩展加工功能，适用于抱轮式或/和抱轴式制动盘布局形式。2)数控（CNC）加工及全数字闭环或半闭环控制功能；3)具有多种车轮轮廓形状曲线的编程、存储功能；4)具备自动测量功能，可自动测量中国国内城市轨道交通的数控不落轮镟床的使用现状及分析--LioZW第2页a)轮对内侧距、b)车轮直径c)轮缘厚度d)轮缘厚度e)轮对QR值f)轮廓磨耗5)具有铁屑的自动收集、破碎及输送功能；6)不落轮镟床通过公铁两用牵引车进行牵引对位操作，牵引车与不落轮镟床之间应具有互锁保护功能。不落轮镟床的主要结构：依据不落轮镟床所要实现的目的：需要在车辆不解体、单个转向架或带有轴箱的单个轮对，对车轮的踏面廓型进行修正性加工。不落轮需具备的机械结构：支撑、定位（径向、轴向）装置；浮动、驱动（切削旋转运动）装置；踏面插补加工装置（数控刀架、双侧）；加工测量系统（廓型、直径等）；车辆导向（伸缩导轨系统）装置；当然还要有适应的机体（床身）；同样为了能够协调、协同并统一指挥上述各执行装置及机械部件实现镟修的目的，同样需要：电气控制系统（CNC、PLC，辅助电器装置）统一指挥液压/气压系统、润滑系统及其他辅助系统等等协同工作，以实现完整的不落轮镟修的最终目的。当然、目前不落轮镟床结合人体工学要求、环境管理规定、制造信息化管理要求、安全防护标准等等、已经拓展了非常多的功能。具体请参看各不同品牌的技术说明书。目前不落轮镟床的结构主要包括如下部分。1)对称式床身；由于需要对轮对两侧车轮同时或异步加工，轮对本身即为对称式，所以两侧的机械结构及执行机构也为对称式配置，床身基座配置亦为对称式。目前在国内市场上，轨道交通行业主要使用的不落轮产品具有如下几种床身配置：A.铸铁床身；B.焊接钢板床身；中国国内城市轨道交通的数控不落轮镟床的使用现状及分析--LioZW第3页铸铁床身本身具有高刚性、极佳的抗震性能，但同时也存在制造周期长（需要失效处理已达到稳定性）、结构偏于简单、重量大等问题，以至于会给供货周期、设备吊装等造成一定的困难；Kol-tech铸铁床身焊接钢板式床身，如果针对精密加工则可能存在震动影响造成精度降低，但由于其制造周期短、结构可以相对复杂，以实现更复杂的功能。对于不落轮镟床来说，主要加工的精度都不是很高，主要要求其装卡稳定性和承载能力足够。中国国内城市轨道交通的数控不落轮镟床的使用现状及分析--LioZW第4页Hegenscheidt焊接钢板式床身Sculfort焊接钢板式床身综合来看焊接钢板式床身更为适合。2)轴箱/转向架装卡系统；目前不落轮镟床都是通过第轴箱的装卡定位实现对轮对的装卡定位。目前不落轮各品牌具有如下几种装卡定位设计：A.轴箱下支撑装置+轴箱下压装置；除德国hegenscheidt公司的产品外，西班牙的达诺巴特、Talgo；法国的Sculfort（现已经被国内的珠海启帆收购）；波兰的Kol-tech（科特，由青海华鼎代理）；意大利的Safop（善福，区别于武汉善福，现已被北一机海东青联合收购）均采用此种结构。但各家的执行方式又有细微的差别：a.轴箱下压臂具备伸出、升降功能；此种设计存在的主要问题是：一旦需要更换卡爪或前端维护时，操作人员必须爬到机床上进行；SculfortTF2000轴箱支撑及下压装置b.轴箱下压臂具备伸出、升降及侧向旋转功能；此种设计缺点在于，多出了一个自由度，即需要额外配置旋转运动的驱动装置。提高的造价。中国国内城市轨道交通的数控不落轮镟床的使用现状及分析--LioZW第5页KoltechTUP650轴箱下压装置达诺巴特装卡装置但、此种设计能够更好的保持装卡刚性，同时仅在西班牙达诺巴特的浅基坑设计的情况下能够更好的更方便的对卡爪进行更换和维护。使得操作及维护人员可以更加方便舒适的进行工作。B.轴箱下压装置（大行程需要人工操作）；Hegenscheidt的轴向下压装置中国国内城市轨道交通的数控不落轮镟床的使用现状及分析--LioZW第6页3)轮对轴向定置装置；目前各厂家都是通过顶靠轮对内侧面实现轮对的轴向定置，主要有两种设计方式：A．机电式驱动机电式驱动控制操作简单、但由于是刚性顶靠，一旦轮对内侧面有明显挠曲时在加工过程中容易出现靠轮脱离失效现象，在此情况下一旦切削力轴向分量过大，则很容易发生轮对轴向窜动，造成严重的车轮损伤或机床损伤事故（目前大部分机电式驱动设计的不落轮产品，都有此情况发生）。KoltechTUP650H内侧轴向锁止轮HegenscheidtU2000轴向锁止轮B．液压驱动：此种驱动方式又细分为定置式及浮动式两种形式，浮动式可以很好的克服轮对内侧面挠曲造成的冲击及靠轮脱离现象。Sculfort液压驱动式轴向锁止轮中国国内城市轨道交通的数控不落轮镟床的使用现状及分析--LioZW第7页同时，采用液压浮动式，浮动力的调整便是很关键的技术。一定要能适应切削力轴向分量的变化。而目前仅达诺巴特集团的不落轮镟床采用了内侧面位置监控技术。一旦出现轴向或径向位移，则刀具立刻退回，机床停机，以避免造成额外的损伤。达诺巴特集团的轴向锁止轮及内侧面监控系统4)数控刀架系统；目前各家设计基本都是采用数控系统控制的伺服电机驱动滚珠丝杠在线性导轨上实现X轴Z轴的插补，机械加工运动。所不同的是：1.半闭环仅依靠伺服电机中的增量位置编码器反馈位置信号，丝杠副等的位置误差不能完全反馈。2.闭环除电机中配置的位置环编码器外，还在丝杠端加装了绝对值编码器。可有效提高位置反馈精度，提高加工精度。目前，仅有达诺巴特集团的不落轮镟床配置有丝杠端绝对值编码器。5)测量系统；目前主要的设计方式为：A．直径测量滚轮：基本上主流的厂家