U2000-400型不落輪鏇車床常見故障的分析處理

魏海波 上海鐵路局合肥車輛段

U2000-400型不落輪鏇車床常見故障的分析處理

魏海波 上海鐵路局合肥車輛段

提出U2000-400型常見故障類型，介紹U2000-400型不落輪鏇床的結(jié)構(gòu)原理進(jìn)行分析，針對(duì)U2000-400型不落輪鏇車床常見故障指出具體解決措施，提出改進(jìn)不落輪鏇車床性能的檢修建議，對(duì)提高鐵路客車輪對(duì)鏇修作業(yè)質(zhì)量有一定的指導(dǎo)作用。

常見故障；U2000-400型不落輪鏇車床；輪對(duì)鏇修；檢修建議

U2000-400型不落輪鏇床是由德國Hegenscheidt-MFD公司生產(chǎn)的一臺(tái)高性能機(jī)床。該設(shè)備主要用于列車在整列編組不解體的情況下，對(duì)車輪輪緣和踏面進(jìn)行修理加工。設(shè)備具備自動(dòng)測量、加工、數(shù)據(jù)記錄和儲(chǔ)存、報(bào)表打印、故障診斷、鐵屑破碎和排送、自動(dòng)潤滑等基本功能。設(shè)備控制系統(tǒng)采用CNC數(shù)控系統(tǒng)，具備對(duì)不同輪對(duì)的輪廓形狀曲線進(jìn)行編程的功能。鏇輪時(shí)車輛的牽引對(duì)位作業(yè)由公鐵兩用車完成。車輛在運(yùn)行過程中，與鋼軌接觸的輪緣、踏面會(huì)產(chǎn)生磨損和變形，需要對(duì)不符合標(biāo)準(zhǔn)的車輪進(jìn)行必要的車削，即鏇修加工以恢復(fù)尺寸。數(shù)控不落輪鏇床在車輛不解體狀態(tài)下對(duì)輪對(duì)進(jìn)行高精度鏇修，是運(yùn)營中技術(shù)要求較高設(shè)備。

1　不落輪鏇床結(jié)構(gòu)原理

U2000-400型不落輪鏇車床由床身、橫欄系統(tǒng)、輪副驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、輪副安裝和制動(dòng)系統(tǒng)、數(shù)控旋轉(zhuǎn)刀臺(tái)、測量定位單元、電氣控制系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、碎片處理系統(tǒng)等組成。U2000-400型不落輪鏇車床總體布局如下：機(jī)床置于一個(gè)靠近導(dǎo)軌的地下坑里，在輪副機(jī)加工之前，導(dǎo)軌通過液壓移出加工范圍。機(jī)床柱子支撐以下系統(tǒng)單元：輪副的驅(qū)動(dòng)和對(duì)中系統(tǒng)；兩個(gè)支撐的橫梁；制動(dòng)單元。進(jìn)給系統(tǒng)當(dāng)導(dǎo)軌閉合后，待加工的輪子定位在機(jī)床上。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由輪副通過無級(jí)變速三相的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)力通過4個(gè)滾輪傳遞給車輪踏面，2個(gè)滾輪作為輪副的軸向引導(dǎo)系統(tǒng)。

車床平面圖及部件說明見圖1。

圖1 U2000-400型不落輪鏇車床總體結(jié)構(gòu)原理圖

2　試驗(yàn)裝置工作原理

測量系統(tǒng)由輪副外形的磨損測量，刀架的自動(dòng)定位由安裝在徑向滑塊上的定位和磨損探頭控制。刀具在輪副加工中使用加入碳化物的刀具。所有的滾輪軸承都根據(jù)使用年限進(jìn)行充分潤滑。在機(jī)床加工范圍內(nèi)所有的定位導(dǎo)軌都有防止轉(zhuǎn)向沖擊的保護(hù)。電器部件在機(jī)床背部的控制柜中，機(jī)床通過主操作面板控制，機(jī)器設(shè)備碎片處理機(jī)加工中產(chǎn)生的碎片往粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎且通過傳送帶運(yùn)到機(jī)床外（見圖2）。

圖2 U2000-400型不落輪鏇車床輪對(duì)鏇修原理圖

3　不落輪鏇車床技術(shù)參數(shù)

客車空調(diào)機(jī)組各零部件組裝在不銹鋼板制成箱體，加蓋板后形成一個(gè)整體。空調(diào)機(jī)組主要部件包括全封閉制冷壓縮機(jī)2臺(tái)、冷凝器2臺(tái)、毛細(xì)管2組、蒸發(fā)器2臺(tái)、氣液分離器2臺(tái)、干燥過濾器2個(gè)、電加熱器2臺(tái)、離心風(fēng)機(jī)1臺(tái)、軸流風(fēng)機(jī)1臺(tái)等（見表1、表2）。

表1 U2000-400型不落輪鏇車床機(jī)床性能參數(shù)表

表2 U2000-400型不落輪鏇車床設(shè)備性能參數(shù)表

4　不落輪鏇車床故障分析

4.1測量輪限位開關(guān)故障

不落輪鏇車床原有測量輪限位開關(guān)由于設(shè)計(jì)安裝位置不合理，運(yùn)行狀態(tài)不穩(wěn)定造成故障發(fā)生率較高，對(duì)測量輪正常運(yùn)行使用及測量精度產(chǎn)生較大影響。

4.2驅(qū)動(dòng)主軸磨損故障

不落輪鏇車床驅(qū)動(dòng)主軸由于長期使用未及時(shí)潤滑和清理金屬碎屑，殘留的碎屑夾雜在主軸外壁造成接觸面擦傷磨損嚴(yán)重，影響輪對(duì)鏇修質(zhì)量。需要對(duì)驅(qū)動(dòng)主軸安裝保護(hù)套管，及時(shí)潤滑保養(yǎng)并清除金屬碎屑，消除作業(yè)過程中設(shè)備故障隱患。

4.3驅(qū)動(dòng)輪軸承磨損故障

不落輪鏇車床驅(qū)動(dòng)輪軸承在設(shè)備運(yùn)行過程中長期機(jī)械磨損造成部件故障報(bào)廢情況，內(nèi)部軸承潤滑不充分造成嚴(yán)重磨損，影響驅(qū)動(dòng)輪運(yùn)行。

4.4活動(dòng)導(dǎo)軌磨耗超限

由于活動(dòng)軌道長期使用，導(dǎo)向墊板磨損嚴(yán)重，軌道連接處形成螺釘松動(dòng)現(xiàn)象，軌道踏面發(fā)生淺層裂紋，對(duì)非活動(dòng)的底座部分的淺層裂紋應(yīng)打磨去除，深層裂紋無法修復(fù)時(shí)應(yīng)予更換。使用過程中活動(dòng)軌道磨耗會(huì)影響工作穩(wěn)定性和鏇修精度。

4.5液壓系統(tǒng)部件故障

液壓系統(tǒng)各路油路壓力不滿足要求需要調(diào)整，液壓馬達(dá)時(shí)常出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)異常噪音及轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活情況，油缸動(dòng)作異常，需拆開清洗檢查。電磁閥的動(dòng)作異常，則更換不良元件。液壓系統(tǒng)故障嚴(yán)重影響設(shè)備安全運(yùn)行，需仔細(xì)檢查部件運(yùn)行狀態(tài)。

4.6控制面板顯示故障代碼信息

不落輪鏇車床微機(jī)系統(tǒng)自帶自診斷功能，當(dāng)設(shè)備處于非正常工作的狀態(tài)下，系統(tǒng)根據(jù)執(zhí)行器反饋來的故障信息，在控制面板上顯示相應(yīng)的程序故障代碼，引導(dǎo)操作人員檢查設(shè)備故障部位。設(shè)備維修人員要對(duì)控制面板上顯示相應(yīng)的程序故障代碼進(jìn)行分析，查詢使用說明書上相對(duì)應(yīng)的代碼信息后進(jìn)行故障部位的處理。

5　不落輪鏇車床故障處理

5.1設(shè)計(jì)安裝使用新型限位開關(guān)替換現(xiàn)有故障限位開關(guān)（見圖3）

圖3 改變限位開關(guān)安裝位置圖

測量系統(tǒng)包括內(nèi)側(cè)距和磨耗測量裝置、直徑測量裝置兩部分。測量車輪下列幾何參數(shù)：車輪直徑、輪緣高度、輪緣厚度、輪對(duì)內(nèi)側(cè)距、徑向跳動(dòng)、端面跳動(dòng)。

5.2解決驅(qū)動(dòng)主軸磨損故障問題

不落輪鏇車床驅(qū)動(dòng)主軸由于長期使用未及時(shí)潤滑和清理金屬碎屑，殘留的碎屑夾雜在主軸外壁造成接觸面擦傷磨損嚴(yán)重，影響輪對(duì)鏇修質(zhì)量。需要對(duì)驅(qū)動(dòng)主軸安裝保護(hù)套管，及時(shí)潤滑保養(yǎng)并清除金屬碎屑，消除作業(yè)過程中設(shè)備故障隱患（見圖4）。

圖4 驅(qū)動(dòng)主軸與加裝保護(hù)脹套實(shí)物圖

解決問題：設(shè)計(jì)加裝主軸保護(hù)脹套在主軸傳動(dòng)中避免直接外壁直接接觸金屬碎屑，并在主軸軸端和軸承定期加注潤滑油脂，起到潤滑保護(hù)作用。

實(shí)施效果：經(jīng)過后期生產(chǎn)使用的經(jīng)驗(yàn)證明，驅(qū)動(dòng)主軸磨損故障可以降低主軸外壁接觸面擦傷，對(duì)驅(qū)動(dòng)主軸安裝保護(hù)套管及時(shí)潤滑保養(yǎng)并清除金屬碎屑。

5.3解決驅(qū)動(dòng)輪軸承磨損故障問題

在原有驅(qū)動(dòng)軸上由于長期機(jī)械磨損造成部件故障報(bào)廢情況，可以有效地判斷驅(qū)動(dòng)輪性能指標(biāo)狀況。為使驅(qū)動(dòng)滾輪和車輪踏面間形成無相對(duì)滑動(dòng)的滾動(dòng)，必須保證驅(qū)動(dòng)滾輪和車輪踏面間始終良好接觸（見圖5）。

圖5 驅(qū)動(dòng)輪軸承現(xiàn)場裝配安裝圖

檢測所有驅(qū)動(dòng)輪的跳動(dòng)量，如果跳動(dòng)值超過0.1 mm，應(yīng)更換驅(qū)動(dòng)輪。驅(qū)動(dòng)輪端蓋四個(gè)螺栓的扭力應(yīng)為140 Nm。驅(qū)動(dòng)輪皮帶檢查打開驅(qū)動(dòng)箱后蓋，用張緊力測試計(jì)測試皮帶張緊力。左側(cè)驅(qū)動(dòng)皮帶張緊力測試（a）65 N 10 mm，（b）40 N 9 mm，右側(cè)驅(qū)動(dòng)皮帶張緊力測試 （c）65 N 8.5 mm，（d）35 N 8 mm。

檢測驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，檢查傳動(dòng)皮帶，按規(guī)定調(diào)整張緊度；檢測四個(gè)驅(qū)動(dòng)輪的圓度，如果該值超標(biāo)，應(yīng)更換或修磨四個(gè)驅(qū)動(dòng)輪。添加減速機(jī)機(jī)油。觀察皮帶，磨損嚴(yán)重或使用兩年的直接更換，用皮帶張緊度測試儀測試皮帶張緊度。用百分表檢測四個(gè)驅(qū)動(dòng)輪的跳動(dòng)，當(dāng)表面圓跳動(dòng)超過0.1 mm，或有擦傷或燒結(jié)時(shí)，應(yīng)立即更換，并將拆下的驅(qū)動(dòng)輪返廠修，對(duì)稠化或使用兩年的減速機(jī)齒輪油予以更換。

實(shí)施效果：經(jīng)過后期生產(chǎn)使用經(jīng)驗(yàn)證明，通過解決驅(qū)動(dòng)輪軸承磨損問題，擦拭驅(qū)動(dòng)輪表面，清理驅(qū)動(dòng)輪與驅(qū)動(dòng)箱體的縫隙，調(diào)整驅(qū)動(dòng)皮帶與同步齒輪的張緊力在后期使用可以取得較好的效果，徹底解決漏風(fēng)問題。

5.4解決活動(dòng)導(dǎo)軌故障問題

由于活動(dòng)導(dǎo)軌長期使用，導(dǎo)向墊板磨損嚴(yán)重，軌道連接處形成螺釘松動(dòng)現(xiàn)象，軌道踏面發(fā)生淺層裂紋，影響輪對(duì)運(yùn)行的平穩(wěn)性與鏇修質(zhì)量精度。在使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)左右兩側(cè)活動(dòng)導(dǎo)軌偏差1 cm不復(fù)位，系統(tǒng)報(bào)警停機(jī)故障時(shí)常發(fā)生。

檢查活動(dòng)軌道及活動(dòng)軌道導(dǎo)向墊板磨損是否正常，修磨毛刺，更換磨損嚴(yán)重的導(dǎo)向墊板；檢查軌道系統(tǒng)的輪對(duì)內(nèi)側(cè)面導(dǎo)向板，修磨毛刺；緊固車間軌道與設(shè)備軌道連接處螺釘。檢修維護(hù)零件或部件，必要時(shí)更換（見圖6）。

圖6 活動(dòng)導(dǎo)軌磨損故障圖

實(shí)施效果：經(jīng)過后期檢查活動(dòng)軌道，消除兩側(cè)活動(dòng)導(dǎo)軌偏差不能復(fù)位的故障現(xiàn)象，后期在進(jìn)行活動(dòng)軌道探傷檢查后，經(jīng)過生產(chǎn)使用經(jīng)驗(yàn)證明，活動(dòng)導(dǎo)軌磨耗及裂紋產(chǎn)生會(huì)對(duì)輪對(duì)鏇修精度產(chǎn)生影響，通過定期探傷檢查，修復(fù)翻邊和毛刺和打磨處理可以消除磨損，去除淺層裂紋。

5.5解決控制面板顯示故障代碼信息問題

解決控制面板顯示故障代碼信息方法見表3、圖7。

解決控制面板顯示故障代碼信息問題，產(chǎn)生故障代碼原因：

（1）設(shè)備工作環(huán)境溫度太低，導(dǎo)致油溫低，油缸速度慢，液壓系統(tǒng)故障；

（2）電源問題，屏蔽問題都會(huì)引起，通過數(shù)據(jù)總線通訊，數(shù)據(jù)線干擾出現(xiàn)中斷；

（3）控制系統(tǒng)包含MMC、NC、PLC，如果出現(xiàn)問題不能和NC通訊提示報(bào)警；

解決故障代碼方法：

（1）在機(jī)器工作前，將液壓加熱器開啟加熱讓液壓油溫度達(dá)到工作的合理溫度；

（2）仔細(xì)檢查電源問題，處理電磁干擾，速度不能太快或更換加工直徑數(shù)據(jù)。

表3 U2000-400型不落輪鏇車床故障代碼分析表

圖7 控制面板報(bào)警故障代碼示意圖

6　結(jié)論

在后期進(jìn)行不落輪鏇車床設(shè)備定期檢修中分析相關(guān)部件使用缺陷和故障發(fā)生周期，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)并重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)關(guān)鍵部件的檢查工作，提高對(duì)不落輪鏇車床設(shè)備定期檢修力度，與設(shè)備使用人員加強(qiáng)對(duì)設(shè)備日常保養(yǎng)并完善定期檢修制度，避免設(shè)備由于長期使用保養(yǎng)不到位造成的故障。將已經(jīng)研究出來的技術(shù)成果在今后工作中進(jìn)一步進(jìn)行實(shí)踐檢驗(yàn)，提高技術(shù)成果運(yùn)行可靠性，記錄總結(jié)突發(fā)設(shè)備故障。將此項(xiàng)技術(shù)成果利用到本單位相關(guān)設(shè)備中，將實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)交流分享，提高技術(shù)成果的應(yīng)用推廣度。

［1］《不落輪鏇車床操作維護(hù)手冊》［M］江西奈爾斯西蒙斯赫根賽特公司2006.12

［2］《合肥車輛段不落輪車床運(yùn)用檢修管理辦法》（合輛技發(fā) ［2011］16號(hào)）2011.5

［3］《不落輪車床運(yùn)用檢修管理辦法》（運(yùn)裝管驗(yàn)［2010］627號(hào)）［M］鐵道部運(yùn)輸局2010.10

責(zé)任編輯：宋飛

來稿時(shí)間：2016-05-30