降低不落轮车轮车床故障率的措施及其技术改造方案

赵旭东

摘 要：针对目前不落轮车轮车床居高不下的故障率，从车床结构、工作原理再到管理方面进行原因分析，提出相应的降低故障率的措施，并提出车床的技术改造方案，进一步降低故障率，以提高经济、安全效益。

关键词：不落轮车轮车床;降低故障率;技术改造

中图分类号： TG659            文献标识码： A            文章编号： 1673-1069（2017）01-171-2

0  引言

不落轮车轮车床是镟修机车轮对踏面的专用设备，机车走行部是保证机车安全运行的重中之重，对机车安全运行和节支降耗意义重大。由于侯马北机务段机车交路逐步延长，且区间线路多处于山区，差异大，曲线半径小，造成机车轮缘磨耗量大，踏面擦伤、剥离现象十分严重，每年该段镟修的机车台数达200台以上。由于该段不落轮车轮车床日常加工量大，技术性能降低，故障频发，严重影响机车正常地运行生产。为保障该段机车的安全运行，急需对其故障产生的原因进行分析并找出相应的对策进行改进。

1  概述

不落轮车轮车床在镟修机车轮对踏面时，通过连接车间地面和车床的钢轨，将机车牵引到车床工作台上，完成机车轮对接触面和车轮边缘部位的车削加工，由于加工时间短，不仅减少机车停运时间，而且提高了机车利用率。

为了减少机车车轮的磨损，减少机车在运行过程中产生的巨大噪声，提高机车运行安全，延长机车车轮的使用寿命，必须将车床加工的轮形与机车的标准轮形保持一致，为此，利用下沉式地面轨道安装的不落轮车轮车床对车轮进行切削，而切削就目前工艺而言有车削和镟削之分。不管何种方法，关键在于最小程度地切削车轮，使车轮达到使用标准。

根据对目前我国机车不落轮车轮车床的使用情况进行调查，发现全国各地车床使用频率一直居高不下，高强度满负荷工作，再加之由于车床使用时间较长，以及其他综合原因，目前全国统计的不落轮车轮车床出现的故障率一直处于高频发状态，严重影响了机车正常的维修，加大了机车运行的安全隐患，因此，研究不落轮车轮车床高故障率的原因，并进行有针对性的技术改造，以降低车床故障率就显得尤为必要。

2  不落轮车轮车床高故障率的原因分析

不落轮车轮车床安装在低于地平面的地坑中，有两条钢轨并行，对机车车轮进行维修时，被维修的机车进入该车床钢轨，到达指定位置后车床托轮架将机车车轮托起，活动钢轨退出后，车刀对被维修车轮进行加工切削。

2.1 操作人员原因

一是不落轮车轮车床属于数控车床，结构复杂、加工精度高、操作要求高，要求车床的操作人员必须具有相应的钳工知识、轮对检修标准知识、计算机编程知识等，由于现场的车床操作人员多数从别的岗位上转岗过来的，只经过站段和厂家的短期培训，对设备的结构和使用性能、操作规程了解掌握不到位，及其自身的钳工知识、轮对检修标准知识相对不足，所以在操作设备中可能造成误操作造成设备损坏。二是操作人员责任心不到位，操作中不严格遵照设备操作规程和操作程序操作设备。三是日常维护保养不到位。为保障设备的良好运行，设备操作人员应该按照设备保养手册的要求做好设备的日常保养工作。设备日常保养要做到“五定”，即定人、定点、定时、定质、定量。但有时操作人员图省事，简化保养措施，设备点检不认真，设备状态不良继续使用，拼设备，造成设备不良状态加剧，直至损坏;给油润滑不到位，造成设备异常磨损加剧;设备加工后产生的铁屑及其他垃圾未及时清理，导致其除了对设备存在一定的磨损消耗外，还易造成车床散热不佳等问题，容易造成设备损坏。四是调试操作技术人员存在不熟练相关程序的问题。五是后期与厂家沟通、协调、更换刀片以及对技术人员再培训，能减少不落轮车轮车床故障的发生率。

2.2 车床日常维修不足

不落轮车轮车床设备由于是关键设备，按规定每两个月就应该停机检修一次，检修停时为48个小时，检修费用为8000元。但是由于货运量和牵引重量的不断攀升，机车也随着时间在不断老化，车轮的磨损也在加剧，因此机车车轮加工维修的次数越来越多，越来越频繁;为保证机车的正常运转，不落轮车轮车床根本没有时间停下来进行计划维修，只能利用设备使用间隙进行简单维修，导致只能头疼医头，脚疼医脚，得不到系统的检查和维修，维修质量得不到保证，设备的良好运转也得不到保证。

2.3 管理不到位

设备使用部门和设备管理部门对不落轮车轮车床设备日常管理不到位，主要体现在设备使用人员不固定，流动性大，由于操作不落轮车轮车床要求自身素质高，加班加点多，部分操作人员产生畏难心理，不愿继续从事该项工作，想方设法调出去。而新来的职工由于对设备不熟悉，操作规程和操作程序掌握不到位，导致经常误操作，造成设备损坏。

3  降低不落轮车轮车床故障率的措施

不落轮车轮车床因其操作相对便捷、保养简单、工作效率高等特点被得到广泛应用。上述文中已提到不落轮车轮车床的切削工艺有车削和铣削之分，且各具特点。目前主要采用镟削工艺技术，主要因其具有较高的切削效率，刀具和车轮踏面的接触过程中切削产生的铁屑小、短、碎，可自动排除处理，自动化程度高，对操作人员的伤害小，安全简单;车床设计结构总体不复杂，数控操作，维修简单，费用低;车床加工后质量高，车轮缘及车轮表面光滑，与踏面尺寸匹配，经济效益高。因此，针对上述导致不落轮车轮车床高故障率的问题，提出以下措施方法，以降低不断上升的故障发生率。

3.1 提高设备操作人员的操作技能

根据不落轮车轮车床的使用特点并结合生产厂家的意见，认真制定好不落轮车轮车床安全技术操作规程、操作程序和自检自修范围、设备保养标准，并对设备操作人员进行系统培训，培训中可同时邀请生产单位专业人员也可组织到设备生产厂家现场进行专题培训，使设备操作人员全面熟悉掌握设备的构造性能、使用特点、保养要点和操作要求，从而在操作使用设备的过程中能够做到正确操作，减少误操作，减少设备使用误操作造成的故障。

3.2 落实设备维修计划，提高设备维修质量

为确保不落轮车轮车床安全正常使用，必须保证设备检修计划的认真落实。为将因设备停机维修造成影响机车正常安全生产的程度降低到最小，设备维修部门在实施设备维修计划前与段运用科和技术科联系，掌握机车运行状况和运行状态，尽量在不影响机车正常检修的间隙或安排在周末、节假日停机检修。

3.3 提高认识、规范管理

为保证不落轮车轮车床安全良好使用，设备使用和管理部门根据实际情况出台相应的管理制度。一是不落轮车轮车床操作人员和维修人员的岗位准入制度，操作人员和维修人员必须从自身基础素质扎实、头脑灵活、反应敏捷，吸收新知识过硬的人员中选取，并相对稳定。对选中的人员集中进行操作和维修技能培训，使其尽快掌握设备操作程序和维护保养要领。二是认真落实设备故障分析考核制度，设备发生故障后，除应及时派人进行抢修外，还应对设备故障按照“三不放过”的原则对发生的原因进行深度分析，分析设备故障发生的原因，对相关的责任人进行考核并进行通报，不仅使当事人得到教育，而且对其他人员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，对不落轮车轮车床进行技术改造也是最主要的降低故障发生率的方法。

4  不落轮车轮车床的技术改造方案

4.1 不落轮车轮车床结构及工作原理

不落轮车轮车床主要的结构如图2所示，由床身、刀架、起重装置、传送装置、电气控制装置、转轮装置、数控系统等组成。

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1——床身;2——刀架;3——起重装置;4——转轮装置

图1  不落轮车轮车床设计图

其工作原理为，当待修列车车辆到达加工位置后，起重装置将车辆车轮顶起到指定位置，操作人员调节两侧车轮高度;启动液压系统，活动钢轨由传送装置抽出，锁死尾座移动轴和顶尖轮轴;启动转轮装置，摩擦轮运行，通过数控系统的设定操作，刀具对车辆车轮进行双向切削加工，主要根据列车车辆的车轮轮缘踏面自动化切削。车轮加工完毕后，起重装置、转轮装置同时下降，液压系统将活动钢轨恢复原位，待修车辆被牵引离开。

4.2 不落轮车轮车床加工的技术条件

①刀具对列车车轮进行加工时，要求踏面之间的直径差不能超过10毫米;

②应避免列车车辆的车轮与车床之间在进行加工作业时相互之间作用力的波动影响;

③在车床设计安装过程中必须考虑到车轴重量会导致车辆车轮的轻微弯曲，该弯曲必须在加工作业时考虑到，使其不能影响到车轮的校对和定位;

④不落轮车轮车床必须具备较高的精度、效率。

4.3 传动系统技术改造

在不落轮车床的结构分析中发现，为降低车床的故障率，在车床进行切削加工时通过选择主动滚子传动系统能够达到效果。分析其原因主要有：一是主动滚子在车轮外侧加工车轮并托起车轮，是一种较为清洁的传动;二是能够充分利用切削过程中的切向力;三是通过数控改造，能在切削打磨过程中自动运动，特别是其在垂直运动时的自动运动以及油压的恒定能够有效阻止车轮与车床之间相互作用力间的波动。因此，通过在传动系统中选择主动滚子的技术改造能够降低车床的故障，值得推广。

4.4 刀架系统技术改造

按照镟轮的设计要求从而设计出相对应的刀架性能和纵向、横向双方向的刀架系统，在刀架系统上的技术改造主要是对仿形板的研发。仿形板由液压缸传动，能迅速更换板型，减少切削深度。可在刀架系统的驱动部分使用特殊集成电路，加大磁泡储存器的储存容量;尽量使用防尘防潮的数控系统，该数控系统需配备自动校验功能。通过试验发现，改造后的刀架系统加工精度明显提高，间隙补偿也得到有效提高，同时生成效益高，便于操作，性能稳定，保养维修简单，更重要的是能有效降低车床在刀架运作过程中所产生的故障。

4.5 摩擦轮的技术改造

根据不落轮车轮车床的工作原理分析，为降低车床的故障率可将摩擦轮改造为驱动轮。其主要原理是，在摩擦轮系统中加入数控控制器，主动控制摩擦轮的运动;同时对拔叉断开功能充分利用起来，当拔叉拔出时，处于断开状态，摩擦轮和电机分离，当为拔出时，摩擦轮自动根据车轮驱动系统选择合适运动。

5  结论

通过加强技术规范、提高操作人员技能、精细化管理等措施，结合车床的相关技术改造，通过相关单位的实际试验效果得出上述方法能够明显降低不落轮车轮车床的故障率。

参 考 文 献

[1] 西德.新型通用不落轮车轮车床[J].铁道技术评论，2011（12）：899-902.