不落轮镟床量化经济切削研究

周逸飞

摘 要：地铁轮对的磨耗状况直接关系到列车运行的安全与稳定。轮对的镟修依靠不落轮镟床，本文从总结磨耗切削公式、改进深度尺、细化基于轮缘厚度的镟修方案、基于切削分区的二次背吃刀量调整四个方面开展研究，對轮对量化切削、经济切削、提升镟轮效率有重要的意义。

关键词：轨道交通;设备;不落轮镟床

1 轮对磨耗分析

轮对磨耗的主要形式为两种：踏面磨耗和轮缘磨耗。

踏面的主要缺陷类型有：（1）踏面擦伤。（2）踏面直径方向的磨耗。（3）裂纹。（4）剥离。

轮缘的主要缺陷类型有：（1）轮缘厚度变薄。（2）垂直磨耗。（3）轮对轮缘变形。

踏面裂纹的影响：裂纹的产生原因很多，热裂纹是比较常见的，由于地铁车辆在制动时踏面与闸瓦剧烈摩擦生热，在缓解后又迅速降温所引起的热胀冷缩，在这过程中由踏面的内应力引发热裂纹。以往的切削作业无法直接测量出热裂纹的深度，通过总结出的经验公式来估算：

热裂纹深度≈热裂纹长度×0.15然而针对其他类型的裂纹深度，业内始终没有量化的计算方法。

针对踏面问题的切削，关键点就是最大深度值的确定。业内对于踏面伤痕深度确定基本靠设备操作员手工去摸，去估量。从量化经济切削角度看，主要存在两方面问题：一是不同人对同一深度的估量偏差大，优秀的设备操作员需要大量的切削经验才能较准确的估量出深度。二是由于是估量的深度，实际切削时出于效率考虑，机床操作员会加大切削量，以免返工，这进一步造成了车轮的浪费。

轮对最大伤痕深度是影响切削量的决定性因素，传统深度尺测量头直径太大，无法插入轮对伤痕或无法触及伤痕最底部，笔者改进了传统深度尺，使用针状的测量头的深度尺能深入伤痕最底部。在不落轮镟床完成对被镟轮的自动测量后，手动目测选取数个最深点，使用深度尺多次测量取最大值。深度尺使用前先校零，测量头对准被测点后，滑动测量基准面与轮对紧密接触，稳定后读数。

轮缘尺寸的影响：轮缘尺寸是一个重要的尺寸，早期车轮镟修作业，不落轮镟床中的只有LM26、LM28、LM30、LM32四种轮缘尺寸方案。设备操作员在解决踏面问题的同时，需要检查轮缘尺寸是否达标，若不达标仍需切削至以上任意一种轮缘尺寸样板。在长期的镟修工作后，总结出轮缘厚度与切削量的关系为：

镟修量≈轮缘厚度变化量×4.5

当前使用的德国赫根赛特（HEGENSCHEIDT-MFD）U2000-400不落轮镟床，包含从LM26至LM32以0.1mm为间隔的61个轮缘尺寸方案。更细化的轮缘尺寸方案有助于设备操作员减少无效的切削，大大降低切削量，提高车轮使用寿命。

无论是分布于踏面或轮缘的伤痕，不落轮镟床自动测量完毕后，使用深度尺测量其最大伤痕深度，然后从机床中先选择轮缘尺寸方案，根据初定镟后直径对应的轮缘尺寸方案，选定轮缘尺寸接近但不大于的切削廓形方案即可。输入初定镟后直径后，观察切削划分，确保伤痕所在区间的切削量大于最大伤痕深度，具体大多少，取决于机床切削误差，每台机床切削误差不同，各操作员依照平时作业积累的机床切削误差加上即可。

2 实现量化经济切削的思路分析

（1）不落轮镟床进行镟前测量。

（2）评估轮对问题：

①出现车轮径向跳动>0.5mm、轮缘高度Sh>31mm或同轴轮缘高差>2mm、qR<6.5mm或qR>12.7mm以上这三种单一问题，可以直接按照不落轮镟床自动镟修建议予以直接切削。

②出现剥离长度、深度一处>20mm或两处且任何一处>10mm，且深度>1mm;擦伤长度一处>40mm或两处且任何一处>20mm;车轮踏面局部凹入、裂纹、缺损、碾宽、圆周磨耗超过规定限度或踏面上粘有熔化金属以上这些单一问题，按照以下思路实现量化经济切削：计镟前测量轮对直径为d1，手动使用深度尺测量伤痕最大值Xmax，镟床自身切削误差记为X1，则：

LM型廓形每个分区的背吃刀量是不一样的，只需伤痕所在分区的背吃刀量ap1不小于ap即可满足，所以当ap1大于ap时，可以增加初步镟后目标直径d2来减少ap1，这样，又可以减少浪费。

③当同一轮对出现多个问题时，分别计算不同问题独立影响下的背吃刀量需达到多少，选取最大值作为切削依据，依照上面给出的切削思路开展镟修作业即可。

3 总结

相对于以往的切削，主要三点量化改进：

（1）基于经验及基本规律总结出的切削公式。（2）改进深度尺，量化伤痕深度，消除人员估值不准带来的负面影响，多切浪费，少切则需补切，效率降低。（3）镟床轮缘厚度廓形版数量增加，减少无效切削。（4）初定背吃刀量后，根据伤痕分区，二次调整背吃刀量，进一步减少无效切削。