一种铁道车辆试验台轨道轮的原位车削装置的制作方法

本发明涉及一种铁道车辆试验台轨道轮的原位车削装置。

技术背景

铁路行业经常使用滚动试验台进行机车车辆或其转向架的模拟运行试验。滚动试验台是专用于铁道车辆走行部的大型定置试验设备。它用踏面外形与钢轨踏面相同的轨道轮与车轮对滚、支撑车轮，实现对钢轨轨道的模拟。试验台的轨道轮直径通常只有1.0～1.8米，周长为3-6米，与车轮差别不大。因此，轨道轮的磨耗速度与车轮差别也不大，当进行牵引或制动试验时，磨耗速度加快。由于这种磨耗是随机的，沿圆周呈现不均匀性；随着磨耗的加剧,外形偏差增大，会导致其模拟钢轨的效果变差，甚至产生很强的异常振动。因此，需要对外形误差(包括径向跳动)超过0.3mm的轨道轮及时进行修理，恢复其形状，以保证试验的精度。

目前，轨道轮的主要修理方式为：拆卸轨道轮并运送到备有大型数控车床的加工车间，将轨道轮安装在车床上，用顶尖定位进行车削，然后包装运回原试验台处并进行组装，整个检修过程需耗时数周，其效率低，费用高。近年，也有使用伺服电机驱动数控刀架对轨道轮进行镟修的方法；但其采用传统的刀架结构，刀架的尺寸体积过大，安装及使用均过于复杂，难以推广使用。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种铁道车辆滚动试验台轨道轮的原位车削装置，该车削装置能对铁道车辆滚动试验台的轨道轮进行原位车削修复，且其结构简单，体积小，安装使用方便，修复操作简单、修复时间短，费用低。

本发明实现其目的所采用的技术方案为，一种铁道车辆试验台轨道轮的原位车削装置，包括：铁道车辆滚动试验台的轨道轮基座、轨道轮基座右部安装的轨道轮，其特征在于：

所述的轨道轮基座左上部安装有二维移动平台，二维移动平台的上部为横向移动台、中部为纵向移动台，下部为底板；

所述的横向移动台的横向通孔中从左至右依次设置有进刀丝杆、刀杆连接块和车刀杆；进刀丝杆伸出横向通孔的左端与进刀手轮相连，进刀丝杆右端的螺纹与刀杆连接块的螺纹孔配合，刀杆连接块的右端与车刀杆的左端连接，车刀杆伸出横向通孔的右端安装有圆车刀；

所述的二维移动平台的底板的前、后侧均安装有横向的立板，两立板的顶部之间连接有位于横向移动台上方的上梁框；上梁框的矩形腔的左、右侧均设有纵向台阶，置于上梁框的矩形内腔中的导向框通过小导轨与上梁框的纵向台阶滑动连接；

所述的导向框的内腔上部固定嵌入弧形齿条板，导向框的内腔下部固定嵌入导向通槽板；导向框后端的连接杆穿出上梁框的部位连接有对刀锁紧螺母；导向框前端的凸起的螺纹孔与对刀丝杆配合，对刀丝杆的前端穿出上梁框的前端与对刀手轮固定连接；

所述的上梁框的上方设有横顶板，横顶板通过其左、右侧的侧板固定在横向移动台上；横顶板上安装有转角型减速机；转角型减速机的一个输入端与进给手轮相连，另一输入端与进给电机相连；

所述的转角型减速机的仿形轴向下依次穿过横顶板、弧形齿条板的内腔、导向通槽板的导向槽后，插在横向移动台的驱动孔中；且仿形轴上装有铜套，铜套的外表面和导向通槽板的弧形通槽滚动配合；仿形轴上还固接有齿轮，所述的齿轮与弧形齿条板的内腔齿缘配合；所述的导向通槽的中心线为标准轨道轮截面外形曲线外加圆车刀半径的外侧等距线。

本发明的安装及工作过程和原理为：

一、初始对位

旋转进刀手轮带动横向移动台通孔内的进刀丝杆旋转，使刀杆连接块及车刀杆、圆车刀向左横向移动，使圆车刀离开轨道轮；旋转进给手轮使转角型减速机的仿形轴向前纵向移动至极限位置；再旋转对刀手轮通过对刀丝杆带动导向框及导向通槽板前后纵向移动，使圆车刀对准轨道轮厚度方向的前沿，同时用锁紧螺母将导向框固定。再旋转进刀手轮带动横向移动台通孔内的进刀丝杆旋转，使圆车刀向右抵紧轨道轮轮缘的前沿。

二、原位车削

a、正向车削，启动铁道车辆试验台，使轨道轮旋转。转动进给手轮或启动进给电机正传，通过转角型减速机使仿形轴转动，仿形轴上的齿轮借助弧形齿条板的内腔齿缘，产生可变方向的驱动力，驱动仿形轴沿着导向通槽板的导向槽从前向后运动，使二维移动平台发生相应的二维移动，进而带动圆车刀沿着导向槽规定的轨迹移动至后方极限位置，完成轨道轮轮缘(厚度方向)的一道正向(从前向后)车削。

b、反向车削：反方向旋转进给手轮或启动进给电机反传，通过转角型减速机使仿形轴转动，仿形轴上的齿轮借助弧形齿条板的内腔齿缘，驱动仿形轴沿着导向通槽板的导向槽从后向前运动，使二维移动平台发生相应的二维移动，进而带动圆车刀沿着导向槽规定的轨迹移动至前方极限位置，完成轨道轮轮缘(厚度方向)的一道反向(从后向前)车削。

c、重复以上的正向车削、反向车削操作，直至轨道轮旋转一周或数周、轨道轮无削渣产生。

d、进刀：旋转进刀手轮带动横向移动台通孔内的进刀丝杆旋转，使刀杆连接块及车刀杆、圆车刀向右移动0.04-0.15mm，使圆车刀抵紧轨道轮轮轮缘。

e、重复以上的操作，直至轨道轮的直径达到设定值。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

一、在轨道轮旋转、圆车刀对轨道轮进行纵向车削过程中，圆车刀的运动轨迹为仿形轴的运动轨迹，即导向通槽板的导向槽的中心线轨迹；而导向通槽的中心线为标准轨道轮截面外形曲线外加圆车刀半径的外侧等距线，使得圆车刀的内包络线即为标准轨道轮外形轮廓线；车削修复后的轨道轮外形轮廓为标准轨道轮外形轮廓，其修复质量好，满足轨道轮的修复要求。

二、本发明利用铁道车辆试验台上的轨道轮自身的旋转运动，使用就地车削台架，不需要拆卸轨道轮，实现了轨道轮的原位镟修(车削)。减少和避免了现有试验台轨道轮检修的轨道轮拆卸、运输、组装的操作，使轨道轮的车削修复更简单、方便、高效。

三、本发明为纯机械设备，无液压部件，无油环保；其体积小，重量轻，适合拆卸搬运，能在在试验台的狭小空间中使用。在动力的传递过程中，齿轮与弧形齿缘啮合，产生的动力与导向通槽中心线相切，不憋劲，动力的输出效益最高。工作原理直观，操作简单，对操作人员的要求低。。

四、车刀杆、圆车刀的进刀方向可以与水平面呈0-90之间的任意角度，从而可以针对具体试验台的安装条件，设计不同倾角的底板、而不改变其他部件就可以满足不同试验台的安装要求，其适用性强，方便实施。

进一步，本发明的转角型减速机的仿形轴穿过横顶板的具体结构是，横顶板的安装孔固定内圈可分离的角接触轴承一，仿形轴与角接触轴承的内圈紧配合；所述的转角型减速机的仿形轴插在横向移动台的驱动孔中的具体结构是，横向移动台的驱动孔固定内圈可分离的角接触轴承二，仿形轴与角接触轴承二的内圈紧配合。

这样，可保证仿形轴与横顶板及横向移动台的安装方便，且仿形轴与横顶板及横向移动台的转动灵合、传力可靠、进而确保横向移动台及车刀杆、圆车刀的运行轨迹精确、可靠，轨道轮的车削修复质量高。

进一步，本发明的二维移动平台的具体结构是，所述的底板通过左、右侧的大导轨与纵向移动台滑动连接，纵向移动台通过前、后侧的大导轨与横向移动台滑动连接。

这种二维移动平台的滑动连接结构简单、承力大，进一步保证了横向移动-台及车刀杆、圆车刀的运行轨迹精确、可靠，轨道轮的车削修复质量高。

更进一步，本发明的横向移动台的右侧凸起的上部固定有锁紧块，锁紧块上嵌有锁紧压柄。

这样，拨动锁紧压柄使锁紧压柄的下端远离车刀杆，即可通过旋转进刀手轮、进刀丝杆旋转，带动刀杆连接块及车刀杆、圆车刀的进刀(向右移动)和退刀操作；而拨动锁紧压柄使锁紧压柄的下端抵紧车刀杆，进一步确保了在正向车削和反向车削过程中，圆车刀(车刀杆)与横向移动台的相对位置固定、圆车刀的运动轨迹不偏移，轨道轮的车削修复质量高。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

附图说明

图1为本发明实施例的正视结构示意图。

图2为图1的俯视结构示意图。

图3为图2的a-a剖视图。

图4为本发明实施例的上梁框及梁框上的部件的立体放大结构示意图。

图5为本发明实施例的二维移动平台的立体放大结构示意图。

具体实施方式

实施例

图1-3示出，本发明的一种具体实施方式是，一种铁道车辆试验台轨道轮的原位车削装置，包括：铁道车辆滚动试验台的轨道轮基座1、轨道轮基座1右部安装的轨道轮20，其特征在于：

所述的轨道轮基座1左上部安装有二维移动平台，二维移动平台的上部为横向移动台4、中部为纵向移动台3，下部为底板2；

所述的横向移动台4的横向通孔中从左至右依次设置有进刀丝杆4b、刀杆连接块4c和车刀杆4d；进刀丝杆4b伸出横向通孔的左端与进刀手轮4a相连，进刀丝杆4b右端的螺纹与刀杆连接块4c的螺纹孔配合，刀杆连接块4c的右端与车刀杆4d的左端连接，车刀杆4d伸出横向通孔的右端安装有圆车刀6；

图1-3示出，所述的二维移动平台的底板2的前、后侧均安装有横向的立板7，两立板7的顶部之间连接有位于横向移动台4上方的上梁框13；图4及图2示出，上梁框13的矩形腔的左、右侧均设有纵向台阶13a，置于上梁框13的矩形内腔中的导向框12通过小导轨10与上梁框13的纵向台阶13a滑动连接；

图4及图1-3示出，所述的导向框12的内腔上部固定嵌入弧形齿条板12b，导向框12的内腔下部固定嵌入导向通槽板12d；导向框12后端的连接杆14c穿出上梁框13的部位连接有对刀锁紧螺母14b；导向框12前端的凸起的螺纹孔与对刀丝杆14a配合，对刀丝杆14a的前端穿出上梁框13的前端与对刀手轮14固定连接；

图1-3示出，所述的上梁框13的上方设有横顶板9，横顶板9通过其左、右侧的侧板9a固定在横向移动台4上；横顶板9上安装有转角型减速机8；转角型减速机8的一个输入端与进给手轮8a相连，另一输入端与进给电机8b相连；

图1-4示出，所述的转角型减速机8的仿形轴11向下依次穿过横顶板9、弧形齿条板12b的内腔、导向通槽板12d的导向槽后，插在横向移动台4的驱动孔中；且仿形轴11上装有铜套11b，铜套11b的外表面和导向通槽板12d的弧形通槽滚动配合；仿形轴11上还固接有齿轮11a，所述的齿轮11a与弧形齿条板12b的内腔齿缘配合；所述的导向通槽的中心线为标准轨道轮截面外形曲线外加圆车刀6半径的外侧等距线。

图2示出，本例的转角型减速机8的仿形轴11穿过横顶板9的具体结构是，横顶板9的安装孔固定内圈可分离的角接触轴承一11c，仿形轴11与角接触轴承9b的内圈紧配合；所述的转角型减速机8的仿形轴11插在横向移动台4的驱动孔中的具体结构是，横向移动台4的驱动孔固定内圈可分离的角接触轴承二11d，仿形轴11与角接触轴承二11d的内圈紧配合。

图5及图1-3示出，本例的二维移动平台的具体结构是，所述的底板2通过左、右侧的大导轨5与纵向移动台3滑动连接，纵向移动台3通过前、后侧的大导轨5与横向移动台4滑动连接。

图1-3示出，本例的横向移动台4的右侧凸起的上部固定有锁紧块4e，锁紧块4e上嵌有锁紧压柄4f。