專利名稱：加工鐵路機車車輛車輪的方法和機床的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及加工鐵路機車車輛車輪的方法和機床。這種加工不僅針對單個車輪走行機構車輪的再成型，而且針對輪對車輪的再成型。這種加工同樣針對制動盤的再成型，制動盤可以在單個車輪走行機構上或在其他走行機構的輪對上。實施按本發(fā)明的加工的前提條件是，所涉及的鐵路機車車輛車輪或輪對可旋轉地支承在軸承箱內。在這種情況下要加工的單個車輪或輪對可處于拆開狀態(tài)，但單個車輪和輪對也可以在裝配狀態(tài)下加工。
由于這一原因發(fā)展了一些所謂的地下機床，鐵路機車車輛帶著裝配的輪對被牽引到機床上面，或用自己的動力行駛到機床上面。這些地下機床通常在一專用的車間內安裝在鋼軌水平面以下的一個坑里。因為機床針對用大的切削力加工重的機車車輛設計，所以機床也有比較大的重量。此外還要求將地下機床固定在一重的基礎上。因此地下機床在其中運行的設備所需的投資大。與地上機床相比，地下機床的金屬切削功率要小一些。
對于只用少量機車車輛實施其業(yè)務的鐵路機車車輛和市郊交通企業(yè)而言，投資用于輪對加工機床，無論是地上還是地下機床，是完全不經(jīng)濟的。因此這類企業(yè)采取的辦法是將要加工的輪對拆下并送到專業(yè)工廠去，在那里可以再成型輪盤和加工制動盤。然而即使在鐵路干線上也只有少量配備有輪對加工機床的工廠。其結果是，拆卸的輪對或整個列車或車輛為了再成型有時必須長距離轉運。尤其在作業(yè)困難的季節(jié)，例如秋季或冬季，產(chǎn)生許多在其間必須再成型的輪對?！霸谄溟g”在這里的含義是，輪對或車輪必須在原來由企業(yè)規(guī)定的檢查間隔之間檢修。有雨和落葉的秋季的氣候條件對許多鐵路運輸業(yè)主在輪對加工上導致峰值需求。有時安裝的輪對加工機床的容量不足以應付這種峰值需求。交換時間、不可利用率、運輸和后勤費用，均導致輪對真正的加工成本提高。
此目的通過一種通過機床加工再成型可旋轉地支承在軸承箱內的鐵路機車車輛車輪或輪對的輪盤或制動盤的方法達到，機床-設計為可移動的，其中-鐵路機車車輛車輪或輪對被一個作用在至少一個軸承箱上的夾緊機構將其一個輪盤在其圓周上壓靠在支承輥上，-支承輥中至少一個使鐵路機車車輛車輪或輪對旋轉，與此同時-刀具加工鐵路機車車輛車輪或輪對的輪盤或制動盤。
本發(fā)明的一個重要的思想在于，用于加工輪盤或制動盤的設備是可移動的，亦即活動式的。因此，設備不再連接在固定的使用地點，而是可以分別置于要維修的鐵路機車車輛處并移動到加工位置。
為了加工制動盤，既可考慮加工那些組合在鐵路機車車輛車輪的輪盤內的制動盤，也可加工那些固定在輪對軸上的制動盤。通常加工輪盤的外型面，鐵路機車車輛車輪或輪對用此外型面在鋼軌上滾動。在這里可涉及輪對中同時被置于旋轉之中的那個輪盤的外型面。但也可以加工輪對中與被驅動的那個輪盤處于相對位置的那個輪盤的外型面。這種加工輪對的相對側，當在軸承箱之一上通過法蘭安裝有附加裝置如發(fā)電機等時具有優(yōu)點的。在外形加工時，無論工作面還是輪緣或工作面及輪緣均在其外形內加工，而對制動盤的再成型通常限于這些盤的平面加工。
這種加工可通過車、銑、旋轉銑或磨削加工等切削加工地進行。但也可以規(guī)定這樣一種加工，即其中被加工或要加工的表面借助工具固定，例如由軋光工藝中已知的那種工具。
此外還規(guī)定，鐵路機車車輛車輪或輪對在修正加工前或后實施超聲波檢驗。類似地規(guī)定，鐵路機車車輛車輪或輪對在再成型前或后用測量技術進行測量。常用的測量方法對有關的一般行家都是已知的。
本發(fā)明還涉及一種用于實施此方法的機床。此機床的特征在于一個可移動的承力框架。承力框架配備一個夾緊機構，用于作用在鐵路機車車輛車輪或輪對的一個封閉的內部和/或外部軸承箱上。除此之外，設至少兩個支承輥，它們與夾緊機構處于相對位置地彼此有一間距并可壓靠在輪盤的外圓周上，夾緊機構作用在輪盤的一個(或多個)軸承箱上，以及，至少支承輥之一設有驅動裝置。此外，在可移動的機床中還有一個用于加工鐵路機車車輛車輪或輪對的輪盤或制動盤的刀具。這種刀具通常裝在刀架上并在輪盤圓周上未作用支承輥的地方實施加工。
按一種有利的實施例，機床的框架支承在輥或滾輪上并可在地板上移動。借助于輥或滾輪可將輪對加工機床置于車間中能提供最佳空間條件的任何位置。借助于在車間內一般存在的升降機，將鐵路機車車輛的車輪或輪對提升到輪對加工機床上面并必要時在進行加工期間予以固定。這特別適用于處于拆卸狀態(tài)的鐵路機車車輛車輪或輪對，此時甚至無需廠房，而在工廠領地上的一個恰當?shù)奈恢?加頂棚或露天)就可以滿足要求3。
對于處于裝配狀態(tài)的鐵路機車車輛車輪或輪對，情況便有所不同。在裝配狀態(tài)，鐵路機車車輛車輪或輪對與相關的鐵路機車車輛固定或可拆地連接。對于在轉向架上行駛的鐵路機車車輛，輪對固定安裝在轉向架內。即使在裝配狀態(tài)，也可借助機床實施鐵路機車車輛車輪或輪對的再成型。為此將鐵路機車車輛定位于立柱上專門為此規(guī)定的舉升位置。在立柱上的舉升高度為地面上方1至2.5m之間。在這種情況下將機床推移到在立柱上已舉升的鐵路機車車輛的下方并被置于與鐵路機車車輛的至少一個車輪接觸?？梢苿拥臋C床的移入可從已在立柱上被舉升的鐵路機車車輛的側面進行。但通?？梢苿拥臋C床支承在輥或滾輪上，滾輪沿車間軌道導引。在這種情況下機床在已在立柱上被舉升的鐵路機車車輛下方沿縱向推移，直至它被置于與輪對接觸。
在鐵路機車車輛車輪或輪對加工時，在機床上作用一個扭矩，這一扭矩可由在車間地面上的固定裝置承受。為此有利的是在框架與車間地面之間置入附加的固定裝置。由于加速度，在這里尤其是位于輪對軸上車輛電動機的轉動加速度造成的力，同樣必須由機床固定裝置承受。在這方面例如刀具折斷可能導致輪對突然制動并引起短時的作用力，此力超過切削加工的切削力。
通常，機床在其在車間地面上的支承點的重力足以吸收切削力。但仍可規(guī)定將機床夾緊在車間軌道上。
另一方面將機床設計為，使機床相對于輪對錯開幾個毫米對于加工結果是無關緊要的。這既適用于沿輪對旋轉方向錯開，同樣適用于沿軸向錯開。機床的固有剛性足夠高，因而允許這種錯移。
按另一種實施形式規(guī)定，將機床固定在車輛上。在這里既可涉及道路交通車輛，也可涉及鐵路機車車輛。借助這種車輛將機床輸送到其使用地點。在這種情況下在車輛上同時還可存在另一些向機床提供必要的能量的裝置，能量可以是電能，或可以是壓力介質的能量，例如液壓或氣壓。此外有利的是，借助它運輸機床的車輛同時還有升降機，借助它可進行提升或下降用此機床加工的鐵路機車車輛車輪、轉向架或輪對。當機床未固定時可設一裝卸臺，機床通過它從運輸車下移，以便安裝在應進行加工的地方。即使在這種情況下機床的能源裝置也可由運輸車攜帶，不過，同樣可能的是，機床與已經(jīng)存在的車間能源的基礎結構連接。
借助它固定軸承箱的夾緊機構，既可機械地通過心軸操縱也可電動、氣動或液壓地操縱。為了驅動一個或多個支承輥，可設電動機或可設由一種壓力介質，如液壓或氣動地加載的馬達。作為加工工具可考慮車刀、拉刀、銑刀、旋轉銑刀、磨削工具或緊軋工具。借助這些工具不僅可加工輪盤的外形，而且可切削制動盤的工作面。尤其可以規(guī)定，拉刀、銑刀、旋轉銑刀或磨削工具各有一自己的驅動裝置。通常將加工工具裝在刀架上并在支承或驅動輥之外加工輪盤的圓周。為了加工處于裝配狀態(tài)的鐵路機車車輛車輪，令夾緊機構從上向下垂直作用，以及將支承或驅動輥側向安排在輪盤垂直中心線之外。于是在夾緊機構下方垂直對齊地可作用加工工具。反之，測量和檢驗裝置可設在要檢驗的鐵路機車車輛車輪圓周的任意位置，取決于允許的空間條件。按另一項有利的設計，設一超聲波檢驗頭，它將超聲波施加在鐵路機車車輛車輪或輪對的輪盤上。測量頭處于與檢驗頭相對的位置，它接收通過的超聲波脈沖。
同樣有利的是，要加工的鐵路機車車輛車輪或輪盤，在加工前和還在加工后進行測量。由此保證加工結果。作為測量儀器建議用機械式卡規(guī)或光學的三角規(guī)。
顯然，按本發(fā)明再成型鐵路機車車輛車輪及其制動盤企圖有高的精度。這尤其適用于高速車輪。當然在以較低的速度運行的車輛中，例如貨車或次要鐵路用的機車車輛，有較低的精度也可以滿足要求。在這里主要目的是避免不必要地運輸輪組或轉移車輛。機床還配備切屑的導板或輸送裝置，對此無需特別說明。


圖1和2分別用大為簡化的示意圖表示兩種不同的輪對加工機床的側視圖。
圖1表示從鐵路機車車輛2端側看的鐵路機車車輛2。輪對6與此鐵路機車車輛2連接，輪對6適用于以其兩個輪盤7在軌道上運行。輪盤7與輪對軸8旋轉固定地連接并可旋轉地支承在位于兩個輪盤7外部的軸承箱9內。在本例中表示了機車2的輪對6，在其輪對軸8上還加裝一驅動電機10。輪對6通過兩個軸承箱9與鐵路機車車輛2連接；在圖1中為了看得清楚起見沒有表示此連接的詳細情況。
在立柱上已提升的鐵路機車車輛2下方，機床12的框架11被置于加工位置?？蚣?1借助輥13或滾輪可沿車間軌道(未表示)移動，鐵路機車車輛2事先已沿車間軌道滾動到車間內。機床12的框架11寬度尺寸按這樣的方式確定，即，框架應能在立柱裝置的支柱3之間通過。
在框架11兩側向上伸出夾緊機構14。夾緊機構14在其在外部的上端設有夾板15，夾緊機構用夾板從上方外部作用在輪組6的兩個封閉的軸承箱9上。夾緊機構14將輪對6向下壓，直至輪盤7與支承輥16接觸。在本例中，這些支承輥16裝在同一根軸17上，軸17支承在支座18上，支座18設在機床12的框架11內。支承輥16可旋轉地支承在軸17上，以及兩個支承輥16中至少一個有自己的驅動裝置(圖中未表示)，通過此驅動裝置當輪盤7與支承輥16接觸時使輪對6旋轉。
在簡化后的本例中支承輥16表示為它們處于輪盤7垂直的下方。但實際上它們側向錯開一個角度地(沒有表示)設在輪盤7垂直的輪盤中心線下方。因此在圖1中總共設有四個這種支承輥16。支座18設計為使支承輥16可從側向從下方彈性地壓靠在輪盤7上。這種彈性例如這樣獲得支座18設計為液壓缸或氣動缸，為它配設一個用于相關壓力介質的壓力發(fā)生器和蓄壓器。采用彈性支承，支承輥16可以適應輪盤7可能產(chǎn)生的不圓度，不會在驅動時導致打滑。
在框架11上設至少一個刀架19，它配備有一刀具20，在本例中例如是一把車刀。取代單個刀架19也可以在框架11上再設另一個有相應刀具20的刀架(圖中未表示)。刀具20規(guī)定用于加工輪盤7的外輪廓。為此目的它被置于與輪盤7的圓周接觸。通過支承輥16之一使輪對7旋轉，而此時刀具20在輪盤7的圓周上通過去除切屑進行輪盤7的再成型。
在圖2的實施例中表示了輪對加工機床12另一種實施形式。此輪對加工機床12仍有一框架11，它可通過輥21在車間地面1上的地板上移動。輥21不限制軌跡，所以圖2所示實施例的機床12也可以移動到支柱3側旁，位于已在立柱上提升的鐵路機車車輛2的下面。
輪對6仍與鐵路機車車輛2連接。夾緊機構14從框架11向上伸出，它以一夾板15從上方作用在輪組6的軸承箱9上?？尚D地裝在框架11的軸17上的支承輥16作用在輪盤7的外圓周上，通過軸承箱9將輪盤7壓靠在支承輥16上。與圖1的實施例一樣，同樣適用于圖2的支承輥16的是，兩個支承輥彼此有側向間距地設在輪盤7垂直中心線的下方。
車刀20可沿徑向進給到輪盤7上地固定在刀架19上。在這里，借助于車刀20也可以加工輪對6的輪盤7的外形。在圖2所示實施例的情況下總是只加工一個輪盤7。在此輪盤7完成加工后，機床12在鐵路機車車輛2的下面?zhèn)认蛲瞥?，并例如朝箭頭22的方向重新移到在圖2中所選擇的視圖的右半部分側向地處于鐵路機車車輛2下方，以便加工第二個輪盤7。除輪盤7外，在輪對軸8上還可旋轉固定地安裝制動盤23。此機床12也適用于為制動盤23的側表面24作平面加工。
除圖1和2表示的實施例外，按本發(fā)明的機床12可以安裝在室外的任何地方或車間內。然后，如此安裝的機床供給單個鐵路機車車輛車輪或一個輪對，以便能實施加工。在加工結束后，機床運輸?shù)搅硪粋€地點，它與圖1和2中所表示的舉例的地點可有大的空間距離。在圖1和2的兩個簡化的視圖中，為了看得清楚起見略去了有關的專業(yè)人士熟知的所有工作機構，例如輪對固定裝置、驅動機組、能源、能量連接裝置以及測量和檢驗裝置。
附圖標記一覽表1車間地面2鐵路機車車輛3支柱4支架5下棱邊6輪對7輪盤8輪對軸9軸承箱10驅動電機11框架12機床13滾輪14夾緊機構15夾板16支承輥17軸18支座19刀架20車刀21輥22運輸方向23制動盤24側面
權利要求
1.通過機床加工對可旋轉地支承在軸承箱內的鐵路機車車輛車輪或輪對的輪盤或制動盤進行再成型的方法，-機床設計為可移動的，其中-鐵路機車車輛車輪或輪對被一個作用在至少一個軸承箱上的夾緊機構將其一個輪盤在其圓周上壓靠在支承輥上，-支承輥中至少一個使鐵路機車車輛車輪或輪對旋轉，與此同時-刀具加工輪盤或制動盤之一。
2.按照權利要求1所述的方法，其特征為加工輪盤的外型面，鐵路機車車輛車輪或輪對用此外型面在鋼軌上滾動。
3.按照權利要求2所述的方法，其特征為加工輪對中使之旋轉的那個輪盤的外型面。
4.按照權利要求2所述的方法，其特征為加工輪對中與被驅動的那個輪盤處于相對位置的那個輪盤的外型面。
5.按照權利要求1所述的方法，其特征為加工有制動盤的鐵路機車車輛車輪或輪對的制動盤之一。
6.按照權利要求1至5之一所述的方法，其特征為這些盤切削加工地通過車、銑、旋轉銑或磨削加工。
7.按照權利要求1至5或6之一所述的方法，其特征為用工具固定輪盤要加工或被加工的表面。
8.按照權利要求1所述的方法，其特征為鐵路機車車輛車輪或輪對用超聲波檢驗。
9.按照權利要求1所述的方法，其特征為鐵路機車車輛車輪或輪對至少在再成型前測量。
10.實施按照權利要求1至9之一所述方法的機床，其特征在于-一個可移動的承力框架(11)，它有-一個夾緊機構(14、15)，用于作用在鐵路機車車輛車輪或輪對(6)的一個封閉的內部和/或外部軸承箱(9)上，以及在于-至少一個支承輥(16)，它與夾緊機構(14、15)處于相對位置地彼此有一間距并可壓靠在輪盤(7)的外圓周上，夾緊機構(14、15)作用在此輪盤的軸承箱(9)上，-一個用于至少支承輥(16)之一的驅動裝置，以及-一個用于加工鐵路機車車輛車輪或輪對(6)的輪盤(7)或制動盤(23)的刀具(20)。
11.按照權利要求10所述的機床，其特征為框架(11)支承在滾輪(21)上，滾輪(21)可在地板(1)上移動。
12.按照權利要求10所述的機床，其特征為框架(11)支承在滾輪(13)上，滾輪(13)可在軌道上移動。
13.按照權利要求10所述的機床，其特征為框架(11)固定在一車輛上。
14.按照權利要求13所述的機床，其特征為此車輛設有升降機，以便提升或下降要通過機床(12)加工的鐵路機車車輛車輪、轉向架或輪對(6)。
15.按照權利要求10至13之一所述的機床，其特征為夾緊機構(14、15)可機械、電動、氣動或液壓操縱。
16.按照權利要求10至13之一所述的機床，其特征為作為一個或多個支承輥(16)的驅動裝置，設電動機或可由壓力介質加載的馬達。
17.按照權利要求10至13之一所述的機床，其特征為為了加工鐵路機車車輛車輪或輪對(6)的輪盤(7)或制動盤(23)，采用車刀(20)、拉刀、銑刀、旋轉銑刀、磨削工具或緊軋工具。
18.按照權利要求17所述的機床，其特征為拉刀、銑刀、旋轉銑刀或磨削工具可分別由自己驅動裝置驅動。
19.按照權利要求10所述的機床，其特征為設一個檢驗頭，用于將超聲波施加在鐵路機車車輛車輪或輪對(6)的至少一個輪盤上。
20.按照權利要求10所述的機床，其特征為設至少一個測量工具，用于在加工前和/或加工后測量鐵路機車車輛車輪、制動盤(23)或輪對(6)的幾何尺寸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通過用可移動的機床(12)的加工對可旋轉地支承在軸承箱(9)內的鐵路機車車輛車輪或輪對(6)的輪盤(7)或制動盤進行再成型的方法。按照此方法，鐵路機車車輛車輪或輪對(6)的輪盤(7)圓周，被作用在至少一個軸承箱(9)上的夾緊機構(14、15)壓靠在支承輥(16)上。至少所述支承輥(16)之一引起鐵路機車車輛車輪或輪對(6)旋轉，與此同時刀具(20)加工輪盤(7)或制動盤之一。本發(fā)明還涉及一種用于實施此方法的機床(12)。
文檔編號B23B5/28GK1438927SQ01811735
公開日2003年8月27日 申請日期2001年5月25日 優(yōu)先權日2000年5月25日
發(fā)明者曼弗雷德·博姆斯, 格奧爾格·豪施爾德, 阿爾弗雷德·海曼, 拉爾夫·霍克, 漢斯－約阿西姆·賴西 申請人:黑根沙伊特-Mfd有限公司及兩合公司