廣州地鐵數控不落輪鏇床驅動滾輪打滑問題分析及解決方法

楊兆安，曹小龍，韋忠潮，邱國富

（廣州市地下鐵道總公司，廣東廣州 510000）

1 概述

地鐵車輛輪對的踏面擦傷與剝離是車輛在運行過程中形成的一種常見的不規則表面缺陷。踏面損傷會直接影響車輛運行的平穩性和安全性，降低軸承和軌道設施的使用壽命。因此在地鐵車輛日常檢修過程中必須對踏面擦傷與剝離進行檢測，并及時對踏面缺陷超標的輪對進行鏇修，保障列車的運行安全［1］。廣州地鐵二號線采用的是德國U2000-400型數控不落輪鏇床對列車輪對進行鏇修作業，此鏇床自2010年投入使用以來，其驅動滾輪與列車輪對打滑現象時常發生，鏇床機身右側驅動滾輪打滑現象尤為嚴重。驅動滾輪打滑不僅嚴重降低了鏇輪作業效率，同時也對列車輪對造成了較大損傷。

2 驅動滾輪傳動方式

鏇床機身左右兩側驅動方式為對稱布置，以鏇床右側為例介紹。傳動機構包括：主驅動電機，主電機皮帶輪，從動皮帶輪，齒輪減速箱，驅動滾輪六大部分。驅動滾輪傳動方式為：鏇床數控系統控制主驅動電機轉動，驅動電機帶動電機主皮帶輪轉動，電機主皮帶輪通過四條V型皮帶帶動兩個從動皮帶輪轉動，從動皮帶輪將力和力矩傳遞至齒輪減速箱，齒輪減速箱輸出軸帶動驅動滾輪轉動［2］。

3 驅動滾輪打滑原因

由于造成驅動滾輪與列車輪對打滑的原因較多，首先檢查設備外觀是否良好，各傳動機構狀態是否良好。經核查驅動滾輪表面無油污、皮帶輪減速箱各零部件狀態良好、皮帶張緊力滿足技術要求、齒輪減速箱各零部件運行狀態良好。接下來依次對鏇床的四個驅動滾輪，皮帶輪減速箱中的從動皮帶輪和主電機皮帶輪進行空載同步測試，檢測中間各傳動環節是否同步，同步測試圖見圖1。

圖1 驅動滾輪空載同步測試

第一步：用紅色油漆筆在四個驅動滾輪和其鄰近的機身上劃線，此時為四個驅動滾輪空載同步測試前的初始位置；

第二步：通過設置鏇床數控系統參數，使鏇床主驅動電機處于較低轉速；

第三步：同時啟動鏇床兩個主驅動電機，選其中一個驅動滾輪作為參考，觀察并記錄其轉動圈數，當其轉動至十圈時，停止鏇床兩個主驅動電機；

第四步：用彈性差的軟繩分別繞至于四個驅動滾輪上，并截取四個驅動滾輪紅色標記至鏇床機身紅色標記的圓周長度，用刻度尺分別測量軟繩的截取長度，此數值為四個驅動滾輪與機身標記的超差數值。

第五步：所得數據以其中轉速最慢的驅動滾輪為基準，計算出其他滾輪的超出數值。

上述步驟重復兩遍，取每個驅動滾輪的超差平均值，通過比較測量的數值可以判斷出四個驅動滾輪的快慢順序，并近似得出四個驅動滾輪空載條件下每轉動一圈的具體超差數值和超差角度。

通過三次驅動輪空載同步測試后，發現四個驅動滾輪在空載條件下都不同步，鏇床機身右后側驅動滾輪轉動最快，機身右前側驅動滾輪轉動最慢，機身右側兩個驅動滾輪每轉動一圈相差5.6 mm，鏇床機身同側驅動滾輪不同步是導致驅動滾輪打滑的直接原因。

用相同的方式對鏇床四個從動皮帶輪進行空載條件下同步測試，測試結果為：四個從動皮帶輪都不同步，且四個皮帶輪每圈的超差角度與四個驅動滾輪每圈超差角度匹配，故排除齒輪減速箱傳動不同步的因素。

用相同的方式對鏇床兩個主電機皮帶輪進行空載條件下同步測試，測試的結果為：兩個主電機皮帶輪空載條件下同步，即主驅動電機同步。

通過以上測試可以確定導致四個驅動滾輪不同步的原因出自皮帶減速箱中主電機皮帶輪至從動皮帶輪的傳動環節。

4 驅動滾輪打滑解決方法

皮帶在工作時，由于帶輪兩邊的壓力差以及相應的變形經差形成彈性滑動，造成帶輪與從動輪的速度損失，從而不能保證精確地傳動比[3]。由于鏇床驅動滾輪的傳動特點，既要保證四個滾輪較好的同步性，又要保證其有過載保護功能，所以決定保留鏇床兩邊原主動皮帶輪至其中一從動皮帶輪的傳動方式，以保證驅動滾輪過載保護；把鏇床單邊兩從動皮帶輪改為同步帶和同步帶輪傳動，以保證鏇床單邊兩從動皮帶輪的同步。皮帶輪減速箱傳動方式改造前后見圖2、圖3。

圖2 改造前皮帶輪傳動方式

圖3 改造后皮帶輪傳動方式

皮帶輪減速箱傳動方式改造后，通過驅動滾輪空載測試，發現鏇床同側驅動滾輪不同步現象消失，由于鏇床兩側主電機皮帶輪與其中一從動皮帶輪的傳動方式仍為普通的V型皮帶和V型皮帶輪傳動，所以鏇床左右兩側驅動輪仍存在輕微不同步現象，此誤差在帶傳動設計要求的允許誤差以內；同時當驅動滾輪上有列車輪對鏇修時，在列車自重的影響下此誤差值將會減小。通過對鏇床皮帶輪減速箱傳動方式的改造，驅動滾輪與列車輪對未出現打滑現象。

5 結束語

數控不落輪鏇床是鐵路機車車輛重要的輔助設備，對地鐵的正常運營提供了重要保障。本文通過對不落輪鏇床驅動滾輪傳動方式的改進，大幅降低了驅動滾輪的同步誤差，提高了不落輪鏇床的工作效率和輪對鏇修質量，為地鐵正常運營提供了有力的設備保障。

［1］高靜濤，溫紅艷.CRH動車組臨修作業中的U2000型不落輪鏇床［J］.鐵路計算機應用，2009，18（12）：53-53.

［2］Germany Hegenscheidt Underfloor Wheelset Lathe.Oper?ating/Maintenance Manual 4.2/4.3 Plans/Drawings（part2）Fluid-Plans［Z］.2009.

［3］濮良貴，紀名剛.機械設計［M］.北京：高等教育出版社，2006.