阅读说明：本技术 不落轮车床高精度等效锥度加工抬平装置及其方法 (High-precision equivalent taper machining leveling device and method for wheel-free lathe ) 是由 朱德生 彭友乐 金明亮 张皖涛 章德金 吴方博 周海泉 姜曦 于 2021-09-22 设计创作，主要内容包括：本发明属于车辆轮对加工装置技术领域,一方面公开了不落轮车床高精度等效锥度加工抬平装置,包括轮对,左右对称设置的摆架、测量机构、电机、丝杆、侧压装置和活动导轨,测量机构连接在丝杆的螺母座上,丝杆与电机的输出轴连接；摆架设置在轮对外侧,测量机构压紧在轮对内侧；还公开了不落轮车床高精度等效锥度加工抬平方法,包括以下步骤：S1：工件预装夹,S2：工件内侧面测量,S3：工件轮缘高点定位,S4：工件抬平高度调整,解决了轮对左右轮饼磨损不一致时,导致轮对加工等效锥度超标的问题；本发明抬平效率得到提升,抬平时间缩短,不落轮加工轮对的等效锥度精度得到提高。(The invention belongs to the technical field of vehicle wheel set processing devices, and discloses a high-precision equivalent taper processing leveling device of a wheel-drop-free lathe on the one hand, which comprises a wheel set, a swing frame, a measuring mechanism, a motor, a lead screw, a side pressing device and a movable guide rail, wherein the swing frame, the measuring mechanism, the motor, the lead screw, the side pressing device and the movable guide rail are arranged in bilateral symmetry; the swing frame is arranged on the outer side of the wheel pair, and the measuring mechanism is tightly pressed on the inner side of the wheel pair; also discloses a high-precision equivalent taper processing leveling method for the wheel-free lathe, which comprises the following steps: s1: pre-clamping a workpiece, S2: workpiece inner side surface measurement, S3: positioning of high point of workpiece rim, S4: the lifting height of the workpiece is adjusted, so that the problem that the equivalent taper of wheel set processing exceeds the standard when the abrasion of left and right wheel cakes of the wheel set is inconsistent is solved; the invention improves the leveling efficiency, shortens the leveling time and improves the equivalent taper precision of the wheel set processed without wheel drop.)

不落轮车床高精度等效锥度加工抬平装置及其方法

技术领域

本发明属于车辆轮对加工装置领域，具体涉及不落轮车床高精度等效锥度加工抬平装置及其方法。

背景技术

为了提高高铁动车运营效率，在车轮磨损后可以通过不落轮镟床对高铁动车轮对踏面轮廓进行修整达到标准踏面形状，使得高铁动车可以正常行驶。目前不落轮镟床都采用摩擦驱动的方式，通过摩擦轮驱动轮对旋转进行轮对踏面的镟修。在装夹轮对过程中首先需要抬升摩擦轮接触到轮对踏面并且保持一个恒定的接触压力，但是由于其左右轮饼磨损程度不相同导致抬起轮对时候轴线无法保持抬平，在此状态下加工出来的轮对踏面形状轴线与轮对实际轴线偏离，导致等效锥度超标等问题。

在现有的技术中，一般通过抬平踏面装夹轮对，没有专门的轮对抬平方法。还有一种技术是通过测量计算轮对直径，根据直径差抬平轮对。此方案需要先测量轮对直径，导致其需要抬平的时间较长，效率低。

发明内容

本发明的目的提供不落轮车床高精度等效锥度加工抬平装置及其方法，解决在轮对左右轮饼磨损不一致时，导致轮对加工等效锥度超标的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：不落轮车床高精度等效锥度加工抬平装置，包括轮对1，左右对称设置的摆架2、测量机构3、电机4、丝杆5、侧压装置6和活动导轨7，测量机构3连接在丝杆5的螺母座上，丝杆5与电机4的输出轴连接；摆架2设置在轮对1外侧，测量机构3压紧在轮对1内侧。

进一步地，所述摆架2 包括两个驱动轮201，一个驱动电机202，驱动电机202通过同步带与两个驱动轮201连接，驱动电机202驱动两个驱动轮201旋转。

进一步地，所述测量机构3包括测量轮301、连接弹簧302、轴向位置传感器303、径向位置传感器304、测量伸缩油缸305；测量轮301通过连接弹簧302与测量伸缩油缸305的活塞体连接，实现测量轮301伸出后，小范围左右移动，此移动距离通过轴向位置传感器303反馈给控制系统；测量伸缩油缸305的伸出距离通过径向位置传感器304反馈给控制系统。

进一步地，所述侧压装置6 包括升降油缸601，侧压油缸602，侧压轮603；侧压轮603连接在侧压油缸602活塞体上，整个侧压油缸602连接在升降油缸601活塞体上；通过升降油缸601和侧压油缸602的动作可以实现侧压轮603的轴向与径向的移动。

本发明提供不落轮车床高精度等效锥度加工抬平方法，使用不落轮车床高精度等效锥度加工抬平装置，包括以下步骤：S1：工件预装夹，S2：工件内侧面测量，S3：工件轮缘高点定位，S4：工件抬平高度调整。

进一步地，步骤S1 工件预装夹过程为：将被加工车辆牵引至加工工位，抬升摆架2，使得被加工轮对1抬升离开活动导轨7，活动导轨7缩回，侧压装置6升降油缸601伸出带动侧压油缸602上升，侧压油缸602伸出带动侧压轮603伸出接触轮对内侧面101；左右两边同时进行，并且同时施加一个方向反大小相同的力，固定轮对轴向。

进一步地，步骤S2 工件内侧面测量过程为：电机4旋转带动丝杆5旋转，驱动测量机构3移动，直到测量轮301接触内侧面101，测量伸缩油缸305伸出，电机4反转带动丝杆5旋转驱动测量机构3缓慢移动测量轮301接触到轮缘102后继续移动，连接弹簧302压缩，轴向位置传感器303反馈压缩距离，待压缩到设定距离W1后停止；记录下当前电机4反馈的坐标X1；电机4旋转带动丝杆5旋转，驱动测量轮301离开轮缘102，测量伸缩油缸305缩回；左右两边对称的装置同时进行。

进一步地，步骤S3 工件轮缘高点定位过程为：通过计算得到轮缘高点轴向坐标位置，电机4旋转带动丝杆5旋转，驱动测量机构3移动，使得测量轮301处于轮缘102下方，测量伸缩油缸305伸出，接触到轮缘102高点继续移动，径向位置传感器304反馈伸出距离；左右两边同时进行，左边反馈数值hL，右边反馈数值hR。

进一步地，步骤S4 工件抬平高度调整过程为：通过测量机构测量的轮缘高点位置左右两边差值，调整左右两边摆架2抬平高度，使得轮对轴线与水平线重合，测量伸缩油缸305伸出缩回；抬平动作完成。

与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

本发明解决了现有轮对左右轮饼踏面磨损不一致时候，不落轮镟床加工导致等效锥度超差的问题。显著提升其抬平效率，使得其抬平时间<10秒。显著提升了不落轮加工轮对的等效锥度精度，使得其等效锥度< 0.05°。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得涵盖的范围内。

图1为本发明不落轮车床高精度等效锥度加工抬平装置及其方法的效果对比图。

图2为本发明不落轮车床高精度等效锥度加工抬平装置结构示意图。

图3 为本发明不落轮车床高精度等效锥度加工抬平装置的测量机构结构示意图。

图4 为本发明不落轮车床高精度等效锥度加工抬平装置的抬平装置示意图。

图5 为本发明不落轮车床高精度等效锥度加工抬平装置的轮对局部示意图。

图6为本发明不落轮车床高精度等效锥度加工抬平方法的流程图。

附图标记说明：1-轮对，101-内侧面，102-轮缘，2-摆架，201-驱动轮，202-驱动电机，3-测量机构，301-测量轮，302-连接弹簧，303-轴向位置传感器，304-径向位置传感器，305-测量伸缩油缸，4-电机，5-丝杆，6-侧压装置，601-升降油缸，602-侧压油缸，603-侧压轮，7 -活动导轨。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图2和图4，本发明提供如下技术方案：不落轮车床高精度等效锥度加工抬平装置，包括轮对1，左右对称设置的摆架2、测量机构3、电机4、丝杆5、侧压装置6和活动导轨7，测量机构3连接在丝杆5的螺母座上，丝杆5与电机4的输出轴连接；摆架2设置在轮对1外侧，测量机构3压紧在轮对1内侧。

优选地，摆架2 包括两个驱动轮201，一个驱动电机202，驱动电机202通过同步带与两个驱动轮201连接，驱动电机202驱动两个驱动轮201旋转。

优选地，如图3所示，测量机构3包括测量轮301、连接弹簧302、轴向位置传感器303、径向位置传感器304、测量伸缩油缸305；测量轮301通过连接弹簧302与测量伸缩油缸305的活塞体连接，实现测量轮301伸出后，小范围左右移动，此移动距离通过轴向位置传感器303反馈给控制系统；测量伸缩油缸305的伸出距离通过径向位置传感器304反馈给控制系统。

优选地，侧压装置6 包括升降油缸601，侧压油缸602，侧压轮603；侧压轮603连接在侧压油缸602活塞体上，整个侧压油缸602连接在升降油缸601活塞体上；通过升降油缸601和侧压油缸602的动作可以实现侧压轮603的轴向与径向的移动。

本发明提供的不落轮车床高精度等效锥度加工抬平方法，包括以下步骤：S1：工件预装夹，S2：工件内侧面测量，S3：工件轮缘高点定位，S4：工件抬平高度调整。

优选地，步骤S1 工件预装夹过程为：将被加工车辆牵引至加工工位，抬升摆架2，使得被加工轮对1抬升离开活动导轨7，活动导轨7缩回，侧压装置6升降油缸601伸出带动侧压油缸602上升，侧压油缸602伸出带动侧压轮603伸出接触轮对内侧面101。左右两边同时进行，并且同时施加一个方向反大小相同的力，固定轮对轴向。

优选地，步骤S2 工件内侧面测量过程为：电机4旋转带动丝杆5旋转，驱动测量机构3移动，直到测量轮301接触内侧面101，测量伸缩油缸305伸出，电机4反转带动丝杆5旋转驱动测量机构3缓慢移动测量轮301接触到轮缘102后继续移动，连接弹簧302压缩，轴向位置传感器303反馈压缩距离，待压缩到设定距离W1后停止。记录下当前电机4反馈的坐标X1。电机4旋转带动丝杆5旋转，驱动测量轮301离开轮缘102，测量伸缩油缸305缩回；左右两边对称的装置同时进行。

优选地，步骤S3 工件轮缘高点定位过程为：通过计算得到轮缘高点轴向坐标位置，电机4旋转带动丝杆5旋转，驱动测量机构3移动，使得测量轮301处于轮缘102下方，测量伸缩油缸305伸出，接触到轮缘102高点继续移动，径向位置传感器304反馈伸出距离；左右两边同时进行，左边反馈数值hL，右边反馈数值hR。

计算轮缘高点轴向位置坐标X

X= X1-13.5- W /2+ W1

X1: 电机4反馈的坐标

W: 测量轮301接触面宽度

W1：压缩到设定距离

优选地，步骤S4 工件抬平高度调整过程为：通过测量机构测量的轮缘高点位置左右两边差值，调整左右两边摆架2抬平高度，使得轮对轴线与水平线重合，测量伸缩油缸305伸出缩回；抬平动作完成。

计算轮缘高点左右差值∆h

∆h=hL-hR

请参阅图1，通过本发明实现了抬平。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。