中国国内城市轨道交通的数控不落轮镟床的使用现状及分析revWord格式.docx
- 文档编号:4570347
- 上传时间:2023-05-03
- 格式:DOCX
- 页数:41
- 大小:4.32MB
中国国内城市轨道交通的数控不落轮镟床的使用现状及分析revWord格式.docx
《中国国内城市轨道交通的数控不落轮镟床的使用现状及分析revWord格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《中国国内城市轨道交通的数控不落轮镟床的使用现状及分析revWord格式.docx(41页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
目前不落轮镟床的结构主要包括如下部分。
1)对称式床身;
由于需要对轮对两侧车轮同时或异步加工,轮对本身即为对称式,所以两侧的机械结构及执行机构也为对称式配置,床身基座配置亦为对称式。
目前在国内市场上,轨道交通行业主要使用的不落轮产品具有如下几种床身配置:
A.铸铁床身;
B.焊接钢板床身;
铸铁床身本身具有高刚性、极佳的抗震性能,但同时也存在制造周期长(需要失效处理已达到稳定性)、结构偏于简单、重量大等问题,以至于会给供货周期、设备吊装等造成一定的困难;
Kol-tech铸铁床身
焊接钢板式床身,如果针对精密加工则可能存在震动影响造成精度降低,但由于其制造周期短、结构可以相对复杂,以实现更复杂的功能。
对于不落轮镟床来说,主要加工的精度都不是很高,主要要求其装卡稳定性和承载能力足够。
Hegenscheidt焊接钢板式床身Sculfort焊接钢板式床身
综合来看焊接钢板式床身更为适合。
2)轴箱/转向架装卡系统;
目前不落轮镟床都是通过第轴箱的装卡定位实现对轮对的装卡定位。
目前不落轮各品牌具有如下几种装卡定位设计:
A.轴箱下支撑装置+轴箱下压装置;
除德国hegenscheidt公司的产品外,西班牙的达诺巴特、Talgo;
法国的Sculfort(现已经被国内的珠海启帆收购);
波兰的Kol-tech(科特,由青海华鼎代理);
意大利的Safop(善福,区别于武汉善福,现已被北一机海东青联合收购)均采用此种结构。
但各家的执行方式又有细微的差别:
a.轴箱下压臂具备伸出、升降功能;
此种设计存在的主要问题是:
一旦需要更换卡爪或前端维护时,操作人员必须爬到机床上进行;
SculfortTF2000轴箱支撑及下压装置
b.轴箱下压臂具备伸出、升降及侧向旋转功能;
此种设计缺点在于,多出了一个自由度,即需要额外配置旋转运动的驱动装置。
提高的造价。
KoltechTUP650轴箱下压装置
达诺巴特装卡装置
但、此种设计能够更好的保持装卡刚性,同时仅在西班牙达诺巴特的浅基坑设计的情况下能够更好的更方便的对卡爪进行更换和维护。
使得操作及维护人员可以更加方便舒适的进行工作。
B.轴箱下压装置(大行程需要人工操作);
Hegenscheidt的轴向下压装置
3)轮对轴向定置装置;
目前各厂家都是通过顶靠轮对内侧面实现轮对的轴向定置,主要有两种设计方式:
A.机电式驱动
机电式驱动控制操作简单、但由于是刚性顶靠,一旦轮对内侧面有明显挠曲时在加工过程中容易出现靠轮脱离失效现象,在此情况下一旦切削力轴向分量过大,则很容易发生轮对轴向窜动,造成严重的车轮损伤或机床损伤事故(目前大部分机电式驱动设计的不落轮产品,都有此情况发生)。
KoltechTUP650H内侧轴向锁止轮HegenscheidtU2000轴向锁止轮
B.液压驱动:
此种驱动方式又细分为定置式及浮动式两种形式,浮动式可以很好的克服轮对内侧面挠曲造成的冲击及靠轮脱离现象。
Sculfort液压驱动式轴向锁止轮
同时,采用液压浮动式,浮动力的调整便是很关键的技术。
一定要能适应切削力轴向分量的变化。
而目前仅达诺巴特集团的不落轮镟床采用了内侧面位置监控技术。
一旦出现轴向或径向位移,则刀具立刻退回,机床停机,以避免造成额外的损伤。
达诺巴特集团的轴向锁止轮及内侧面监控系统
4)数控刀架系统;
目前各家设计基本都是采用数控系统控制的伺服电机驱动滚珠丝杠在线性导轨上实现X轴Z轴的插补,机械加工运动。
所不同的是:
1.半闭环
仅依靠伺服电机中的增量位置编码器反馈位置信号,丝杠副等的位置误差不能完全反馈。
2.闭环
除电机中配置的位置环编码器外,还在丝杠端加装了绝对值编码器。
可有效提高位置反馈精度,提高加工精度。
目前,仅有达诺巴特集团的不落轮镟床配置有丝杠端绝对值编码器。
5)测量系统;
目前主要的设计方式为:
A.直径测量滚轮:
基本上主流的厂家均采用此方式测量踏面直径;
直径测量轮图
B.廓型测量探杆式或滚轮测头;
直径测量探杆图
6)摩擦驱动轮及浮动装置;
驱动轮为不落轮的关键部件,均由高刚性材料制成,按照驱动原理分为:
A.液压马达驱动式;
此种方式的好处在于可通过单个液压马达驱动四个驱动轮;
但也容易出现液压油跑、冒、漏现象;
KoltechTUP650驱动轮
B.电机式驱动式;
目前主流的驱动方式,但相对来讲花费更高。
采用此驱动方式的不落轮又分为单电机驱动双驱动轮及每个驱动轮由单独的电机驱动。
HegenscheidtU2000-400驱动轮
SculfortTF2000驱动轮
采用每个驱动轮由单电机驱动的好处在于:
a.完全避免了液压马达驱动带来的液压油跑冒漏风险,及噪音大的缺陷;
b.能更有效的克服单电机驱动双驱动轮,由于车轮与驱动轮2个接触点线速度不同造成的打滑现象;
达诺巴特不落轮驱动轮系统
以下为各家采用的驱动方式:
厂家
驱动方式
备注
Hegenscheidt
(德国)
U2000-400(单电机驱动双驱动轮)
U2000-400M(每个驱动轮由单电机驱动)
Sculfort
(法国)
TF2000(每个驱动轮由单电机驱动)
Koltech
(波兰)
TUP650H(液压马达驱动)
达诺巴特
(西班牙)
D-1800(每个驱动轮由单电机驱动)
Safop
(意大利)
UGL15(每个驱动轮由单电机驱动)
7)可伸缩导轨;
不落轮镟床必须具备的结构,在牵引定位时闭合并锁止;
在加工时打开以便给刀具及测量系统留出空间进行测量及加工;
伸缩导轨及导向装置
有必要说明的是,导向装置是车辆通过及定位的关键保证。
尤其是轴向位置的准确性对于镟床的加工精度及加工稳定性至关重要。
达诺巴特集团的不落轮镟床采用了轨道内侧轴向辅助定位护轨技术。
通过对轮对内侧面的定位可实现简单且精确的轮对轴向位置定位。
有效保证了加工的稳定性及加工精度。
8)数控系统;
目前不落轮镟床也和其他金属加工机床一样已经完全数控化,使得操作及编程更为简单。
主流的数控系统品牌为Siemens(西门子)及Fagor(法格);
但由于不落轮加工的流程比较特殊,各厂家依据不落轮的加工特点都在数控系统配置的人机接口软件基础上各自开发了适合不落轮加工的操作界面;
KoltechTUP650H界面之一
SculfortTF2000操作界面之一
HegenscheidtU2000操作界面之一
目前来说,仅有达诺巴特集团的数控不落轮镟床依托其强大的开发能力和整体实力联合Fagor(法格)公司开发了最适用于不落轮镟床的专用系统8065,定制化的非常友好的加工操作界面,清晰明确。
依据加工工序每步确认,位置或操作没有达到条件设定,机床将不会动作,通知在完全满足条件后,屏幕会提示下一步的操作,并给与提示。
达诺巴特不落轮镟床的操作界面
同时,其操作界面还具备实施跟踪状态图形显示功能
9)电气系统;
一般都配有专门针对使用环境及当地温湿度等配置的电柜选项:
空调、除湿降温设备,防尘设备等。
但各家因为涉及理念的不同,分为:
1.布放位置不同;
2.电柜连接方式不同;
电柜布置方式
布置在一侧机床立柱上
存在对机械部件维护时的妨碍。
(中国)
对称布置于机床两侧立柱上
布置于地面上
存在对车间地面的占用情况;
(北一海东青)
布置于两侧立柱上
达诺巴特集团
独立布置于安装基坑内,采用快速接头连接
不占用车间地面,与主机无干扰。
更易维护及检修。
10)液压/气压系统;
为执行部件提供液压气压动力;
11)润滑系统;
对运动部件提供润滑,各厂家对润滑系统的设计稍有差别:
1.部分集中式润滑,部分手工润滑;
润滑方式
定期人工油脂注入式润滑方式,非集成
(珠海启帆)
大部分集成式润滑;
少部分人工油脂润滑
通过注油枪人工润滑;
2.全集成式免维护润滑方式;
达诺巴特集团不落轮镟床采用的是全集成是中央润滑系统,对于需要油脂润滑的驱动轮部件采用永久润滑脂,全免维护式设计。
达诺巴特不落轮中央集成润滑系统
12)碎屑排屑系统
各厂家的基本模式一样,都是漏斗通过重力收集铁屑并通过铁屑破碎器将铁屑破碎再经密封刮板式传送装置传送出去,仅有的区别在于西班牙达诺巴特集团提供了另一种选择方式:
即,用户可以选择将铁屑收集在基坑内或是基坑外。
将铁屑收集在基坑内的好处在于不占用车间的地面空间。
13)其他附属系统;
主要针对一些特殊应用,基坑空调、风扇、基坑内照明等,以保证操作者适宜的操作环境。
或基坑保护罩等。
可根据个用户的不同使用需求进行配置。
二、国内轨道交通行业主要采用的不落轮品牌及厂家(表):
序号
客户名称
型号
项目名称
投入时间
Hegenscheidt(德国)
1.
北京
U2000-400
北京地铁首都机场线
2008
2.
U2000-400
北京地铁亦庄线
2010
3.
北京地铁15号线
4.
U2000-400M
北京地铁6号线
2011
150型
5.
北京地铁9号线
6.
北京地铁14号线
2012
7.
成都
成都地铁一号线
2009
8.
广州
U2000
广州地铁2号线
2002
9.
广州地铁
2003
10.
广州地铁6号线
11.
广州地铁28线
12.
广州地铁5号线
13.
广州地铁广佛线
14.
哈尔滨
哈尔滨地铁1号线
15.
杭州
杭州地铁1号线湘湖停车场
16.
杭州地铁1号线七堡车辆段
17.
杭州地铁2号线
2013
18.
昆明
昆明地铁1号线
19.
昆明地铁6号线
20.
南京
南京地铁2号线
21.
南京地铁机场线
22.
南京地铁10号线
23.
南京地铁3号线
24.
南京地铁4号线
25.
上海
上海地铁3号线延长线
2006
26.
深圳
U200-400D
深圳地铁3号线
27.
深圳地铁5号线
28.
沈阳
沈阳地铁1号线
29.
沈阳浑南新区有轨电车
30.
苏州
苏州地铁1号线
31.
苏州地铁2号线
32.
天津
天津地铁3号线
33.
天津地铁2号线
34.
无锡
无锡地铁2号线
35.
无锡地铁1号线
36.
武汉
武汉地铁4号线
37.
西安
西安地铁1号线
38.
西安地铁3号线
39.
长沙
长沙地铁2号线
40.
长沙地铁1号线
2014
41.
重庆
重庆地铁1号线
Koltech(青海华鼎科特-波兰代理)
42.
TUP650H
北京地铁大兴线
43.
北京地铁8号线
44.
北京地铁7号线
45.
郑州市轨道交通1号线
46.
大连
大连地铁1、2号线
47.
Sculfort(珠海启帆)
48.
TF2000
上海地铁1号线
49.
上海地铁8号线
50.
上海地铁12号线
51.
沈阳地铁2号线
52.
广州地铁4号线
53.
南京地铁1号线
2005
54.
深圳地铁
SAFOP(北一海东青-意大利)
55.
UGL15/CNC
北京地铁4号线
56.
北京地铁5号线
57.
北京地铁10号线
58.
武汉地铁1号线
59.
宁波
宁波地铁1号线
60.
深圳地铁1号线
2007
61.
深圳地铁2号线
62.
上海地铁6号线
达诺巴特(西班牙)
63.
D-1800
北京地铁昌平线
64.
长春
长春轻轨三期工程
65.
D-1500
南京轻轨河西线
66.
南京轻轨麒麟线
从以上汇总表中不难看出,随着轨道交通的发展,各大厂商的进入。
各轨道交通用户逐渐从使用业绩向技术安全性、先进性、可维修性、易维护性、易操作性、更符合人体工学设计及更适应状态维护的方向偏重。
可以说,未来的不落轮市场必定是面向状态维护更契合的厂家占据优势地位。
三、不落轮镟床的接口需求特点;
由于不落轮镟床的应用特殊性,在安装和使用过程中与其相关的接口至关重要。
主要的接口需求如下:
1.土建接口需要;
由于各家的设计理念不同具备不同的土建接口需求:
基坑尺寸
(长X宽X高)
安装面深度
结构特点
6mX6mX2.3m
主安装面2.3m;
基坑结构最深处2.8m
基坑比较简洁、很少的预埋件要求;
主要部件均在基坑内。
土方需求较高
(青海华鼎)
5.6mX6.5mX2.2m
主安装面2.2m;
基坑最深处3.2m
基坑结构复杂;
需要很多预埋件;
电柜、液压站等主要部件还要额外占据地面空间。
6mX6mX2.05m
主安装面2.05m;
基坑最深处大约3.3m
需很多预埋件;
主要部件均在基坑内
7mX5.5mX1.3m
主安装面1.3m;
基坑最深处大约2.8m
基坑结构简单;
无预埋件要求;
土方需求少
2.吊装接口需要;
主要考虑各家的机床重量因素,其结果可以直接影响到吊装调高净空要求:
净重(吨)
20ton
设备吊装至少需要8m到10m净空
(青海华鼎-波兰)
12.5ton
25ton
10m以上净空
11.5ton
仅需6吗净空即可
良好的吊装接口条件能够有效保证设备安装的顺利进行。
同时也为用户的车间设计提供了更多的选择。
3.轨道接口需要;
轨道接口主要考虑的是不落轮镟床导向轨与车间导轨的衔接,有2个考虑因素:
A.轨道匹配及几何尺寸的对接;
由于各家的设计不同,在于车间轨道对接的时候的措施及手段不同。
可能造成如下几种情况:
a.车间轨道与不落轮导向轨几何尺寸不匹配,轨道端头错位;
达诺巴特不落轮镟床采用:
轨道连接匹配器两端可分别匹配车间轨道与机床轨道的几何参数,并保证有效紧固,以保证其精确对接。
同时,在机床安装前,均要求车间轨道预留一定的调整距离(1500mm)以保证安装对接时具备有效的调整空间。
这里需要提到的是,目前在北京、上海、沈阳、南京、深圳、广州等地均出现过有些不落轮产品的轨道对接出现问题,造成轨道端头错位,给公铁牵引车的轨道导向轮及待修车辆的车轮造成冲击。
严重的甚至出现公铁两用车导向轮损坏现象。
b.轨道接口处不牢固车辆通过时容易出现震动;
B.轨道弥散电流的绝缘
由于目前的城市轨道交通均采用电客车,一般情况下轨道都会作为动力0线导电,所以在不落轮镟库轨道经常会因为弥散电流的原因而带电。
严重者例如北京地铁亦庄线就出现过弥散电流造成的不落轮电气设备烧毁现象;
而达诺巴特集团已经在其接口轨道接口要求中明确给出了轨道绝缘的方案。
以保证在列车进入镟库时,不会有弥散电流。
同时机床轨道单独接地也增加了保护措施。
4.电气接口需要;
需要按照各厂家提出的功率、配电位置要求等。
敷设好配电箱以供机床的供电需要。
5.车辆接口需要;
主要指车辆的限界要求,保证不落轮设备能够满足车辆的通过。
6.牵引接口需要;
主要指:
牵引设备与不落轮设备的互锁关系。
牵引设备动作时,不落轮镟床必须处于关闭状态,而镟床动作时,牵引车必须处于关闭状态。
7.其他
四、不落轮镟床工程比较典型的问题汇总及分析
8.商务:
目前城市轨道交通行业主要采用的还是欧洲的产品,而在招投标、商务谈判及合同签订时都会涉及到国际贸易问题:
A.价格条款(仅针对国外厂家):
由于是跨国贸易,目前多采用的是
a.DAP(运至用户指定地点)
b.CIP(运费及保险付至)
c.CIF(到岸价)
在价格条款上、用户经常忽略关税+增值税的问题,目前商务部于2013年出台的新规,已经明确说明不落轮镟床不在免税名单中。
而
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 中国 国内 城市轨道 交通 数控 不落轮镟床 使用 现状 分析 rev