广州地铁数控不落轮镟床驱动滚轮打滑问题分析及解决方法

2015-05-15杨兆安曹小龙韦忠潮邱国富

机电工程技术 2015年7期

杨兆安，曹小龙，韦忠潮，邱国富

（广州市地下铁道总公司，广东广州 510000）

1 概述

地铁车辆轮对的踏面擦伤与剥离是车辆在运行过程中形成的一种常见的不规则表面缺陷。踏面损伤会直接影响车辆运行的平稳性和安全性，降低轴承和轨道设施的使用寿命。因此在地铁车辆日常检修过程中必须对踏面擦伤与剥离进行检测，并及时对踏面缺陷超标的轮对进行镟修，保障列车的运行安全［1］。广州地铁二号线采用的是德国U2000-400型数控不落轮镟床对列车轮对进行镟修作业，此镟床自2010年投入使用以来，其驱动滚轮与列车轮对打滑现象时常发生，镟床机身右侧驱动滚轮打滑现象尤为严重。驱动滚轮打滑不仅严重降低了镟轮作业效率，同时也对列车轮对造成了较大损伤。

2 驱动滚轮传动方式

镟床机身左右两侧驱动方式为对称布置，以镟床右侧为例介绍。传动机构包括：主驱动电机，主电机皮带轮，从动皮带轮，齿轮减速箱，驱动滚轮六大部分。驱动滚轮传动方式为：镟床数控系统控制主驱动电机转动，驱动电机带动电机主皮带轮转动，电机主皮带轮通过四条V型皮带带动两个从动皮带轮转动，从动皮带轮将力和力矩传递至齿轮减速箱，齿轮减速箱输出轴带动驱动滚轮转动［2］。

3 驱动滚轮打滑原因

由于造成驱动滚轮与列车轮对打滑的原因较多，首先检查设备外观是否良好，各传动机构状态是否良好。经核查驱动滚轮表面无油污、皮带轮减速箱各零部件状态良好、皮带张紧力满足技术要求、齿轮减速箱各零部件运行状态良好。接下来依次对镟床的四个驱动滚轮，皮带轮减速箱中的从动皮带轮和主电机皮带轮进行空载同步测试，检测中间各传动环节是否同步，同步测试图见图1。

图1 驱动滚轮空载同步测试

第一步：用红色油漆笔在四个驱动滚轮和其邻近的机身上划线，此时为四个驱动滚轮空载同步测试前的初始位置；

第二步：通过设置镟床数控系统参数，使镟床主驱动电机处于较低转速；

第三步：同时启动镟床两个主驱动电机，选其中一个驱动滚轮作为参考，观察并记录其转动圈数，当其转动至十圈时，停止镟床两个主驱动电机；

第四步：用弹性差的软绳分别绕至于四个驱动滚轮上，并截取四个驱动滚轮红色标记至镟床机身红色标记的圆周长度，用刻度尺分别测量软绳的截取长度，此数值为四个驱动滚轮与机身标记的超差数值。

第五步：所得数据以其中转速最慢的驱动滚轮为基准，计算出其他滚轮的超出数值。

上述步骤重复两遍，取每个驱动滚轮的超差平均值，通过比较测量的数值可以判断出四个驱动滚轮的快慢顺序，并近似得出四个驱动滚轮空载条件下每转动一圈的具体超差数值和超差角度。

通过三次驱动轮空载同步测试后，发现四个驱动滚轮在空载条件下都不同步，镟床机身右后侧驱动滚轮转动最快，机身右前侧驱动滚轮转动最慢，机身右侧两个驱动滚轮每转动一圈相差5.6 mm，镟床机身同侧驱动滚轮不同步是导致驱动滚轮打滑的直接原因。

用相同的方式对镟床四个从动皮带轮进行空载条件下同步测试，测试结果为：四个从动皮带轮都不同步，且四个皮带轮每圈的超差角度与四个驱动滚轮每圈超差角度匹配，故排除齿轮减速箱传动不同步的因素。

用相同的方式对镟床两个主电机皮带轮进行空载条件下同步测试，测试的结果为：两个主电机皮带轮空载条件下同步，即主驱动电机同步。

通过以上测试可以确定导致四个驱动滚轮不同步的原因出自皮带减速箱中主电机皮带轮至从动皮带轮的传动环节。

4 驱动滚轮打滑解决方法

皮带在工作时，由于带轮两边的压力差以及相应的变形经差形成弹性滑动，造成带轮与从动轮的速度损失，从而不能保证精确地传动比[3]。由于镟床驱动滚轮的传动特点，既要保证四个滚轮较好的同步性，又要保证其有过载保护功能，所以决定保留镟床两边原主动皮带轮至其中一从动皮带轮的传动方式，以保证驱动滚轮过载保护；把镟床单边两从动皮带轮改为同步带和同步带轮传动，以保证镟床单边两从动皮带轮的同步。皮带轮减速箱传动方式改造前后见图2、图3。

图2 改造前皮带轮传动方式

图3 改造后皮带轮传动方式

皮带轮减速箱传动方式改造后，通过驱动滚轮空载测试，发现镟床同侧驱动滚轮不同步现象消失，由于镟床两侧主电机皮带轮与其中一从动皮带轮的传动方式仍为普通的V型皮带和V型皮带轮传动，所以镟床左右两侧驱动轮仍存在轻微不同步现象，此误差在带传动设计要求的允许误差以内；同时当驱动滚轮上有列车轮对镟修时，在列车自重的影响下此误差值将会减小。通过对镟床皮带轮减速箱传动方式的改造，驱动滚轮与列车轮对未出现打滑现象。