刘明强 胡锡尧
（铁法能源公司运输部 辽宁 调兵山 112700）
摘要：通过简要分析数控车轮车床加工范围及货车车轮区别，阐述了对数控车轮车床技术改造途径及具体做法，解决了老式车轮（带辐板孔车轮）在数控车轮车床进行旋修技术难题。
关键词：车轮磨损；数控车轮车床；技术改造
一、项目缘起
铁煤集团铁路运输部现有自备货车108辆（9种车型），主要担负矿区所属铁路线路的沉区治理及铁煤发电厂煤炭运输工作。货车上的车轮基本是上世纪60～90年代生产的带辐板孔车轮（老式车轮），近年来，随着矿区沉量大、沉距远、沉速快的特点，至使自备车辆运用率直线上升，另外三大电厂车辆运用率也比较高，这样造成车轮踏面磨损较为严重，主要表现为：车轮踏面垂直磨耗超限，轮缘厚度磨耗到限。个别车轮有擦伤或熔沾现象，造成货车车辆车轮踏面必须经过旋修加工，才能满足运用货车技术要求。
CK8013D/5数控车轮车床，主要专门用于加工轨距为1435mm的传动内燃机车、货车（S型辐板车轮）等轮对的轮缘和踏面的修理加工，其装夹直径范围为690~900mm，而自备车车辆车轮和铁岭发电厂K18DG型煤炭漏斗车辆车轮（带辐板孔车轮）装夹直径为680~696 mm，不在加工范围内，造成此车床对老式车轮不能加工。即使个别能加工的车轮，由于装夹时是线接触，达不到车削要求的装夹压力，导致卡爪自动泄压旋转，脱离车轮，轻则发生打刀、设备震动等故障，重则烧损电机、伤及操作者等事故。针对上述实际情况，经技术革新小组成员研究决定，对CK8013D/5数控车轮车床进行技术改造，解决上述技术难题。
二、现有车辆轮对型号调查及轮对区别
1、现有车辆车轮型号调查表：
序号车辆配属单位货车数量转向架型号轮对型号备 注
1铁法能源公司108辆转8A带辐板孔车轮三大电厂配属的车辆均归铁法能源公司运输部运用和检修。
2华电铁岭电厂133辆转8A带辐板孔车轮
150辆K2S型辐板车轮
3调兵山煤矸石电厂（大唐电厂）104辆K2S型辐板车轮
4国电康平电厂120辆K2S型辐板车轮
2、货车新型车轮与老式车轮（带辐板孔车轮）区别：
铁路现运行货车车轮是S型辐板车轮，辐板形状合理，全部用圆弧连接，取消了老式车轮（辐板孔），采用LM型踏面，适当减薄轮毂壁厚具有实用、经济和节能的优点；S型辐板车轮的应力都在屈服极限以下，而原车轮最大应力已超过屈服极限；S型辐板车轮热应力明显下降，减少了对轮辋的约束。可比原形车轮承受更大的制动热负荷，轴向变形减少，提高运行安全性；
三、技术改造具体实施过程
1、数控车轮车床加工范围：
（1）CK8013D/5数控车床其装夹直径范围为690～900mm，该机床主要加工货车S型辐板车轮，其轮辋内径为730～740 mm；而带辐板孔老式车轮，轮辋内径为680～690mm，所以带辐板孔老式车轮不能在该机床上加工。但是该机床可兼顾加工内燃机车车轮，也就是说运用内燃机车车轮出现故障或检修，在大青机车金工车间C8018动轮车床出现故障时，可将内燃机车轮运至太平山车辆车间加工，避免耽误正常生产。
（2）原来车辆车轮磨耗旋修需要到大青机车车间加工，大青机车金工车间车床型号是C8018动轮车床，最大加工直径1800mm，主要是加工蒸汽机车轮对、内燃机车轮对，该机床加工货车车轮属于大马拉小车，费工费时，不但延误工期，而且还增加运输往返费用，给安全生产造成极大不便。
2、技术改造过程；
针对上述存在的问题，首先确定对数控车轮车床定位装夹装置技术改造的途径，即定位装夹装置卡紧直径能够满足卡紧带辐板孔车轮，便于加工提高机床使用效率，节约运输成本。具体步骤是将该设备两端（四个）卡爪定位装置进行加工革新改造，即分别将两端（四个）定位装置箱体的内侧在原基础尺寸加工一个凹槽，深度10mm，宽度为30mm，使其两端卡爪定位装置直径分别减少20mm，装夹直径范围变为670mm～900mm。这样就能够满足加工老式车轮（带辐板孔车轮）技术要求，最后经过空载和多次装轮（带辐板孔）加工试验，达到了预期效果，完全符合车轮加工技术要求。
四、应用情况
2015年3月自翻车KF603183在入厂进行临修时，车轮轮缘磨耗已经超过运用限度，轮缘厚度小于22mm、轮缘垂直磨耗大于15mm。所以该车轮需要加工旋修踏面，恢复车轮轮缘原形厚度32 mm、高度27 mm。由于该车轮轮辋内径685m，这种情况，在没有改造该机床之前是无法加工的。而如今工作人员将需要旋修的车轮经过导轨推移到CK8013D/5数控车轮车床上，然后对准顶起车轮位置，操作人员操控该机床连续完成定位、装夹动作，效果非常良好，没有出现上述不良现象发生。另外加工过程中也没有出现卡爪自动泄压旋转、脱离轮对，以及刀具损坏现象，轮缘过渡加工时符合工艺技术要求。通过对该设备进行的技术改造，目前铁路运输部现有自备货车车轮、铁电K18DG型煤炭漏斗车辆车轮以及内燃机车车轮均能在此机床加工，应用前景较为广阔。
五、经济效益
1、每年可节约运至大青加工的运输费72000元
根据统计2013年共发生60个台班，去大青加工带辐板孔车轮而发生的运输费，汽车运输费1200元/个台班，全年运输费=60个台班×1200元/个台班=72000元；
2、人工费（吊装、卸）18000元
每去一次大青加工车轮需要5人进行吊装、卸完成，累计0.5工日，人工费120元/人工日，所以全年吊装卸人工费=5人×0.5工日×120元/人次工日×60次=18000元；
3、电费（吊装、卸）3045.60元
工业用电平均0.846元/度，每去一次大青加工车轮需要吊装、卸用电60度电，全年节约电费=60次×60度/次×0.84元/度=3045.60元；
4、缩短车辆入厂检修时间，提高车辆运用率后，产生的经济效益138240元
每去一次大青加工车轮大约需要两天将车轮取送回来，该设备技术改造后，提高了车辆运用率，这样每台车辆就可以节省两天车辆检修时间，使车辆更大发挥运输作用，产生更大经济效益；平均单台自备货车每天走行40公里，自备货车载重60吨，其每天运输周转量为2400吨公里，按现在运价0.48元/吨公里计算，据统计2013年共发生60次车轮去大青加工，折算120工日，这样全年货车提高运用率产生的经济效益=120天×2400吨公里/天×0.48元/吨公里=138240元。
累计产生经济效益23.13万余元。
六、安全效益
1、设备安全可靠性得到了提高。
2、杜绝了运输轮对加工过程中危险因素（货车交通运输安全，人员在吊装过程中人身安全等）。
3、操作人员更为方便进行安全作业。
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1、铁法矿区西线铁路（调兵山—法库—小康—大平—大强）个别区段曲线半径小，增加了车辆车轮轮缘非正常磨损，如自翻车、K18型系列煤炭漏斗车车辆踏面磨耗、轮缘垂直磨耗严重，建议工务段指派专人定时、定区段在小曲线半径钢轨内侧面进行涂抹润滑油（禁止往钢轨上端面涂油），以降低或减少车辆轮缘非正常磨损，从而减少车轮非正常旋修加工和资源浪费。
2、数控车轮车床操作人员技术水平需进一步提高；建议采取走出去、请进来的方式，提高员工掌握新装备技术理论水平和业务技能。
八、结束语
CK8013D/5数控车轮车床技术革新改造虽取得成效，但还需要工程技术人员及操作者进一步掌握其应用技能，提高技术水平，使之发挥最佳效能。
参考文献：
[1]西南交通大学主编.《车辆构造》【M】.中国铁路出版社.第四版.1987年
[2]中华人民共和国铁道部铁路货车段修规程【M】北京：中国铁道出版社，2012
第一作者简介：刘明强（1964— ），男，高级工程师，2009年毕业于辽宁工程技术大学机械工程及自动化专业，现任铁法能源公司铁路运输部修造公司副经理。
论文作者:刘明强,胡锡尧
论文发表刊物:《科技研究》2019年1期
论文发表时间:2019/4/23
标签：车轮论文; 加工论文; 大青论文; 轮缘论文; 车床论文; 车辆论文; 货车论文; 《科技研究》2019年1期论文;