摘要：针对UGL 15型不落轮镟床卸载时控制系统无法准确检测压爪位置的原因进行分析，找出设备设计缺陷，提出解决方案并实施，消除了压爪与地铁列车刮擦的安全隐患。
关键词：压爪；控制系统；设计缺陷；安全
Improve the design defects of the UGL15 bed pawl.
Chen Yongxing
（Shenzhen Metro Operation Group Co.，Ltd Shenzhen 518040，China）
Abstract：Focusing to this paper analyzes the reason why the control system of UGL 15 type underfloor wheel lathe in Shenzhen Metro can not accurately detect the position of the claw when it is unloaded，puts forward a solution and implements it，eliminating the hidden danger of scraping the claw with the tram.
Key words：Claw；Control system；Design defect；Security
引言
地铁车辆在运行过程中，轮对踏面及轮缘与钢轨接触会产生磨损、变形或剥离等现象，当轮对缺陷会导致运行不稳定影响乘客乘坐的舒适性，但是严重情况下可能会导致列车出轨等重大事故。不落轮镟床是用于在不拆卸转向架和轮对的情况下对车轮的轮缘踏面外形进行修整加工。镟床压爪是轮对镟修加工过程中，为了保证加工精度，固定轮对，使之占有确定位置以接受加工或检测的工艺装备。它的稳定性对轮对加工表面的位置精度和行车安全有着直接影响。为了确保压爪不会与地铁列车出现刮擦等安全问题，保障镟轮调车安全，对装夹轮对之前压爪必须回到原始位置的监测及联锁保护显得尤为的重要。
1.UGL 15型不落轮镟床概述
1.1UGL 15型不落轮镟床用途及主要功能
1.1.1轴箱外置式轮对车轮踏面及轮缘的镟削加工功能，可用于：
（a）轨道交通列车在整列编组不解列、车下转向架轮对不落轮的条件下，对车辆单个轮对的车轮踏面和轮缘进行镟削加工。
（b）对已落架的转向架上的单个轮对进行不落轮加工。
（c）对已落轮、带轴箱的单个轮对的加工。
（d）在不落轮条件下对工程轨道车辆（如内燃机车、平板车等）单个轮对踏面和轮缘进行镟削加工。
1.1.2四组独立驱动及独立抬升滚轮装置，对加工轮对具有抬升/径向定位功能、摩擦驱动功能，各摩擦驱动轮既可独立也可随动。
1.1.3千斤顶的支撑机构和压紧机构，保证被加工轮对的轴线位置在加工中刚性固定不动，具有保持、锁定的功能，保证被加工轮对的定位精度。
1.1.4机床对被加工轮对轴向位置具有保持定置功能，借助于测量装置和计算机系统，机床刀具切削系统对轴向定置的轮对具有自动定心切削功能。
1.2 UGL 15型不落轮镟床压爪的结构
UGL 15型不落轮镟床压爪由压桥、导轨、直线齿条及液压马达组成（结构示意图见图1），液压马达通过齿轮传动实现压桥垂直及水平伸缩运动，以使轴承箱与轴箱支撑保持联接，确保地铁列车轴箱夹紧。压爪可以执以下运动：
（a）压卡装置水平运动以适应不同轴长的轮对加工；
（b）压卡装置在垂直方向运动以卡紧各种不同类型的轴箱。
图1 结构示意图
1.3 UGL 15型不落轮镟床压爪的控制原理
1.3.1 UGL 15型不落轮镟床压爪的运动由电动液压控制阀控制液压马达正反转来驱动压爪的水平伸缩运动（图2），液压马达动作由操作人员人工控制。
图2 压爪水平运动液压系统图
1.3.2不落轮镟床压爪的位移通过设置在液压系统管路中的压力开关检测驱动液压马达的压力来判断驱动压爪的水平伸缩运动是否到位。当压力达到设定值，压力开关反馈信号给镟床PLC控制系统，系统判定满足执行下一道工艺的条件，可进行调车、装夹作业。
2 UGL 15型不落轮镟床压爪的控制系统分析
通过对镟床压爪的控制原理分析可知，由于压爪的位移是通过液压系统管路的压力负载达到设定值来判断压爪水平伸缩运动是否到位，当液压马达传动过程中出现机械卡滞、管路堵塞等因素时会导致压力升高达到设定值，这时压力开关反馈信号给控制系统到位信号与实际位移不相符，将使控制系统的联锁保护失效。若进行压爪下降动作，可能会造成压爪与地铁列车出现刮擦或挤压事故，存在严重的安全隐患。
3 UGL15型部落轮压爪设计缺陷改进
针对镟床压爪的控制系统中压力开关反馈信号与实际位移不相符，出现信号失真的问题进行研究分析，分析控制电路并核实压力开关信号在镟床控制系统中的逻辑控制关系，确定在压爪复位端装设常开触点的行程开关进行到位监测，相当于压力开关信号反馈电路串连一个常开触点（图3），以确认压爪到位。当压爪回收到位时触发行程开关，压爪到位信号反馈电路才会导通并反馈到控制系统，实现控制系统的联锁保护。
选取可调行程开关安装于机械止挡前10mm处，压爪回收到位须先触发行程开关，后再触发压力开关后，方可反馈到位信号至PLC并执行下一步动作。
图3 压爪的控制系统优化
4 改进效果
模拟液压马达动作卡滞等情况，操作压爪收回，均是在行程开关被触发后，PLC才接收到压爪回收到位的信号且相应指示灯亮起。而单独触发行程开关，在压力不满足的情况下则不能触发压爪回收到位信号，实验结果与分析结果相符。
通过对不落轮镟床压爪回收到位信号监测电路中增加行程开关的优化设计，解决了压力开关反馈信号给控制系统到位信号与实际位移不相符的设计缺陷，有效保障压爪的安全回收，消除了压爪与地铁列车出现刮擦或挤压事故的安全隐患。
5 结束语
通过对UGL15型不落轮镟床压爪回收控制系统的优化，有效的提高了该设备运行的安全性和可靠性，确保镟轮作业的安全有效，为不落轮镟床的设计生产提供建议，同时也为后期的设备采购提供有力的技术参考依据。
参考文献：
[1] 《UGL15不落轮镟床维护保养手册》.Mazzega Remigio.
[2] 《传感器原理和应用技术》.西安电子科技大学出版社.刘笃仁/韩保君
论文作者:陈勇兴
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/6/20
标签：不落论文; 加工论文; 信号论文; 控制系统论文; 轴箱论文; 轮缘论文; 马达论文; 《基层建设》2019年第9期论文;