不落輪鏇床量化經濟切削研究

周逸飛

摘 要：地鐵輪對的磨耗狀況直接關系到列車運行的安全與穩定。輪對的鏇修依靠不落輪鏇床，本文從總結磨耗切削公式、改進深度尺、細化基于輪緣厚度的鏇修方案、基于切削分區的二次背吃刀量調整四個方面開展研究，對輪對量化切削、經濟切削、提升鏇輪效率有重要的意義。

關鍵詞：軌道交通;設備;不落輪鏇床

1 輪對磨耗分析

輪對磨耗的主要形式為兩種：踏面磨耗和輪緣磨耗。

踏面的主要缺陷類型有：（1）踏面擦傷。（2）踏面直徑方向的磨耗。（3）裂紋。（4）剝離。

輪緣的主要缺陷類型有：（1）輪緣厚度變薄。（2）垂直磨耗。（3）輪對輪緣變形。

踏面裂紋的影響：裂紋的產生原因很多，熱裂紋是比較常見的，由于地鐵車輛在制動時踏面與閘瓦劇烈摩擦生熱，在緩解后又迅速降溫所引起的熱脹冷縮，在這過程中由踏面的內應力引發熱裂紋。以往的切削作業無法直接測量出熱裂紋的深度，通過總結出的經驗公式來估算：

熱裂紋深度≈熱裂紋長度×0.15然而針對其他類型的裂紋深度，業內始終沒有量化的計算方法。

針對踏面問題的切削，關鍵點就是最大深度值的確定。業內對于踏面傷痕深度確定基本靠設備操作員手工去摸，去估量。從量化經濟切削角度看，主要存在兩方面問題：一是不同人對同一深度的估量偏差大，優秀的設備操作員需要大量的切削經驗才能較準確的估量出深度。二是由于是估量的深度，實際切削時出于效率考慮，機床操作員會加大切削量，以免返工，這進一步造成了車輪的浪費。

輪對最大傷痕深度是影響切削量的決定性因素，傳統深度尺測量頭直徑太大，無法插入輪對傷痕或無法觸及傷痕最底部，筆者改進了傳統深度尺，使用針狀的測量頭的深度尺能深入傷痕最底部。在不落輪鏇床完成對被鏇輪的自動測量后，手動目測選取數個最深點，使用深度尺多次測量取最大值。深度尺使用前先校零，測量頭對準被測點后，滑動測量基準面與輪對緊密接觸，穩定后讀數。

輪緣尺寸的影響：輪緣尺寸是一個重要的尺寸，早期車輪鏇修作業，不落輪鏇床中的只有LM26、LM28、LM30、LM32四種輪緣尺寸方案。設備操作員在解決踏面問題的同時，需要檢查輪緣尺寸是否達標，若不達標仍需切削至以上任意一種輪緣尺寸樣板。在長期的鏇修工作后，總結出輪緣厚度與切削量的關系為：

鏇修量≈輪緣厚度變化量×4.5

當前使用的德國赫根賽特（HEGENSCHEIDT-MFD）U2000-400不落輪鏇床，包含從LM26至LM32以0.1mm為間隔的61個輪緣尺寸方案。更細化的輪緣尺寸方案有助于設備操作員減少無效的切削，大大降低切削量，提高車輪使用壽命。

無論是分布于踏面或輪緣的傷痕，不落輪鏇床自動測量完畢后，使用深度尺測量其最大傷痕深度，然后從機床中先選擇輪緣尺寸方案，根據初定鏇后直徑對應的輪緣尺寸方案，選定輪緣尺寸接近但不大于的切削廓形方案即可。輸入初定鏇后直徑后，觀察切削劃分，確保傷痕所在區間的切削量大于最大傷痕深度，具體大多少，取決于機床切削誤差，每臺機床切削誤差不同，各操作員依照平時作業積累的機床切削誤差加上即可。

2 實現量化經濟切削的思路分析

（1）不落輪鏇床進行鏇前測量。

（2）評估輪對問題：

①出現車輪徑向跳動>0.5mm、輪緣高度Sh>31mm或同軸輪緣高差>2mm、qR<6.5mm或qR>12.7mm以上這三種單一問題，可以直接按照不落輪鏇床自動鏇修建議予以直接切削。

②出現剝離長度、深度一處>20mm或兩處且任何一處>10mm，且深度>1mm;擦傷長度一處>40mm或兩處且任何一處>20mm;車輪踏面局部凹入、裂紋、缺損、碾寬、圓周磨耗超過規定限度或踏面上粘有熔化金屬以上這些單一問題，按照以下思路實現量化經濟切削：計鏇前測量輪對直徑為d1，手動使用深度尺測量傷痕最大值Xmax，鏇床自身切削誤差記為X1，則：

LM型廓形每個分區的背吃刀量是不一樣的，只需傷痕所在分區的背吃刀量ap1不小于ap即可滿足，所以當ap1大于ap時，可以增加初步鏇后目標直徑d2來減少ap1，這樣，又可以減少浪費。

③當同一輪對出現多個問題時，分別計算不同問題獨立影響下的背吃刀量需達到多少，選取最大值作為切削依據，依照上面給出的切削思路開展鏇修作業即可。

3 總結

相對于以往的切削，主要三點量化改進：

（1）基于經驗及基本規律總結出的切削公式。（2）改進深度尺，量化傷痕深度，消除人員估值不準帶來的負面影響，多切浪費，少切則需補切，效率降低。（3）鏇床輪緣厚度廓形版數量增加，減少無效切削。（4）初定背吃刀量后，根據傷痕分區，二次調整背吃刀量，進一步減少無效切削。