ES2575783T3 - Procedimiento para reperfilar ejes montados sobre tornos de foso para ejes montados - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para reperfilar ejes montados (1) alojados de manera giratoria en vehículos ferroviarios en cuerpos de caja de grasa (6) sobre tornos de foso para ejes montados (12; 14), que presentan herramientas de mecanizado por arranque de virutas, un control de máquina para las herramientas de mecanizado, rodillos de accionamiento (15), rodillos de guía axial (17), rodillos de medición (13), así como elementos de sujeción (21; 22) para engranar en los cuerpos de caja de grasa (6), - levantando el eje montado (1) de la vía con ayuda de los rodillos de accionamiento (15) y balanceándolo al hacerlo, - fijando el cuerpo de caja de grasa (6) entre los rodillos de accionamiento (15) y los elementos de sujeción (21; 22), - poniendo en contacto un rodillo de guía axial (17) en el lado interior (16) de cada una de las dos ruedas (3; 4) del eje montado (1) y fijándolo en su posición, caracterizado porque - a los rodillos de accionamiento (15) se les aplica una fuerza adicional (20), - con un rodillo de medición (13) se establece el diámetro real (8) y el perfil de desgaste de cada rueda (3; 4), - mediante los resultados de medición se determina el más pequeño de los diámetros reales (8) y, con una demasía de mecanizado predefinida, se introduce como diámetro teórico (11) en el control de máquina para las herramientas de mecanizado.
Description
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DESCRIPCION
Procedimiento para reperfilar ejes montados sobre tornos de foso para ejes montados
La invencion se refiere a un procedimiento segun el preambulo de la reivindicacion 1 para reperfilar ejes montados alojados de manera giratoria en vehnculos ferroviarios en cuerpos de caja de grasa sobre tornos de foso para ejes montados, que presentan herramientas de mecanizado por arranque de virutas, un control de maquina para las herramientas de mecanizado, rodillos de accionamiento, rodillos de gma axial, rodillos de medicion asf como elementos de sujecion para engranar en los cuerpos de caja de grasa.
Por el documento US 2008/0216621 A se conoce un procedimiento de este tipo.
El documento EP 0 201 619 B1 describe un procedimiento para rectificar, ahorrando en material, un perfil de una rueda para carril aplicando un proceso de mecanizado por arranque de virutas. Este procedimiento conocido, en el que zonas del perfil presentan una desviacion con respecto a un perfil teorico debido a desgaste de material en la superficie de rodadura y/o en la pestana, esta caracterizado porque se establecen zonas de perfil con un desgaste menor, tras lo cual estas se someten a una operacion de conformacion mediante la cual material de estas zonas de perfil se desplaza y fluye a zonas situadas mas profundas para rellenar las zonas mas fuertemente desgastadas al menos parcialmente con material antes de determinar la ubicacion radial de un perfil rectificado, que se establece mediante el proceso de mecanizado por arranque de virutas y esta desplazado radialmente hacia fuera con respecto al perfil de desgaste. La aplicacion de este procedimiento requiere someter la pestana desgastada a una operacion de conformacion, por ejemplo mediante laminado o forjado, y de este modo se retira material de la punta de redondeo de la pestana, de modo que la cantidad de material que se desplaza en la punta de pestana y que, a este respecto, engrosa la pestana, se desplaza hacia la superficie de rodadura. A partir de esta referencia al estado de la tecnica, al experto en la materia le resulta evidente que el reperfilado de ejes montados de ferrocarril solo puede llevarse a cabo en maquinas que no pueden vincularse a los tornos de foso. Por tanto, no se aprecia ninguna posibilidad de aplicar el procedimiento conocido por el documento EP 0 201 619 B1 tambien sobre tornos de foso para ejes montados.
Por el documento DE 10 2006 054 437 A1 se conoce un procedimiento para reperfilar una rueda para carril que pertenece a un eje montado ferroviario mediante mecanizado por arranque de virutas. Este procedimiento esta caracterizado porque, en una primera zona central, a ambos lados del plano circular de medicion de la rueda para carril, el reperfilado se limita a la supresion de defectos de redondez; en una segunda zona, que se extiende desde el canto exterior del perfil hasta la zona central, se restablece el contorno teorico y, en una tercera zona que se extiende desde la zona central hasta la pestana, el reperfilado se limita a la eliminacion de una capa cercana a la superficie. Aunque este procedimiento es mas adecuado para aplicarse tambien sobre tornos de foso para ejes montados, a partir de esta ensenanza segun el documento DE 10 2006 054 437 A1 no existe, sin embargo, ningun indicio sobre como puede realizarse un reperfilado de alta precision sobre un torno de foso para ejes montados.
No obstante, se requiere un reperfilado de alta precision de un eje montado para que un eje montado de este tipo pueda montarse en vehnculos de alta velocidad. Es caractenstico del patron de desgaste de un eje montado, al usarse en rangos de alta velocidad, que se lamine inicialmente material en la zona del plano circular de medicion y se desplace a la vez hacia el lado de la pestana y hacia el lado exterior del bandaje de rueda.
A partir de este conocimiento surge el objetivo de la presente invencion de proponer un procedimiento en el que mediante minima retirada de material pueda aumentarse sustancialmente la prestacion kilometrica de los ejes montados. En particular, segun el procedimiento que va a conseguirse, deben poder perfilarse los ejes montados de vefnculos de alta velocidad. En este sentido, debe mecanizarse una rueda que va a reperfilarse sobre un torno de foso para ejes montados con un unico corte con un espesor de viruta entre 0,1 mm y 0,2 mm. A este respecto, la desviacion maxima con respecto al diametro teorico no debe superar un valor de 0,1 mm. El reperfilado de alta precision sobre tornos de foso para ejes montados debe aumentar al mismo tiempo la eficiencia, ya que el eje montado no tiene que desmontarse del vehnculo para reperfilarse.
Segun la invencion, este objetivo se soluciona mediante la reivindicacion 1,
- levantando el eje montado de la via con ayuda de los rodillos de accionamiento del torno de foso para ejes montados y balanceandolo al hacerlo,
- fijando el cuerpo de caja de grasa entre los rodillos de accionamiento y los elementos de sujecion,
- poniendo en contacto un rodillo de gma axial en el lado interior de cada una de las dos ruedas del eje montado y fijandolo en su posicion,
- aplicando a los rodillos de accionamiento una fuerza adicional,
- estableciendo con un rodillo de medicion el diametro real y el perfil de desgaste de cada rueda,
- determinando mediante los resultados de medicion el mas pequeno de los diametros reales e introduciendolo, con una demasfa de mecanizado predefinida, como diametro teorico en el control de maquina para las herramientas de mecanizado.
En una configuracion ventajosa del procedimiento esta previsto que se seleccione la fuerza adicional para aplicar a los rodillos de accionamiento entre 20 KN y 50 KN, preferentemente de 30 KN para cada rodillo de accionamiento.
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De esta manera se alcanza una sujecion especialmente ngida del eje montado sobre el torno de foso para ejes montados.
Segun otra caractenstica de configuracion ventajosa, esta previsto que la demasfa de mecanizado se seleccione entre 0,10 mm y 0,25 mm, preferentemente con 0,15 mm. Una profundidad de corte de este tipo es adecuada para suprimir danos en la superficie del perfil reperfilado mediante formacion de grietas finas.
Un restablecimiento del perfil se realiza preferentemente con solamente una unica etapa de mecanizado. A este respecto, se procede como sigue:
Desde el lado exterior de la rueda hacia el plano circular de medicion, es decir, en el primer tercio del perfil real, se trabaja con un espesor de viruta entre 2 mm y 6 mm, preferentemente de 4 mm. En la zona del plano circular de medicion, es decir, en la zona del drculo de rodadura del perfil real, se trabaja con un espesor de viruta entre 0,10 mm y 0,25 mm, preferentemente de 0,15 mm. Despues se trabaja en la zona del flanco de pestana con un espesor de viruta entre 0,0 mm y 4,0 mm, preferentemente de 2,0 mm. Por consiguiente, puede ocurrir que en la zona del flanco de pestana no tenga lugar ninguna retirada de material. Finalmente, en el redondeo de pestana se trabaja con un espesor de viruta entre 2,0 mm y 6,0 mm, preferentemente de 4,0 mm.
Con tales espesores de viruta diferentes tambien cambian las fuerzas de corte pasivas, que influyen en la rigidez de la sujecion y por tanto en la precision del diametro teorico del perfil restablecido. En este caso tiene que tenerse en cuenta la “fuerza de corte espedfica”. La fuerza de corte espedfica es aquella fuerza que es necesaria para mecanizar por arranque de virutas un material con una seccion transversal de viruta de 1 mm2. Esta fuerza depende de la mecanibilidad del material, el grosor de la viruta desprendida, la velocidad de corte y la geometna de corte de la herramienta de mecanizado por arranque de virutas. La fuerza de corte espedfica aumenta, en el caso de grosores de viruta pequenos, de manera desproporcionada. Este aumento de fuerza influye en la precision del perfil que va a generarse. Por tanto, es importante realizar una fijacion ngida, es decir, una sujecion del eje de rueda, para el mecanizado preciso del perfil de rueda, del diametro y de la marcha concentrica. Tambien tiene que tenerse en cuenta a este respecto que el eje de rueda, durante el mecanizado sobre el torno de foso para ejes montados, permanece alojado ademas en cuerpos de caja de grasa. Como consecuencia, el juego de cojinete necesario tiene que controlarse de modo que no cuente en el resultado de mecanizado. Para ello se usa en primer lugar la fijacion de las dos ruedas del eje montado desde el lado interior mediante un rodillo de grna axial, que se fija tras su apoyo sobre el lado interior de la rueda en su posicion de trabajo. Luego esta previsto que el cuerpo de caja de grasa se fije mediante retencion desde arriba con garras de sujecion. No obstante, los cuerpos de caja de grasa tambien pueden fijarse mediante soporte. Finalmente tambien esta previsto que se fije el cuerpo de caja de grasa tanto mediante retencion desde arriba como mediante soporte.
Mediante la aplicacion de este procedimiento se hace posible, mediante solo una minima retirada de material, aumentar sustancialmente la prestacion kilometrica de ejes montados. Por tanto, en particular los ejes montados de vedculos de alta velocidad pueden reperfilarse de manera eficiente.
A continuacion se describe la invencion en mayor detalle en un ejemplo de realizacion. Respectivamente en una representacion simplificada y en gran medida esquematica, muestran
la Figura 1 la Figura 2 la Figura 3 la Figura 4 la Figura 5
un eje montado desmontado en vista en perspectiva a escala reducida
un corte transversal a traves del perfil de desgaste de un eje montado
una variante de la fijacion de caja de grasa mediante retencion desde arriba en vista lateral
una variante de la fijacion de caja de grasa mediante soporte en vista lateral
una variante de la fijacion de caja de grasa mediante soporte y retencion desde arriba en vista lateral.
El eje montado 1 representado en la Figura 1 esta compuesto de un cuerpo de eje 2 y los dos discos de rueda 3 y 4. En el estado montado, este eje montado 1 esta alojado de manera giratoria con sus munones de eje 5 en cuerpos de caja de grasa 6 en el vedculo ferroviario (no mostrado).
La Figura 2 muestra un fragmento del perfil de rueda 7, mediante el cual estan delimitados los discos de rueda 3 y 4 respectivamente en su circunferencia exterior. A este respecto, con la lmea 8 se indica el perfil de desgaste, que se ajusta segun una prestacion kilometrica determinada del eje montado 1. Este perfil de desgaste 8 es el perfil real y se observa que a partir de la zona del plano circular de medicion se ha laminado material, que se ha desplazado igualmente hacia el lado de la pestana 9 asf como tambien hacia el lado exterior 10 del perfil de rueda 7.
Para el reperfilado es necesario suprimir el perfil real 8 y volver a establecer un perfil teorico 11 que se corresponda con las exigencias del reperfilado del eje montado 1. A este respecto, el torno de foso para ejes montados presenta para la determinacion del perfil real 8 un rodillo de medicion 13 que tambien se usa para la confirmacion del resultado del trabajo mediante el perfil teorico 11 restablecido. Los resultados obtenidos a partir del rodillo de medicion 13 se introducen en el control de maquina (no mostrado), comparandose los resultados de medicion del disco de rueda 4 izquierdo y el disco de rueda 3 derecho entre sf e introduciendose luego el mas pequeno de los dos diametros reales de los dos discos de rueda 3; 4 menos una demasfa de mecanizado de, por ejemplo, 2 x 0,15 mm como diametro objetivo. Esta profundidad de corte de 0,15 mm es necesaria para descartar danos residuales en el perfil teorico 11, que pueden formarse por desplazamiento de material en forma de pequenas fisuras. En la Figura 2
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estan indicados respectivamente los espesores de viruta con los que puede restablecerse el perfil teorico 11 partiendo del perfil real 8.
La Figura 3 muestra una realizacion para fijar un cuerpo de caja de grasa 6 mediante una retencion desde arriba. En el torno de foso para ejes montados 12 se soporta desde abajo el disco de rueda 3 por dos rodillos de accionamiento, de los que solo se muestra el rodillo de accionamiento 15. Al mismo tiempo, el disco de rueda 3 se fija en su lado interior 16 por un rodillo de grna axial 17. La carga por rueda 18, esquematizada con una flecha, se opone a una fuerza 19, igualmente esquematizada con una flecha, en los rodillos de accionamiento 15, que se compone de una fuerza antagonista correspondiente a la altura de la carga por rueda 18 mas una carga adicional 20, esquematizada con otra flecha. La carga adicional 20 provoca que la garra de sujecion 21 para la retencion desde arriba del cuerpo de caja de grasa 6 sobre el torno de foso para ejes montados 12 experimente una deformacion mediante alabeo. A este respecto, la carga adicional 20 actua sobre la garra de sujecion 21 y la deforma en lo que respecta a su rigidez. Durante el mecanizado se aumenta la carga adicional 20 en la fuerza de corte espedfica, que ya se explico anteriormente. En el marco de la rigidez limitada del sistema completo compuesto por disco de rueda 3, munon de eje 5, cuerpo de caja de grasa 6, garra de sujecion 21, torno de foso para ejes montados 12 y rodillos de accionamiento 15, la carga adicional 20 repercute en la precision de mecanizado.
La Figura 4 muestra una realizacion para fijar un cuerpo de caja de grasa 6 mediante un soporte 22. Un soporte 22 de este tipo se aplica, por ejemplo, en vehuculos con una carga por rueda 23 suficiente (esquematizada con una flecha), que es mayor de aproximadamente 120 KN. Una reduccion de carga 24, esquematizada con una flecha, de aproximadamente 20 KN produce una fuerza resultante 25, igualmente esquematizada con una flecha, que a traves del cuerpo de caja de grasa 6 actua sobre el soporte 22 del torno de foso para ejes montados 14 y lo deforma en lo que respecta a su rigidez. Durante el mecanizado se reduce la fuerza resultante 25 en la fuerza de corte espedfica. En el marco de la rigidez limitada de este sistema, tambien esta reduccion repercute en la precision de mecanizado.
La Figura 5 muestra una realizacion para fijar un cuerpo de caja de grasa 6 mediante una retencion desde arriba con garra de sujecion 21 y mediante un soporte 22. Con esta variante de la sujecion se anulan las repercusiones negativas debidas a la fuerza de corte pasiva, tal como se describieron en relacion con la Figura 3 y la Figura 4. Debido a ello, se trata de la sujecion optima para un reperfilado economico de ejes montados de ferrocarril 1 con un unico corte.
Lista de referencias
1 Eje montado
2 Cuerpo de eje
3 Disco de rueda
4 Disco de rueda
5 Munon de eje
6 Cuerpo de caja de grasa
7 Perfil de rueda
8 Perfil real (perfil de desgaste)
9 Pestana
10 Lado exterior
11 Perfil teorico (perfil de reperfilado)
12 Torno de foso para ejes montados
13 Rodillo de medicion
14 Torno de foso para ejes montados
15 Rodillo de accionamiento
16 Lado interior
17 Rodillo de grna axial
18 Carga por rueda
19 Carga por rueda y carga adicional
20 Carga adicional
21 Garra de sujecion
22 Soporte
23 Carga por rueda
24 Reduccion de carga por rueda
25 Fuerza resultante
Claims (11)
- 510152025303540REIVINDICACIONES1. Procedimiento para reperfilar ejes montados (1) alojados de manera giratoria en vefuculos ferroviarios en cuerpos de caja de grasa (6) sobre tornos de foso para ejes montados (12; 14), que presentan herramientas de mecanizado por arranque de virutas, un control de maquina para las herramientas de mecanizado, rodillos de accionamiento (15), rodillos de gma axial (17), rodillos de medicion (13), asf como elementos de sujecion (21; 22) para engranar en los cuerpos de caja de grasa (6),- levantando el eje montado (1) de la via con ayuda de los rodillos de accionamiento (15) y balanceandolo al hacerlo,- fijando el cuerpo de caja de grasa (6) entre los rodillos de accionamiento (15) y los elementos de sujecion (21; 22),- poniendo en contacto un rodillo de gma axial (17) en el lado interior (16) de cada una de las dos ruedas (3; 4) del eje montado (1) y fijandolo en su posicion,caracterizado porque- a los rodillos de accionamiento (15) se les aplica una fuerza adicional (20),- con un rodillo de medicion (13) se establece el diametro real (8) y el perfil de desgaste de cada rueda (3; 4),- mediante los resultados de medicion se determina el mas pequeno de los diametros reales (8) y, con una demasfa de mecanizado predefinida, se introduce como diametro teorico (11) en el control de maquina para las herramientas de mecanizado.
- 2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado porque la fuerza adicional (20) para aplicar a los rodillos de accionamiento (15) se selecciona entre 20 KN y 50 KN, preferentemente de 30 KN, para cada rodillo de accionamiento (15).
- 3. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado porque la demasfa de mecanizado se selecciona entre 0,10 mm y 0,25 mm, preferentemente de 0,15 mm.
- 4. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado porque, partiendo del plano circular de medicion de cada rueda (3; 4), desde el lado exterior (10) de la rueda (3; 4) hacia el plano circular de medicion en el primer tercio del perfil real (8), se trabaja con un espesor de viruta entre 2 mm y 6 mm, preferentemente de 4 mm.
- 5. Procedimiento segun la reivindicacion 4, caracterizado porque, en la zona del plano circular de medicion, es decir, en el cfrculo de rodadura del perfil real (8), se trabaja con un espesor de viruta entre 0,10 mm y 0,25 mm, preferentemente de 0,15 mm.
- 6. Procedimiento segun la reivindicacion 4, caracterizado porque en la zona del flanco de pestana (9) se trabaja con un espesor de viruta entre 0,0 mm y 4,0 mm, preferentemente de 2,0 mm.
- 7. Procedimiento segun la reivindicacion 4, caracterizado porque en el redondeo de pestana (9) se trabaja con un espesor de viruta entre 2,0 mm y 6,0 mm, preferentemente de 4,0 mm.
- 8. Procedimiento segun la reivindicacion 4, caracterizado porque se reperfila con una unica etapa de mecanizado.
- 9. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado porque el cuerpo de caja de grasa (6) se fija mediante retencion desde arriba con garras de sujecion (21).
- 10. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado porque el cuerpo de caja de grasa (6) se fija mediante soporte (22).
- 11. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado porque el cuerpo de caja de grasa (6) se fija mediante retencion desde arriba (21) y soporte (22).
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