ES2883365T3 - Centro de mecanizado para el mecanizado de ruedas de vehículos ferroviarios y procedimiento de fabricación de un motor de segmento para un centro de mecanizado de este tipo - Google Patents

Abstract

Centro de mecanizado para el mecanizado de ruedas de vehículos ferroviarios, teniendo el centro de mecanizado un bastidor de máquina que comprende una base y una columna montada sobre esta base, en donde la base aloja el accionamiento principal y en donde la columna aloja las unidades de mecanizado para el torneado, el fresado, el taladrado y similares, caracterizado porque el accionamiento de un mandril de sujeción (10) para la rueda de vehículo ferroviario como pieza de trabajo (11) se lleva a cabo directamente por medio de un motor de segmento que está dispuesto debajo de la pieza de trabajo (11), que está segmentado radialmente y cuya altura de construcción se puede modificar, en donde este motor de segmento tiene un estator (1) con segmentos de accionamiento radiales como segmentos del estator (2) y un rotor que está configurado como una campana del rotor (3) con segmentos del rotor (5) realizados como imanes permanentes, en donde están previstos de dos a cinco segmentos del estator (2) independientes cada uno de ellos con una misma altura de 200 a 350 mm, en donde las placas de equilibrado están distribuidas uniformemente en dos filas en el interior de la campana del rotor (3) y las tuercas correderas en T (7, 8) están dispuestas en la circunferencia exterior de la campana del rotor (3), en donde los segmentos del rotor (5) están fijados a la campana del rotor (3) por medio de las primeras tuercas correderas en T (7) y en donde cada uno de los segmentos del estator (2) está fijado en la base (4) por medio de las segundas tuercas correderas en T (8).

Description

DESCRIPCIÓN

Centro de mecanizado para el mecanizado de ruedas de vehículos ferroviarios y procedimiento de fabricación de un motor de segmento para un centro de mecanizado de este tipo

La invención se refiere a un centro de mecanizado para el mecanizado de ruedas de vehículos ferroviarios, comprendiendo el centro de mecanizado un bastidor de máquina que consta de una base y una columna montada en la base, en donde la base aloja el accionamiento principal y la columna aloja las unidades de mecanizado para el torneado, el fresado, el taladrado y similares.

Las máquinas-herramienta son conocidas con diferentes configuraciones. Además de las máquinas convencionales de un solo uso, de manera creciente se producen centros de mecanizado para poder mecanizar la pieza correspondiente con varios procesos (taladrado, torneado, fresado) a ser posible en una única sujeción. Para componentes de grandes dimensiones y al mismo tiempo muy pesados, las operaciones de torneado necesarias se realizan preferentemente con componentes en forma de torno vertical.

En este proceso, la pieza se fija en su sitio en una mesa de trabajo y se lleva a una posición en la que la herramienta se engancha mediante la rotación de esta mesa de trabajo. Al principio se usaban accionamientos de engranajes accionados por motores eléctricos para los cambios de posición de la mesa de trabajo de este tipo. La desventaja de esto es que, debido a las grandes masas de la mesa de trabajo y de la pieza de trabajo que hay que mover, durante las fases de aceleración y frenado se producen cargas mecánicas muy elevadas en los grupos constructivos para poder cambiar la posición de la mesa de trabajo. Estos provocan un mayor desgaste y, por lo tanto, una menor vida útil de los grupos constructivos para el cambio de posición, lo que inevitablemente se traduce en un mayor gasto de mantenimiento del centro de mecanizado. Las precisiones de posicionamiento que deben alcanzarse y las precisiones de trayectoria generadas por el interpolador no son suficientes con este tipo de construcción.

Para reducir las desventajas de este tipo, en el documento DE 102008006346 A1 se propuso equipar la mesa de la pieza de trabajo con un centro de mecanizado con un motor de par. En este caso, la pieza de trabajo destinada a ser mecanizada mediante taladrado, fresado y torneado se sujeta en una mesa giratoria.

Del documento US 5208501 A se conoce un sistema de motor paso a paso lineal, por donde un motor paso a paso puede moverse a posiciones angulares definidas sin un sistema de medición externo. Sin embargo, un motor paso a paso de este tipo no puede usarse para velocidades permanentemente altas durante el mecanizado.

El documento DE 102007002782 A1 se refiere a un accionamiento rotativo con segmentos primarios rectos, que está configurado preferentemente como accionamiento para una prensa.

En el documento DE 203 01 532 U1 se describe un accionamiento rotativo electromotriz, que comprende un estator que se extiende sobre una sección circunferencial y un rotor provisto de imanes permanentes.

Otra solución propuesta se conoce del documento DE 202009008850 U1 en el que se usa un motor de campo móvil para accionar la mesa de trabajo en un torno vertical para el mecanizado de piezas grandes. En este caso, los segmentos secundarios están dispuestos de manera anular en un anillo de soporte de la mesa de trabajo y están situados de manera fija. Directamente enfrente están los segmentos primarios, que también están dispuestos formando un anillo.

Una configuración de este tipo como accionamiento indirecto (mesa de trabajo) o directo (pieza de trabajo) para un cambio de posición rotacional de la pieza de trabajo como motor de segmento axial, tiene ventajas significativas en comparación con las configuraciones realizadas anteriormente, de las cuales cabe mencionar en particular un menor desgaste de los grupos de accionamiento y unos tiempos de aceleración y de frenado muy rápidos.

Sin embargo, se ha demostrado en la práctica que los motores de segmento requieren una adaptación muy específica para los componentes concretos que se van a mecanizar. La separación axial entre los elementos primarios y secundarios debe mantenerse constante, independientemente de la masa de la mesa de trabajo y de la pieza de trabajo. Son necesarios cojinetes axiales especiales o soluciones hidrostáticas que aumentan los costes de construcción. Por lo tanto, su uso se ha limitado hasta ahora en gran medida a productos seleccionados, por ejemplo, rotores para turbinas eólicas. Para otros componentes pesados y de grandes dimensiones (por ejemplo, las ruedas de los vehículos ferroviarios), todavía no se dispone de modificaciones adecuadas de un motor de segmento.

Además, hay que tener en cuenta que el montaje de los motores de segmentos suele plantear dificultades al fabricante. Esto se debe a que, a causa de las grandes fuerzas magnéticas, el posicionamiento correcto de los segmentos individuales, que aún no se han fijado definitivamente en su posición, es problemático.

El objetivo de la invención es proporcionar un motor de segmento que sea adecuado como accionamiento para los cambios de posición rotatorios de una rueda para un vehículo ferroviario que hay que mecanizar en un centro de mecanizado.

Este objetivo se consigue realizando el accionamiento de un mandril para la rueda del vehículo ferroviario como pieza de trabajo directamente por medio de un motor de segmento dispuesto debajo de la pieza de trabajo, que está segmentado radialmente y en el que se puede modificar la altura de construcción. Este motor de segmento tiene un estator con segmentos de accionamiento radiales como segmentos del estator y un rotor que está configurado como una campana del rotor con segmentos del rotor realizadoss como imanes permanentes. Están previstos a este respecto de dos a cinco segmentos de estator separados, cada uno de ellos con una misma altura de 200 a 350 mm. En el interior de la campana del rotor, hay placas de equilibrado que están distribuidas uniformemente en dos filas, y en la circunferencia exterior de la campana del rotor están dispuestas tuercas correderas en T. Mediante las primeras tuercas correderas en T se fijan los segmentos del rotor a la campana del rotor, y mediante las segundas tuercas correderas en T se fijan cada uno de los segmentos del estator en la base.

Mediante la solución técnica según la invención se crea un motor de segmento que es adecuado como accionamiento para los cambios de posición rotativos de una rueda para un vehículo ferroviario que hay que mecanizar en un centro de mecanizado. La realización constructiva permite precticar perforaciones de coordenadas de alta precisión en ruedas especialmente desarrolladas para vehículos ferroviarios, tales como las usadas en los trenes de alta velocidad.

A continuación, se explica un ejemplo de realización de la invención con referencia al dibujo y a modo de ejemplo en una máquina de mecanizado de ruedas. Se muestra:

Fig. 1 la estructura básica de un motor de segmento según la invención en una vista en planta

Fig. 2 la disposición de los componentes constructivos esenciales en una vista lateral

La Fig. 1 muestra la estructura básica de un motor de segmento como grupo de accionamiento para una rueda que hay que mover en rotación en un centro de mecanizado para un vehículo ferroviario.

El bastidor de la máquina del centro de mecanizado consta de una base 4 y un soporte montado sobre ella para sostener las unidades de mecanizado para el torneado, el fresado, el taladrado y similares. La base 4 como base de la máquina aloja el accionamiento principal. El accionamiento principal consiste en un motor de segmento que se acopla a la base 4.

El accionamiento de un mandril de sujeción 10 para la rueda de un vehículo ferroviario 11 como pieza de trabajo que hay que mecanizar, lo lleva a cabo directamente el motor de segmento situado debajo, cuyos segmentos de estator 2 están unidos a la base 4 por medio de tuercas correderas en T 8.

Los imanes permanentes 5 están fijados a la campana del rotor 3 mediante tuercas correderas en T 7 (insertos de fijación). La campana del rotor 3 se ajusta para el montaje mediante elementos de centrado 6. El estator 1 presenta un máximo de cinco segmentos radiales 2, cuyo número específico se selecciona teniendo en cuenta cada uno de los requisitos específicos de la aplicación. Asimismo, la altura de estos segmentos del estator 2 individuales se adapta a los requisitos específicos de la aplicación, siendo relevantes en la práctica alturas de 200 a 350 mm.

La fig. 2 muestra desde otro ángulo de visión de la disposición y de la conexión funcional de la campana del rotor 3, los elementos de centrado 6 y las tuercas correderas en T 8 (chavetas con mango) para la fijación de los segmentos del estator 2. El anillo de rodamiento interior 9 se asienta sobre la campana del rotor 3. El mandril de sujeción 10 para recibir una rueda 11 está montado en este anillo de rodamiento interior 9.

Para el montaje, que no forma parte de la invención y que solo se describe a continuación para una mejor comprensión de un motor de segmento construido de esta manera, primero se alinea la base. A continuación, se distribuyen uniformemente las placas de equilibrado y se fijan en dos filas dentro de la campana del rotor. Después se fijan las tuercas correderas en T en la circunferencia exterior de la campana del rotor y se aprietan a mano. A continuación, se montan individualmente los segmentos del rotor y se fijan a la campana del rotor mediante las tuercas correderas en T. A continuación, las tuercas correderas en T apretados a mano se aprietan con un par de giro. A continuación, los segmentos del rotor se cubren con una película protectora. A continuación, el ajuste de los segmentos del rotor se lleva a cabo con al menos un medio auxiliar de material no magnético. Después, la unidad completada de este modo se monta en la base y se atornilla temporalmente para asegurar su posición. A continuación, se desmontan los medios auxiliares de material no magnético. A continuación, se montan y fijan individualmente los segmentos del estator en la base mediante tuercas correderas en T. A continuación, se instalan cada una de las conexiones eléctricas para los elementos del estator y los conductos de medios para la refrigeración del estator.

Lista de símbolos de referencia

1 Estator

2 Segmento del estator

3 Campana del rotor

4 Base (base de la máquina)

5 Imán permanente

6 Elemento de centrado para el rotor

7 Tuerca corredera en T para el rotor

8 Tuerca corredera en T para el estator

9 Anillo interior del rodamiento

10 Soporte de la pieza de trabajo (mandril de sujeción)

11 Rueda de vehículo ferroviario (pieza de trabajo)

Claims (1)

REIVINDICACIONES

1. Centro de mecanizado para el mecanizado de ruedas de vehículos ferroviarios, teniendo el centro de mecanizado un bastidor de máquina que comprende una base y una columna montada sobre esta base, en donde la base aloja el accionamiento principal y en donde la columna aloja las unidades de mecanizado para el torneado, el fresado, el taladrado y similares, caracterizado

porque el accionamiento de un mandril de sujeción (10) para la rueda de vehículo ferroviario como pieza de trabajo (11) se lleva a cabo directamente por medio de un motor de segmento que está dispuesto debajo de la pieza de trabajo (11), que está segmentado radialmente y cuya altura de construcción se puede modificar, en donde este motor de segmento tiene un estator (1) con segmentos de accionamiento radiales como segmentos del estator (2) y un rotor que está configurado como una campana del rotor (3) con segmentos del rotor (5) realizados como imanes permanentes, en donde están previstos de dos a cinco segmentos del estator (2) independientes cada uno de ellos con una misma altura de 200 a 350 mm, en donde las placas de equilibrado están distribuidas uniformemente en dos filas en el interior de la campana del rotor (3) y las tuercas correderas en T (7, 8) están dispuestas en la circunferencia exterior de la campana del rotor (3), en donde los segmentos del rotor (5) están fijados a la campana del rotor (3) por medio de las primeras tuercas correderas en T (7) y en donde cada uno de los segmentos del estator (2) está fijado en la base (4) por medio de las segundas tuercas correderas en T (8).