PL175431B1 - Portalowa tokarka przelotowa do obróbki zestawów kołowych - Google Patents

Abstract

1. Portalowa tokarka przelotowa do obróbki zestawów kolo- wych wymontowanych z pojazdu szynowego, który jest zamocowa- ny w dwóch klach centrujacych, wyposazona w dwa koniki z pinolami dla klów, mocowane do czolowych plaszczyzn wsporni- ków polaczonych u góry czescia srodkowa zaopatrzona w suporty z suwakami narzedziowymi i srodki do powodowania ruchów wzdluznych i promieniowych suportów, suwaków i glowic pomia- rowych a takze umieszczona pod korpusem portalowym podloge zamocowana do wsporników obrotowo, znamienna tym, ze posia- da osadzone przesuwnie wzdluz osi (17) na prowadnicach (30) koników (27) zespoly dociskowo-napedowe (31) dwóch par rolek (35, 35') po jednej na kazde napedzane kolo (2), mocowane do kazdego korpusu (310 za pomoca walków (34) wychylnie do góry i na dól dzwignie dwuramienne górne (32, 320 i dolne (33, 330, których ramiona (32', 33') sprzezone sa z korpusem (31') za pomoca silowników (37) z kompensatorami sil (40, 41) docisku rolek (35, 350 lezacych srednicowo na przeciw siebie i mocowanych na wal- kach lozyskowanych w obsadach zamocowanych w ramionach (32, 33) dzwigni blizej osi (17) i wyposazonych w indywidualne dla kazdej rolki (35, 350 napedy (36) obrotu rolek, przy czym rózne co do wartosci sily (40,41) docisku rolek do kól (2), zmienne w funkcji do zmieniajacej sie wartosci sily skrawania (44), leza w róznych plaszczyznach (38,39) przechodzacych przez os (17) 1 odchylonych od pionowej plaszczyzny ruchu suwaków z narzedziami w osi (17) obrabiarki oraz polaczone przegubem (26) segmenty (21, 210 pod- logi, której segment (210 wyposazony jest w podnosnik (23) kól (2) zestawu i silownik (24) unoszacy podloge (21,21') do poziomu szyn toru (25) a nastepnie tylko segment (210 spelniajacy równiez role wyrzutnika kól zestawu (1) poza obrabiarke na szyny toru. Fig. 1 PL PL PL

Description

Wynalazek dotyczy portalowej tokarki przelotowej do obróbki zestawów kołowych wymontowanych z pojazdu i zamocowanych w dwóch kłach pinoli zamocowanych wysuwnie w konikach korpusu bramowego oraz napędzanego za pomocą rolek ciernych przykładanych do powierzchni tocznej kół zestawu.

Obrabiarki tego rodzaju znane są na przykład z opisów patentowych: DE nr 3809 250 i PL nr 159 898, w których dwa koniki mają przesuwne pinole z kłami do mocowania zestawu. Obrabiarki te mają też dwa przesuwne poziomo suporty z płytkami narzędziowymi przesuwanymi poprzecznie (promieniowo) do osi zestawu kołowego oraz dwa napędy cierne kół z których każdy składa się z czterech rolek parami ustawionych średnicowo na przeciw siebie i dociskanych do kół. Rozwiązanie takie umożliwia przenoszenie znacznych (dużych) sił obwodowych na koła zestawu kołowego przy reprofilowaniu zarysu profilu w sposób ciągły w jednym przejściu. Doświadczenie wykazuje jednak, że opisane rolki cierne często powodują zawalcowania wiórów na już obrobionej powierzchni bieżnej koła w wyniku czego powstają niedopuszczalne wady obróbki.

175 431

Inna tokarka znana z opisu DE 3931 747 posiada: dźwigniowy układ rolek podporowych dolnych, które stanowią zarazem podnośnik każdego koła zestawu odpowiednio ze sobą zsynchronizowanych układem sterowania elektronicznego, dźwigniowy układ jednej lub dwóch rolek górnych stanowiących zarazem napęd główny cierny kół zestawu, przy czym dźwignie zawieszone są w zespołach sprzęgających usytuowanych na obu końcach obrabiarki i wyposażone zostały w pobliżu rolek w przeguby i siłowniki, celem płynnego dociskania rolek do nierówności powierzchni kół, dwie przesuwne osiowo pinole z zamocowanymi kłami do centrowania i mocowania zestawu kołowego. Układ rolek podporowych stanowi wspornik przemieszczany do góry i na dół zespołem dwóch przekładni śrubowych napędzanych osobnymi silnikami. Drugi wspornik z co najmniej jedną rolką dociskową umieszczony jest na przeciw wspornika dolnego z możliwością przemieszczania równocześnie do zestawu na dół i do góry przekładnią śrubową oraz siłownikiem hydraulicznym. Wzajemne przesuwy obu wsporników dźwigniowych z rolkami dolnymi i górnymi są zsynchronizowane. Tak dolne jak i górne rolki zamocowane na dźwigniach wsporników posiadają nadążne odchylne przesuwy promieniowe wymuszane nierównościami powierzchni styku rolki z kołami zastawu.

Inną odmianą tego wynalazku znaną z opisu EP 0 528 058 jest sposób prowadzenia obróbki wiórowej i obrabiarka do niego, w których zestaw kołowy zamocowany w kłach pinol napędzany jest co najmniej jedną rolką cierną dźwigni wspornika, dociskaną z określoną siłą do obrzeża co najmniej jednego koła zestawu kołowego, która to rolka pod działaniem dociskającej siły styka się stale ze zmieniającym się chwilowo konturem zarysu tego wierzchołka obrzeża, podczas gdy narzędzie skrawające odwzorowuje zarys profilu prowadzone jest nieprzerwanie od zewnętrznej krawędzi powierzchni biegowej (tocznej) do wierzchołka obrzeża i równoległym do osi zestawu kół wyjściem narzędzia.

W następnej fazie obrabia się obrzeże zaczynając od wewnętrznej powierzchni czołowej do wierzchołka tego obrzeża. Zastosowanie rolki ciernej napędzającej zestaw za pośrednictwem obrzeża co najmniej jednego z kół zestawu eliminuje niebezpieczeństwo zawalcowania wiórów na styku powierzchni obwodowej koła i powierzchni obwodowej rolki ciernej. Określenie powierzchnia obwodowa koła oznacza w tym zrozumieniu powierzchnię biegową (toczną), powierzchnię obrzeża i powierzchnię przejściową między tymi dwoma powierzchniami. Do stosowania takiego właśnie sposobu może być wykorzystana obrabiarka znana z opisu wyłożeniowego DE 3931 747 wymieniając zastosowane w niej rolki cierne na rolki proste lub z wykonanym rowkiem obwodowym albo półrowkiem napędzające koła zestawu zajego obrzeże.

Kolejna znana odmiana sposobu i obrabiarki z opisu zgłoszeniowego EP 537 376 polega na zamocowaniu zestawu kół w środkach centrujących i napędzaniu go rolkami ciernymi dociskanymi do powierzchni biegowej (tocznej) kół. Zgodnie z rozwiązaniem, co najmniej jedna rolka cierna wyposażona w napęd dociskana jest z określoną siłą do powierzchni tocznej co najmniej jednego koła zestawu kołowego. Rolka będąc pod działaniem siły dociskającej styka się stale ze zmieniającą się promieniowo powierzchnią styku podczas trwania procesu skrawania części zarysu profilu poza jego powierzchnią styku a następnie w strefie tego styku. Obrabiana tak powierzchnia jest oddalona od powierzchni styku rolki ciernej o głębokość skrawania tak, że wióry dostające się w tę strefę mogą swobodnie opadać.

Odmiana tego rozwiązania przewiduje najpierw prowadzenie wstępnej obróbki strefy styku rolki ciernej z kołem, co sprawia powstanie czystej powierzchni styku pozwalającej uzyskać większe siły tarcia a w konsekwencji większy przekrój wióra skrawanego. Możliwe staje się również wyeliminowanie stale zmiennych sił promieniowych pochodzących z histerezy układu sił zewnętrznych.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie takiego układu konstrukcyjnego obrabiarki, w którym rolki napędu ciernego, przylegające swoim zarysem zewnętrznym do powierzchni tocznych kół zestawu, uniemożliwiałyby dostawanie się do utworzonej strefy styku, wiórów powodujących niedopuszczalne wady powierzchniowe obrabianego zarysu profilu i wywołujące wystarczający moment obrotowy dla ekonomicznego procesu skrawania profilu przy działaniu nań siłami minimalizującymi deformację zestawu i obciążenie środków centrująco-mocujących zestaw.

175 431

W obrabiarce według wynalazku na prowadnicach koników równoległych do osi wzdłużnej obrabiarki osadzone są przesuwne zespoły dociskowo-napędowe dwóch par rolek po jednej parze na każde napędzane koło zestawu. Każdy zespół dociskowo-napędowy obejmuje korpus i mocowane do niego za pomocą wałków wychylnie do góry i na dół dźwignie dwuramienne dolne i górne. Ramiona dźwigni dolnych i górnych bardziej oddalone od osi wzdłużnej obrabiarki sprzężone są z korpusem za pomocą siłowników z kompensatorami sił docisku rolek ciernych. Para rolek ciernych leży średnicowo naprzeciw siebie i mocowana jest na wałkach · łożyskowanych w obsadach zamocowanych w ramionach dźwigni bliższych osi wzdłużnej. Każda rolka ma indywidualny napęd obrotu rolki a siły ich docisku do koła zestawu są różne; ,co do wartości i zmienne w funkcji do zmieniającej się wartości czynnej siły skrawania oraz· leżą w różnych płaszczyznach przechodzących przez oś wzdłużną obrabiarki odchylonych od pionowej płaszczyzny ruchu suwaka z narzędziami też przechodzącej przez oś wzdłużną.

Obrabiarka obejmuje też umieszczoną pod korpusem portalowym i zestawem kołowym podłogę zamocowaną obrotowo do wsporników. Podłoga obejmuje dwa segmenty połączone przegubem. Jeden z segmentów wyposażony jest w podnośnik kół zestawu i siłownik, którego drugi koniec mocowany jest do fundamentu celem unoszenia podłogi do poziomu szyn toru a następnie tylko segmentu z podnośnikiem, przy czym segment ten spełnia również rolę wyrzutnika kół zestawu poza obrabiarkę na szyny toru.

W zespole dociskowo-napędowym obrabiarki płaszczyzna przechodząca przez osie wychyleń dźwigni na wałkach do obrotu dźwigni jest prostopadła do płaszczyzny utworzonej przez oś symetrii prowadnic tego zespołu i oś wzdłużną obrabiarki, natomiast każda rolka napędowa dolna usytuowana asymetrycznie względem górnej rolki napędowej umiejscowionajest w strefie chronionej przed wiórami utworzonej rzutem powierzchni przekroju poprzecznego koła zestawu i osłoną na przykład obrotową nad rolką dodatkową. W obrabiarce ruch podnośnika kół zestawu w cyklu podnoszenia i centrowania osi zestawu w osi kłów sprzężony jest elektronicznie z przesuwem głowicy pomiarowej.

Wynalazek zostanie teraz dokładniej objaśniony na przykładzie wykonania przedstawionym na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia prawą połową obrabiarki w widoku z przodu, fig. 2 - obrabiarkę z fig. 1 w częściowym przekroju poprzecznym I-I i widoku z boku, fig. 3 - obrabiarkę z fig. 1 w widoku z góry, fig. 4 - zespół napędowo-dociskowy koła w widoku W na fig. 1 w powiększeniu, fig. 5 - schematycznie układ sił zewnętrznych działających na koło zestawu a fig. 6 - wielobok sił z fig. 5.

W obrabiarce według wynalazku z uwagi na symetrię budowy względem osi 18 pokazano na rysunkach tylko jej jedną połową. Obrabiarka przedstawiona na fig. 1 do 3 obejmuje korpus 6 w kształcie bramy, którą tworzą osadzone na fundamencie dwa wsporniki 7 połączone częścią środkową 8. Każdy wspornik 7 ma mocowany do jego pionowej powierzchni przedniej korpus konika 27 wyposażony w znane środki (wysuwne pinole 28 z osadzonymi kłami 29) do mocowania i centrowania zestawu kołowego 1w osi 17 obrabiarki. Podobnie część środkowa 8 korpusu portalowego 6 ma mocowane do czoła i z przodu znane prowadnice 9 dla osadzonych przesuwnie wzdłuż osi 17 suportów 9', wyposażonych w osadzone przesuwnie w płaszczyźnie pionowej przechodzącej przez oś 17, suwaki 11, 12 i niepokazaną głowicę pomiarową. Ruch poziomy suportu 9' realizowany jest za pomocą napędu 13 nakrętki obrotowej osadzonej tocznie na stałej śrubie 10 mocowanej do części 8 korpusu 6. Podobnie indywidualne ruchy promieniowe suwaków 11, 12 zapewniają ich napędy 14 obejmujące śrubowe przekładnie toczne, zębate przekładnie pasowe i silniki prądu zmiennego z regulacją częstotliwościową. Suwak 11 wyposażony w narzędzia składane typu kasetowego przeznaczony jest do obróbki powierzchni bocznych tarcz hamulcowych · osadzonych na osi zestawu kół 2.

Natomiast suwak 12 wyposażony w narzędzia składane typu kasetowego 15,16 umożliwia obróbkę zarysu profilu i powierzchni bocznych 4, 5 każdego koła 2. Narzędzie dwustronne 16 jest oddalone od narzędzia 15 wzdłużnie i poprzecznie do osi 17 obrabiarki. Konik 27 wyposażony jest w pochylone do płaszczyzny pionowej przechodzącej przez oś 17 prowadnice 30 dla osadzonego na nich przesuwnie wzdłuż osi 17 zespołu dociskowo-napędowego 31 każdego koła 2 zestawu kołowego. Zespół 31 każdego koła 2 obejmuje korpus 31', mocowane na jego wałkach 34 wychylnie do góry i na dół pary dźwigni dwuramiennych: górnych 32, 32' i dolnych

175 431

33, 33', których ramiona 32', 33' bardziej oddalone od osi 17 sprzężone są z siłownikami 37 poprzez kompensator (akumulator) na przykład sprężynowy siły docisku, reagujący na promieniowe nierówności powierzchni tocznej 3 kół 2 z usytuowanym na przeciw korpusem 31'. W ramionach 32,33 dźwigni bliższych osi 17 mocowane są obsady i napędy 36, łożyskowanych w obsadach wałków z zamocowanymi rolkami ciernymi 35, 35'. Rolki 35, 35' leżą średnicowo naprzeciw siebie i dociskane są siłownikami 37 do powierzchni tocznej 3 koła 2 różnymi co do wielkości siłami 40, 41 leżącymi w różnych płaszczyznach 38, 39 przechodzących przez oś 17 i odchylonych w stosunku do płaszczyzny pionowej ruchu suwaków 11, 12 w osi 17. Siły tarcia 42, 43 napędzające każde koło -2 są proporcjonalne do sił docisku 40, 41 rolek 35, 35' do powierzchni 3 kół 2. Napęd 34 wałka każdej rolki 35, 35' obejmuje przykładowo przekładnię dwubiegową planetarną i silnik asynchroniczny o obrotach regulowanych bezstopniowo.

Różne wartościowo siły 40, 41 docisku rolek 35, 35' do powierzchni 3 koła 2 ulegają zmianom w procesie skrawania w funkcji zmieniających się wartości obwodowej siły skrawania 44. Zmiany sterowane są zaworami proporcjonalnymi układu hydraulicznego siłowników 37. Płaszczyzna utworzona przez osie zawieszenia dźwigni 32, 32', 33,33'jest prostopadła do płaszczyzny utworzonej przez oś symetrii prowadnic 30 i oś 17 obrabiarki co sprawia, że wielobok sił zewnętrznych 40, 42, 41, 43, 44, 45 (fig. 6) działających na koło 2 zestawu daje wypadkową 48 sił działającą na każdy kieł obrotowy 29 mniejszą od ciężaru 46 zestawu 1.

Rolka dolna 35'jest umiejscowiona w strefie ochronnej przed wiórami utworzonej rzutem powierzchni przekroju poprzecznego koła 2 a osłoną na przykład obrotową nad rolką ścierającą 47 od strony spływu wiórów. Rolka górna 35 natomiast jest umiejscowiona przed narzędziem skrawającym od góry, tworząc bierną powierzchnię klinową względem obracającego się koła zestawu 1.

Pomiędzy wspornikami 7 poniżej poziomu szyn 25 toru w wybraniu 19 zainstalowana jest za pomocą mocowanych do wsporników 7 środków 20 podłoga 21, 21'.

Segment 21' podłogi wyposażony jest w podnośnik 23 kół zestawu 1 i siłownik 24 zamocowany wahliwie do fundamentu i podłogi celem odchylania podłogi 21,21' względem jej osi wychylania (obrotu) 22 z pozycji zbliżonej do pionu pokazanej na fig. 2 liniami ciągłymi do pozycji poziomej pokazanej liniami cienkimi przerywanymi tak, że segmenty 21, 21' podłogi stanowią przedłużenie szyn toru 25. Segmenty 21, 21' połączone są przegubem 26 celem uzyskiwania niewielkich pochyleń płaszczyzn górnych obu segmentów w stosunku do siebie. Segment 21' podłogi z zamocowanym podnośnikiem 23 kół zestawu 1 pełni równocześnie rolę wyrzutnika zestawu, powodującego samoczynne wytoczenie zestawu z obrabiarki na szyny toru 25 po zakończonym cyklu obróbki profilu, gdy zadziała chwilowo siłownik 24 odchylający do góry segment 21' względem poziomego segmentu 21 podłogi. Ruch podnośnika 23 w cyklu podnoszenia i centrowania zestawu 1 do osi kłów 29 jest sprzężony elektronicznie z przesuwem promieniowym niepokazanej na rys. głowicy pomiarowej. Segmenty 21,21' podłogi w pozycji uniesionej, schowanej pod częścią środkową 8 stanowią zsuwnię wiórów powstających w procesie obróbki. Silniki napędu 13 nakrętek tocznych suportów 9, silniki napędów 14 suwaków 1112, silniki napędów 36 każdej ciernej rolki napędowej 35, 35' i siłownik podnośnika 23 oraz siłowników 24, 37 przyłączone są odpowiednio przewodami do układu CNC sterowania obrabiarki wyposażonego w centralny pulpit (niepokazane na rys.). Układ sterowania CNC jest zasilany z sieci prądu (niepokazanej na rys.).

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Portalowa tokarka przelotowa do obróbki zestawów kołowych wymontowanych z pojazdu szynowego, który jest zamocowany w dwóch kłach centrujących, wyposażona w dwa koniki z pinolami dla kłów, mocowane do czołowych płaszczyzn wsporników połączonych u góry częścią środkową zaopatrzoną w suporty z suwakami narzędziowymi i środki do powodowania ruchów wzdłużnych i promieniowych suportów, suwaków i głowic pomiarowych a także umieszczoną pod korpusem portalowym podłogę zamocowaną do wsporników obrotowo, znamienna tym, że posiada osadzone przesuwnie wzdłuż osi (17) na prowadnicach (30) koników (27) zespoły dociskowo-napędowe (31) dwóch par rolek (35, 35') po jednej na każde napędzane koło (2), mocowane do każdego korpusu (31') za pomocą wałków (34) wychylnie do góry i na dół dźwignie dwuramienne górne (32,32') i dolne (3i^, 33'), których ramiona (32', 33') sprzężone są z korpusem (31') za pomocą siłowników (37) z kompensatorami sił (40,41) docisku rolek (35,35') leżących średnicowo na przeciw siebie i mocowanych na wałkach łożyskowanych w obsadach zamocowanych w ramionach (32, 33) dźwigni bliżej osi (17) i wyposażonych w indywidualne dla każdej rolki (35,35') napędy (36) obrotu rolek, przy czym różne co do wartości siły (40, 41) docisku rolek do kół (2), zmienne w funkcji do zmieniającej się wartości siły skrawania (44), leżą w różnych płaszczyznach (38, 39) przechodzących przez oś (17) i odchylonych od pionowej płaszczyzny ruchu suwaków z narzędziami w osi (17) obrabiarki oraz połączone przegubem (26) segmenty (21,21') podłogi, której segment (210 wyposażony jest w podnośnik (23) kół (2) zestawu i siłownik (24) unoszący podłogę (21,21') do poziomu szyn toru (25) a następnie tylko segment (21') spełniający również rolę wyrzutnika kół zestawu (1) poza obrabiarkę na szyny toru.
2. 2. Obrabiarka według zastrz. 1, znamienna tym, że płaszczyzna przechodząca przez osie wychyleń dźwigni (32,32', 33,33') na wałkach (34) rolek (35,35') jest prostopadła do płaszczyzny utworzonej przez oś symetrii prowadnic (30) konika i korpusu (31') oraz oś (17) obrabiarki, natomiast każda cierna rolka dolna (350 usytuowana asymetrycznie względem rolki górnej (35) jest umiejscowiona w strefie ochronnej od wiórów utworzonej rzutem powierzchni przekroju poprzecznego koła (2) zestawu i osłoną na przykład obrotową nad ścierającą rolką (47).
3. 3. Obrabiarka według zastrz. 1, znamienna tym, że ruch podnośnika (23) w cyklu podnoszenia i centrowania zestawu (1) w osi kłów (29) sprężony jest elektrycznie z przesuwem głowicy pomiarowej.