輪對(duì)動(dòng)平衡機(jī)系統(tǒng)

系統(tǒng)概述
平衡機(jī)是測(cè)量旋轉(zhuǎn)物體(轉(zhuǎn)子)不平衡量大小和位置的機(jī)器。任何轉(zhuǎn)子在圍繞其軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于相對(duì)于軸線的質(zhì)量分布不均勻而產(chǎn)生離心力。這種不平衡離心力作用在轉(zhuǎn)子軸承上會(huì)引起振動(dòng)，產(chǎn)生噪聲和加速軸承磨損，以致嚴(yán)重影響產(chǎn)品的性能和壽命。平衡機(jī)測(cè)出的數(shù)據(jù)對(duì)轉(zhuǎn)子的不平衡量進(jìn)行校正，可改善轉(zhuǎn)子相對(duì)于軸線的質(zhì)量分布，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)或作用于軸承上的振動(dòng)力減少到允許的范圍之內(nèi)。因此，平衡機(jī)是減小振動(dòng)、改善性能和提高質(zhì)量的必不可少的設(shè)備。
隨著鐵路運(yùn)行速度不斷提升，對(duì)各個(gè)鐵路維修段提出了更高的要求，車輪是火車運(yùn)行系統(tǒng)的重要組成部分，車輪在運(yùn)行中產(chǎn)生不平衡量的累積，同時(shí)也是對(duì)車體產(chǎn)生振動(dòng)關(guān)鍵因素之一。對(duì)車輛產(chǎn)生較大振動(dòng)的原因分析，主要是由于輪對(duì)動(dòng)平衡值、偏心度以及同一輪對(duì)直徑差等限度超標(biāo)，同一輪對(duì)直徑差和車輪偏心度須嚴(yán)格控制在標(biāo)準(zhǔn)要求范圍內(nèi)，而動(dòng)平衡值應(yīng)不大于50g•m。車輛高速運(yùn)行時(shí)振動(dòng)加劇，造成油壓減振器漏油或軸箱彈簧折斷等故障，使車輛運(yùn)行品質(zhì)惡化。車輛振動(dòng)帶來(lái)的危害會(huì)讓油壓減振器漏油失效，軸箱鋼圓簧折斷。給行駛的列車帶來(lái)不安全隱患。

系統(tǒng)特點(diǎn)
1、操作簡(jiǎn)便，平衡的自動(dòng)檢測(cè)與數(shù)控切削系統(tǒng)合為一體，將動(dòng)平衡測(cè)量的量值自動(dòng)轉(zhuǎn)換成切削運(yùn)動(dòng)軌跡。
2、精度高、可靠性強(qiáng)，機(jī)床具有在工作時(shí)如遇突然停電或銑刀老化對(duì)設(shè)備和銑刀的自動(dòng)保護(hù)功能。
3、采用氣動(dòng)控制技術(shù)控制客車輪對(duì)從舉升、落輪到出輪的全過(guò)程。
4、同一顯示屏顯示，菜單用中文顯示，中文自動(dòng)打印并儲(chǔ)存。
5、解決傳統(tǒng)四輪驅(qū)動(dòng)，由于輪對(duì)踏面不平，給動(dòng)平衡測(cè)量結(jié)果造成誤差，在設(shè)計(jì)時(shí)我們利用軸的中心： 三個(gè)螺栓孔對(duì)位外加高強(qiáng)度的軟件保護(hù)套，既保證一定的驅(qū)動(dòng)力又不損壞螺絲孔，且使用壽命長(zhǎng)，無(wú)需經(jīng)常更換。
6、采用主軸自動(dòng)對(duì)位連接，高速分離后測(cè)量的方法，既徹底減輕了兩次平衡，一次去重。
7、具備切削時(shí)單獨(dú)支承轉(zhuǎn)子、液壓油浮支承及鐵屑接料盤(pán)自動(dòng)跟蹤，鐵屑回收完整、平衡，去重精度高等功能。

系統(tǒng)原理
系統(tǒng)分為兩個(gè)部分：平衡測(cè)量和輪對(duì)加工，全部由一臺(tái)特種計(jì)算機(jī)主機(jī)進(jìn)行控制，用同一個(gè)底座作為支撐，采用氣動(dòng)控制技術(shù)控制客車輪對(duì)從舉升、落輪到出輪的全過(guò)程。
平衡測(cè)量系統(tǒng)主要由轉(zhuǎn)速傳感器、振動(dòng)傳感器、油壓支撐裝置、支架、主軸電機(jī)、主軸分離裝置，測(cè)量板卡及相應(yīng)測(cè)量程序組成。車輪經(jīng)過(guò)氣動(dòng)控制上料裝置固定到支架，油壓裝置開(kāi)始供液壓油對(duì)車輪起到支撐作用，步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)主連軸器連接車輪，主軸電機(jī)帶動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到轉(zhuǎn)速后主連軸器與車輪分離后進(jìn)行動(dòng)不平衡量測(cè)量，測(cè)量后輔助剎車裝置對(duì)車輪進(jìn)行停轉(zhuǎn)。測(cè)量出不平衡量進(jìn)行輪對(duì)加工。
輪對(duì)加工主要對(duì)車輪進(jìn)行銑削加工，通過(guò)去掉車輪的累積量達(dá)到平衡目的，車輪加工系統(tǒng)主要由銑刀定位裝置、銑刀旋轉(zhuǎn)裝置、切削定位裝置、切削支撐裝置、車輪轉(zhuǎn)動(dòng)裝置組成。車輪測(cè)量出不平衡量后進(jìn)入了銑削加工狀態(tài)，計(jì)算機(jī)通過(guò)定位裝置找到車輪需要切削起刀位置，同時(shí)銑刀進(jìn)入到車輪內(nèi)壁進(jìn)行銑削，步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)車輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，此時(shí)銑刀旋轉(zhuǎn)方向與車輪相反對(duì)車輪內(nèi)壁進(jìn)行切削，一般為90——120度弧形加工。
系統(tǒng)框圖



系統(tǒng)配置
機(jī)箱：IPC-810A/6114P4A/7271AT
主板：FSC-1613VN
配件：P3 1.0G/256M/80G
I/O卡：PCI-16P16R
PCI-16P16R：16位繼電器輸出控制切削電機(jī)啟停、步進(jìn)電機(jī)啟停、主軸電機(jī)啟停；16位數(shù)字輸入采集控制開(kāi)關(guān)信號(hào)

系統(tǒng)結(jié)論
火車輪對(duì)動(dòng)平衡數(shù)控校正系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了將動(dòng)平衡測(cè)量與輪對(duì)加工一體化，具有加工精度高，銑削后應(yīng)力集中小，自動(dòng)化程度高，生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。