[发明专利]铁路车床主轴套筒的消隙方法及利用该方法制造的床头箱

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种铁路轮对车床主轴套筒的消隙方法，本发明还涉及一种利用该方法制造的铁路轮对车床床头箱。

背景技术

随着铁路的不断提速，铁路运输部门对车辆轮对踏面径向跳动的技术要求也越来越高，现在已经有些厂家将轮对径跳的技术指标压低到了0.1mm。而要想实现这样高的加工精度，车床主轴与其主轴套筒之间的间隙问题便成为困惑车轮车床制造厂家的一大难题，因为该间隙将直接影响到轮对踏面的加工精度。现有的车轮车床主轴与主轴套筒之间的间隙配制设计要求目前为0.02mm，但是由于在机加过程中主轴套筒内孔与主轴套筒间的直线度通常都难以保证，另外卡盘在与主轴装配时主轴端部内孔也常会因变形而缩小，造成装配困难，致使机加装配时还需要进行二次修磨，最终都会导致主轴与主轴套筒之间的间隙被加大到0.1～0.2mm，有时甚至会更大。这样的间隙配制对于轮对0.1mm的径跳指标显然是难以保证的。据我们的测算，要想达到径跳0.1mm的指标，车床主轴与主轴套筒之间的间隙至少应小于0.008mm。从国内、外已经公开的相关资料来看，目前还没有发现一种特别有效、切实可行的具体方法能达到这样的要求。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种用于铁路轮对车床主轴套筒的消隙方法，以实现所加工轮对的径跳能够达到0.1mm的技术指标。本发明的另一个发明目的还在于提供一种利用该方法制造的铁路轮对车床的床头箱。

如果按照现有技术的思路，仅仅把思维局限在主轴与主轴套筒之间的静态配合上，人们很快就会被陷入到来自于实践中的机械、技术方方面面的种种困惑之中，极难找出一种切实可行的有效方法。但是如果我们改用一种动态的思维方式，将这种单靠机加工艺难以实现的加工精度变换为一种由机械压缩来加以控制的动态变形过程显然不失为一种全新的思路。因为人们知道，通过结构改变可以适度增加套筒的弹性变形能力，在一个很微小的范围内通过一种均布的外力使之产生一种均匀的适度变形是很容易实现的，而且更有意义的是这种外力是可调易控的。

按照上述思路我们设计出了以下技术方案：在机床的机加装配时主轴与主轴套筒之间的间隙仅需控制在适当的精度之内即可，如0.04mm之内。根据弹性变形的需要将对应于主轴套筒内套筒空腔处的壁厚减薄，在该套筒空腔内再增设一个形状与之相近、尺寸较之略小的套筒芯轴，在套筒芯轴的外围与套筒空腔的内壁之间形成一个狭窄的环形夹套，在该环形夹套及设在套筒芯轴中的导压介质分配及调压管腔内充满脂类导压介质，在该机床工作时顶尖顶紧工件的过程中，靠其顶紧力来压缩脂类导压介质使主轴套筒涨起变形，以此来控制主轴与其主轴套筒之间的间隙、并保持在要求的间隙精度范围内

上述的脂类导压介质以选用常温下为固态的脂类物质为佳，其中以甘油为优选。

为了实现上述工艺过程，从设备上需对现有的铁路轮对车床床头箱做如下改进，主轴与其主轴套筒之间的间隙配制略低于机床使用设计要求，对应于主轴套筒内套筒空腔处的壁厚根据弹性变形的需要适当减薄，在该套筒空腔内再增设一个形状与之相近、尺寸较之略小的套筒芯轴，在套筒芯轴的外围与套筒空腔的内壁之间形成一个狭窄的环形夹套，该环形夹套通过在套筒芯轴内均匀设置的导压介质分配管道与开口于套筒芯轴外端的导压介质调压管道相连接，在导压介质调压管道的开口处还设有一个贮压腔。该套筒芯轴的外端通过固定法兰盘和连接法兰套安装在顶尖套筒移动传动丝杠的端面上。在连接法兰套与套筒芯轴之间设置一套导压介质加压装置，包括一个顶塞和一块在与贮压槽对应处设有半球囊的橡胶盘。在上述的管道、环形夹套、贮压腔及半球囊内充满脂类导压介质。

本发明的有益效果是由于将主轴与主轴其套筒之间的一种静态的公差配合变换成为一种动态可调式的动态机械参数变换过程，从而避开了一些苛刻而又不易实现的机加难题，使相关技术问题的解决大大简化。通过试验证实，如果设计时取顶紧力为1700Kg，装甘油处主轴套筒壁厚取40mm，经有限元分析计算得知套筒涨起变形量为0.033mm，在这样的间隙配制精度下，要实现将轮对径跳技术指标压低到0.1mm显然是没有问题的。采用该项设计机床经过安装调试后，已经开始试用，实际加工的轮对径跳达到0.007mm。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本发明作以详细说明

图1为本发明的床头箱结构示意图

图2为图1中卡盘处的局部A-A剖面示意图

图3为图1中主轴与其主轴套筒之间配合处的局部放大图

具体实施方式

例1