增益控制
浅谈数控不落轮镟床主驱动轮结构原理及常见故障处理海燕;唐义;杨兆安
【摘 要】对数控不落轮镟床主驱动轮的结构原理和常见故障进行分析,从机械和电气控制两个方面提供了优化解决方案,为不落轮镟床主驱动轮系统的设计提供参考. 【期刊名称】《机电工程技术》
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【年(卷),期】2016(045)012
【总页数】3页(P107-108,120)
DD LM0558【关键词】数控不落轮镟床;主驱动轮;机械;电气控制
氧化锆全瓷【作 者】海燕;唐义;杨兆安
【作者单位】广州地铁集团有限公司,广东广州 526000;广州地铁集团有限公司,广东广州 526000;广州地铁集团有限公司,广东广州 526000
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【正文语种】中 文
【中图分类】TG659
pc标牌数控不落轮镟床是用于地铁车辆电客车轮对镟修的重要设备，其主要的功能是用于修复电客车在运行过程中造成的踏面擦伤和剥离，恢复轮缘厚度，降低转向架间轮径差和轮对跳动量。是地铁车辆段必须配置的设备之一。
数控不落轮镟床从结构分为数控系统、主驱动轮系统、测量系统、轮对装夹系统、辅助轨系统等几大部分。其中，主驱动轮系统主要功能分为两部分：一是将需要镟修的轮对举升；二是为需要镟修的轮对提供旋转动力。
主驱动轮系统分布在机床两侧，分为电机驱动和液压马达两种驱动方式。电机驱动方式又分为单侧一台电机控制同侧两个滚轮驱动方式和单个电机控制一个滚轮两种方式。 单侧一台电机控制同侧两个滚轮驱动方式其结构分为驱动异步电机、主电机皮带轮、从动皮带轮、减速箱、驱动滚轮几个部分。驱动原理为：数控系统输出使能控制驱动电机旋转动作，电机主皮带轮通过V型皮带将旋转运动传递至两个从动皮带轮，从动皮带轮将力和
力矩传递至减速箱，并最终通过减速箱输出轴驱动驱动滚轮动作[1]。在整个主驱动轮系统中，一共分为左右两台电机，常见于U2000-400型数控不落轮镟床，参见图1。
单个电机控制一个滚轮的驱动方式其结构分为驱动伺服电机、三角皮带、减速箱、驱动滚轮几个部分。驱动原理与单侧一台电机控制同侧两个滚轮驱动方式类似，但其单个电机只控制一个滚轮，在整个主驱动轮系统中，一共分为四台电机，该系统在UGE150N型数控不落轮镟床进行应用[2]。
液压马达驱动，传动方式较电机驱动方式更为简单，以机械结构简单的液压马达来实现驱动滚轮的功能，无需中间机械传动机构，该系统在TUP-650SH型数控不落轮镟床进行应用[3]，参见图2。
驱动轮作为轮对镟修质量的重要影响部件，驱动轮自身的状态直接影响镟修轮对的圆跳动，一般来说，单个驱动轮圆跳动量要求小于0.1 mm，四个驱动轮直径差要求小于0.5 mm，驱动轮表面要求无裂纹、无擦伤痕迹、目视检查无明显磨损[4]。
在数控不落轮镟床使用过程中，常常发生单个驱动轮与列车轮对之间出现打滑现象，并导
致驱动轮表面异常磨损问题。造成打滑现象主要由以下几点原因造成：（1）驱动轮与轮对表面有油污，造成瞬时驱动轮与轮对之间出现打滑；（2）驱动轮自身技术参数不满足使用要求；（3）在单侧一台电机控制同侧两个滚轮驱动方式中，影响因素还有传动皮带张紧力不足、主皮带轮不同步、从皮带轮不同步等。
在以往的设计中，设备厂家通常采用在电机内部加装旋转编码器，通过读取旋转编码器的数据，比对电机输出转速的差异，在实际使用过程中，由于电机本身转速造成的不同步情况较少，多数问题由油污和传动皮带造成。
皮带传动由于自身的特点，在工作时由于带的弹性和带轮两边的压力差不可避免会产生弹性滑动，造成传动精度下降，同时，在V带传动过程中，常见发生皮带打滑问题。因此在单侧一台电机控制同侧两个滚轮驱动方式中，不建议采用V型带设计，而改为采用同步带的设计，同步带在工作时，带上的齿与带轮上的齿啮合，以传动力和转矩，同步带传动可避免带与带轮之间产生滑动，保证两轮圆周速度同步，可有效降低机械传动导致的传动精度降低[5]。参见图3、图4。
除了机械传动方面的优化，还可以通过电气方式进行优化，无论是异步电机、伺服电机、
液压马达，目前都有成熟的技术可以获取电机或马达的转速，在现有不落轮设备的设计过程中也广泛应用。驱动轮的转速可通过在驱动轮输出轴加装旋转编码器获取，并将数据反馈至PLC系统进行比对，通过四个驱动轮之间数据比对判断驱动轮是否存在不同步故障，并将故障信息输入至故障诊断系统。在伺服电机驱动系统中，通过驱动轮的转速差数据，反馈至PLC系统，通过PLC系统数据计算调整四个伺服电机转速，从而达到闭环控制的目的，参见图5[6]。
