货车轮对带轴承旋转定心装置.pdf

本发明公开了一种货车轮对带轴承旋转定心装置，包括主轴、移动套筒、定心套和至少2个旋转伸缩卡持结构，所述移动套筒安装在主轴中心位置，并由电机驱动移动套筒做伸缩运动，所述定心套安装在移动套筒的前端，用以套接在轮对轴承外环上，所述定心套、移动套筒和主轴同心设置，所述旋转伸缩卡持结构围绕所述主轴卡盘圆周分布，用以卡持货车轮对的轮辋外侧。本发明提供的货车轮对带轴承旋转定心装置，通过定心套实现对货车带轴承轮对的轴承定心，通过旋转卡持结构实现对轮对轮辋的卡持固定，使货车带轴承轮对的轮缘踏面在修理加工过程中不需要拆卸轴承前盖即可完成定心卡持，提高了货车轮对的修理加工效率。

1.  货车轮对带轴承旋转定心装置，包括主轴(50)、移动套筒(30)、定心套(20)和至少2个旋转伸缩卡持结构(60)，其特征在于，所述移动套筒(30)安装在主轴(50)的中心位置，并由电机驱动移动套筒(30)做伸缩运动，所述定心套(20)安装在移动套筒(30)的前端，用以套接在轮对轴承外环(10)上，所述定心套(20)、移动套筒(30)和主轴(50)同心设置，所述旋转伸缩卡持结构(60)围绕所述主轴卡盘(61)的圆周分布，用以卡持货车轮对的轮辋。

2.  如权利要求1所述的货车轮对带轴承旋转定心装置，其特征在于，所述定心套(20)的后端通过锥形台(21)或锥柱安装在移动套筒(30)前端的锥孔(31)或长锥孔(32)内，所述定心套(20)的前端内侧孔内设有收容轴承前盖(11)的容置空间(22)，所述定心套(20)的前端外侧设有可套接在轮对轴承(10)外环上的台阶面(23)，所述台阶面(23)与所述移动套筒(30)同轴设置，在所述台阶面(23)的外边缘设有内锥形导引部(24)。

3.  如权利要求1所述的货车轮对带轴承旋转定心装置，其特征在于，所述定心套(20)的后端通过锥形台(21)或锥柱安装在移动套筒(30)前端的锥孔(31)或长锥孔(32)内，所述定心套(20)的前端里孔内侧设有收容轴承前盖(11)的容置空间(22)，所述定心套(20)的前端设有与轮对轴承外环(10)的倒角面对接的内锥形接触面。

4.  如权利要求1、2或3所述的货车轮对带轴承旋转定心装置，其特征在于，所述主轴(50)的端部内侧设有与液压油路连通的环状槽(52)，在所述环状槽(52)中安装锥形卡套(53)和锁紧压块(54)，法兰盘(55)扣接在所述环状槽(52)外端部；所述锥形卡套(53)套接在移动套筒(30)上，锥形卡套(53)通过把合螺钉固定在环状槽(52)的里侧端面上，所述锥形卡套(53)的外圆表面为圆锥形，并且沿着外圆表面设有若干个均布的卸荷槽(56)；所述锁紧压块(54)套接在主轴(50)上并位于所述锥形卡套(53)的外侧，所述锁紧压块(54)与所述锥形卡套(53)的圆锥形外表面配合，并且所述锁紧压块(54)与移动套筒(30)、环状槽(52)的内壁之间分别通过密封圈密封；所述法兰盘(55)固定在主轴(50)的端面上，所述法兰盘(55)与所述锁紧压块(54)之间通过定位导向螺钉(57)连接，所述定位导向螺钉(57)安装在所述锁紧压块(54)的外端面上，并且在所述定位导向螺钉(57)与所述锁紧压块(54)的外端面之间安装有蝶形弹簧(58)。

5.  如权利要求1、2或3所述的货车轮对带轴承旋转定心装置，其特征在于，所述旋转伸缩卡持结构(60)安装固定在主轴卡盘(61)上，所述主轴卡盘(61)固定安装在主轴(50)上。

6.  如权利要求5所述的货车轮对带轴承旋转定心装置，其特征在于，所述旋转卡持结 构(60)包括卡紧座体(62)、弧形卡爪(69)和位于卡紧座体(62)内部的宽齿轮(64)、轴向油缸(65)、径向油缸(66)、大齿轮(67)、小齿轮(68)、移动轴套(63)，所述弧形卡爪(69)安装在所述移动轴套(63)的前端，所述移动轴套(63)和所述宽齿轮(64)对接后套接在所述轴向油缸(65)的前端，所述轴向油缸(65)的后端固定在所述卡紧座体(62)内部，所述大齿轮(67)和小齿轮(68)同轴传动，大齿轮(67)与所述宽齿轮(64)啮合，小齿轮(68)与所述径向油缸(66)的齿条活塞杆啮合。

7.  如权利要求6所述的货车轮对带轴承旋转定心装置，其特征在于，所述弧形卡爪(69)呈弧形结构，即弧形卡爪边缘与旋转中心的距离逐渐增大。

8.  一种使用权利要求1至7任一项所述货车轮对轴承旋转定心装置的数控机床，其特征在于，所述货车轮对轴承旋转定心装置安装在数控机床的主轴移动套筒的前端。

货车轮对带轴承旋转定心装置
技术领域
本发明涉及一种货车轮对带轴承旋转定心装置，属于铁路货运车辆轮对修理加工设备领域，是针对货车带轴承轮对不开轴承前盖的条件下，在车轮车床上进行轮缘踏面加工时的定心卡持装置。
背景技术
在铁路系统，火车轮对解体后，轮对的轮缘踏面加工修理设备为车轮车床，传统的车轮车床均采用主轴套筒顶尖定心，主轴卡盘卡爪卡紧工件的定心装卡方式。机床设置的轨道装置与车间轨道相连，需要修理的轮对通过车间轨道、机床轨道被推送到机床中部位置上。机床中部位置设有液压千斤顶，通过液压千斤顶抬升轮对，将轮对车轴中心抬升到机床中心位置上(通常要求中心孔低于机床中心约3mm左右)。左、右主轴套筒顶尖伸出，顶紧车轴轴端中心孔，左、右卡盘卡爪撑紧车轮轮辋外侧内径表面，完成轮对的定心装卡。接下来可以进行轮缘踏面的型面加工。
随着我国铁路运输业的迅猛发展，铁路货运量大幅度提高，货车轮对的维修量激增，铁路各段修的生产能力已经满足不了货车轮对的使用要求。
铁路站修所修理轮对时，要求轮对带轴承且不允许拆卸轴承前盖，即轮对车轴两端的中心孔是不能外露的。这就使得现有的车轮车床，采用顶尖定心方式满足不了货车轮对在带轴承不开前盖的条件下进行轮缘踏面的修理加工时的定心装卡要求。
铁路行业在轮对轮缘踏面进行修理加工时，对拆卸轴承前盖有着严格的要求，限于目前国内没有合适的设备，为满足轮对修理加工要求，仅少数站修所在轮对修理加工时，允许打开轴承前盖(必须经过备案)，但是在打开的过程中，修理加工单位需要做好相应的标记工作。因此说，解决货车带轴承不开前盖的轮对在机床上的定心装卡问题也是势在必行。
发明内容
为解决轮对修理加工过程中，在不打开轴承前盖的条件下，即可满足轮对定心的问题，本发明提供一种货车轮对带轴承旋转定心装置。
本发明的目的通过以下技术方案来具体实现：
货车轮对带轴承旋转定心装置，包括主轴、移动套筒、定心套和至少2个旋转伸缩卡持结构，所述移动套筒安装在主轴的中心位置，并由电机驱动移动套筒做伸缩运动，所述定心套安装在移动套筒的前端，用以套接在轮对轴承外环上，所述定心套、移动套筒和主轴同心 设置，所述旋转伸缩卡持结构围绕所述主轴卡盘的圆周分布，用以卡持货车轮对的轮辋外侧。
所述定心套的后端通过锥形台或锥柱安装在移动套筒前端的锥孔或长锥孔内，所述定心套的前端里孔内侧设有收容轴承前盖的容置空间，所述定心套的前端外侧设有可套接在轮对轴承上的台阶面，所述台阶面与所述移动套筒同轴设置，在所述台阶面的外边缘设有内锥形导引部。
所述定心套的后端通过锥形台或锥柱安装在移动套筒前端的锥孔内，所述定心套的前端里孔内侧设有收容轴承前盖的容置空间，所述定心套的前端设有与轮对轴承外环的倒角面对接的内锥形接触面。
所述主轴的端部内侧设有与液压油路连通的环状槽，在所述环状槽中安装锥形卡套和锁紧压块，法兰盘扣接在所述环状槽外端部；所述锥形卡套套接在移动套筒上，锥形卡套通过把合螺钉固定在环状槽的里侧端面上，所述锥形卡套的外圆表面为圆锥形，并且沿着外圆表面设有若干个均布的卸荷槽；所述锁紧压块套接在主轴上并位于所述锥形卡套的外侧，所述锁紧压块与所述锥形卡套的圆锥形外表面配合，并且所述锁紧压块与移动套筒、环状槽的内壁之间分别通过密封圈密封；所述法兰盘固定在主轴的端面上，所述法兰盘与所述锁紧压块之间通过定位导向螺钉连接，所述定位导向螺钉安装在所述锁紧压块的外端面上，并且在所述定位导向螺钉与所述锁紧压块的外端面之间安装有蝶形弹簧。
所述旋转伸缩卡持结构安装固定在主轴卡盘上，所述主轴卡盘固定安装在主轴上。
所述旋转卡持结构包括卡紧座体、弧形卡爪和位于卡紧座体内部的宽齿轮、轴向油缸、径向油缸、大齿轮、小齿轮、移动轴套，所述弧形卡爪安装在所述移动轴套的前端，所述移动轴套和所述宽齿轮对接后套接在所述轴向油缸的前端，所述轴向油缸的后端固定在所述卡紧座体内部，所述大齿轮和小齿轮同轴传动，大齿轮与所述宽齿轮啮合，小齿轮与所述径向油缸的齿条活塞杆啮合；由所述径向油缸驱动齿条活塞杆，齿条活塞杆通过小齿轮驱动大齿轮，大齿轮驱动宽齿轮进而通过移动轴套带动所述弧形卡爪转动，实现弧形卡爪与轮辋内侧的卡持撑紧；由轴向油缸驱动移动套筒进而带动所述弧形卡爪做轴向运动。
所述弧形卡爪呈弧形结构，即弧形卡爪边缘与旋转中心的距离逐渐增大。
一种使用所述货车轮对轴承旋转定心装置的数控机床，所述货车轮对轴承旋转定心装置安装在数控机床的主轴移动套筒的前端。
本发明提供的货车轮对带轴承旋转定心装置，通过定心套实现对货车轮对轴承定心，通过旋转卡持结构实现对轮辋的固定卡持，使货车轮对的轮缘踏面在修理加工的过程中不需要拆卸轴承前盖即可对货车轮对进行定心卡持，提高了货车轮对的修理加工效率。
附图说明
图1是货车轮对的结构图。
图2是本发明所述货车轮对带轴承旋转定心装置使用状态的示意图。
图3是图2中I处局部放大图。
图4是定心套的一种结构示意图。
图5是锥形卡套的结构图。
图6是旋转伸缩卡持结构的结构图。
图7是图7中A-A截面剖视图。
图8是图7中B-B截面剖视图。
图中：
10、轮对轴承； 
11、轴承前盖； 
20、定心套； 
21、锥形台； 
22、容置空间； 
23、台阶面； 
24、内锥形导引面；
30、移动套筒； 
31、锥孔；
32、长锥孔； 
50、主轴；
52、环状槽； 
53、锥形卡套； 
54、锁紧压块； 
55、法兰盘； 
56、卸荷槽； 
57、定位导向螺钉；
58、蝶形弹簧； 
60、旋转伸缩卡持结构；
61、主轴卡盘； 
62、卡紧座体； 
63、移动轴套； 
64、宽齿轮； 
65、轴向油缸； 
66、径向油缸； 
67、大齿轮； 
68、小齿轮； 
69、弧形卡爪。 
具体实施方式
实施例一
如图1-2所示，本发明实施例一所述的货车轮对带轴承旋转定心装置，包括主轴50、移动套筒30、定心套20和至少2个旋转伸缩卡持结构60，主轴50可旋转，所述移动套筒30安装在主轴50的中心部位，并由电机驱动移动套筒30做伸缩运动，所述定心套20安装在移动套筒30的前端，用以套接在轮对轴承10上，所述定心套20、移动套筒30和主轴50同心设置，所述旋转伸缩卡持结构60围绕所述主轴卡盘61的圆周分布，用以卡持货车轮对的轮辋外侧，使所述货车带轴承轮对可在主轴50的带动下转动，以便于对货车轮对的轮缘踏面进行修理加工。
如图4所示，所述定心套20的后端通过锥形台21安装在移动套筒30前端的锥孔31内(或采用锥柱的方式安装在长锥孔32内)，采用锥形台21可以起到良好的定心作用，保证定心套20与移动套筒30之间的同轴度，并且采用锥形台21可以便于定心套20的拆卸；所述定心套20的前端里孔内侧设有收容轴承前盖11的容置空间22，当不拆卸轴承前盖11时，轴承前盖11凸出于货车轮对轴承的外端部，所以需要针对这一技术环节进行设计出容置空间22，以便于使用定心套20进行定心；所述定心套20的前端外侧设有可套接在轮对轴承10外环上的台阶面23，所述台阶面23的内径与所述轮对轴承10的外径采用间隙配合，使所述台阶面23在与轮对轴承10进行套接以后实现对轮对轴承的定心目的，进而实现对货车轮对车轴进行定心；所述台阶面23与所述主轴移动套筒3同轴设置，在所述台阶面23的外边缘设有内锥形导引部24，利用所述内锥形导引部24，可以使定心套20在与轮对轴承10进行对接时，轮对轴承10通过所述内锥形导引部24的导引进入定心套20的台阶面23中。
与图4所示结构不同，所述定心套20的后端通过锥形台21安装在移动套筒30前端的锥孔31内，采用锥形台21可以起到良好的定心作用，保证定心套20与移动套筒30之间的 同轴度，并且采用锥形台21可以便于定心套20的拆卸；所述定心套20的前端里孔内侧设有收容轴承前盖11的容置空间22，当不拆卸轴承前盖11时，轴承前盖11凸出于货车轮对的轴承外端部，所以需要针对这一技术环节进行设计出容置空间22，以便于使用定心套20进行定心；所述定心套20的前端设有与轮对轴承外环边缘的倒角面对接的内锥形接触面，通过内锥形接触面实现对货车轮对轴承外环的定心，并且通过该内锥形接触面实现对货车轮对车轴的提升，所述内锥形接触面的最大内径大于所述轮对轴承的外径，所述内锥形接触面的最小内径小于所述轮对轴承外环边缘的倒角面的最小直径。
如图3、图5所示，所述主轴50的端部内侧设有与液压油路连通的环状槽52，在所述环状槽52中安装锥形卡套53和锁紧压块54，法兰盘55扣接在所述环状槽52外侧端部；所述锥形卡套53套接在移动套筒30上，锥形卡套53通过把合螺钉固定在环状槽52的里侧端面上，所述锥形卡套53的外圆表面为圆锥形，并且沿着外圆表面设有若干个均布的卸荷槽56(如图6所示)；所述锁紧压块54套接在主轴上并位于所述锥形卡套53的外侧，所述锁紧压块54与所述锥形卡套53的圆锥形外表面配合，并且所述锁紧压块54与移动套筒30、环状槽52的内壁之间分别通过密封圈密封；所述法兰盘55固定在主轴50的端面上，所述法兰盘55与所述锁紧压块54之间通过定位导向螺钉57连接，所述定位导向螺钉57安装在所述锁紧压块54的外端面上，并且在所述定位导向螺钉57与所述锁紧压块54的外端面之间安装有蝶形弹簧58。
所述蝶形弹簧58的预紧力，将锁紧压块54推压在所述锥形卡套53上，所述锥形卡套53受力之后收缩，紧紧的抱住移动套筒30外圆，实现了对移动套筒30的径向锁紧，同时，由于锥形卡套53的圆锥形外圆表面的作用，保证所述移动套筒30与主轴50的同轴度，所以还可以起到定心的作用，移动套筒在锁紧状态下，可以与主轴50同步旋转。当驱动液压油路使环状槽52内部的液压空间增压时，锁紧压块54沿轴向向外侧受力，将蝶形弹簧58压缩，所述锥形卡套53与移动套筒30之间松开，恢复间隙配合，此时，移动套筒30可以做轴向伸缩运动。
如图6-8所示，并结合图1，所述旋转伸缩卡持结构60固定安装在主轴卡盘61上，所述主轴卡盘61固定安装在主轴50上。
所述旋转卡持结构60包括卡紧座体62、弧形卡爪69和位于卡紧座体内部的宽齿轮64、轴向油缸65、径向油缸66、大齿轮67、小齿轮68、移动轴套63，所述弧形卡爪69安装在 所述移动轴套63的前端，所述移动轴套63和所述宽齿轮64对接后套接在所述轴向油缸65的前端，所述轴向油缸65的后端固定在所述卡紧座体62内部，所述大齿轮67和小齿轮68同轴传动，大齿轮67与所述宽齿轮64啮合，小齿轮68与所述径向油缸66的齿条活塞杆啮合；由所述径向油缸66驱动齿条活塞杆，齿条活塞杆通过小齿轮68驱动大齿轮67，大齿轮67驱动宽齿轮进而通过移动轴套63带动所述弧形卡爪69转动，实现弧形卡爪69与轮辋外侧的卡持撑紧；由轴向油缸65驱动移动轴套63进而带动所述弧形卡爪69做轴向运动。
所述弧形卡爪69呈弧形结构，即弧形卡爪边缘与旋转中心的距离逐渐增大，使所述弧形卡爪在旋转的过程中，其边缘与货车轮对的轮辋外侧内表面之间的距离逐渐缩小，直至与货车轮对的轮辋紧密贴合，达到卡持撑紧的作用。
本发明提供的货车轮对带轴承旋转定心装置，通过定心套实现对货车轮对轴承定心，通过旋转卡紧结构实现对轮辋的固定卡持，使货车轮对的轮缘踏面在修理加工的过程中不需要拆卸轴承前盖即可对货车轮对进行定心卡持，提高了货车轮对的修理加工效率。
实施例二
本发明实施例二所述的一种使用所述货车轮对轴承旋转定心装置的数控机床，所述货车轮对轴承旋转定心装置安装在数控机床的主轴移动套筒的前端，由所述数控机床的主轴移动套筒和液压控制系统驱动所述货车轮对轴承旋转定心装置及卡持装置。