Введение

Роль и важность упругих колес

Упругие колеса представляют собой тип колеса, в котором между ободом и ступицей колеса находится резина.Обычно они состоят из обода колеса, ступицы колеса, прижимного кольца, резинового кольца и соединительных болтов.Упругие колеса являются одними из основных колес, используемых в современном городском железнодорожном транспорте.Они позволяют снизить шум удара колес о рельсы, смягчить вибрации от ударов колес о рельсы, снизить динамическую нагрузку на устройства трансмиссии и рулевой рамы, уменьшить колесо-рельс износа и продления срока службы транспортных средств на трассе.С быстрым развитием железнодорожного транспорта роль устойчивых колес становится все более важной.Они стали ключевым компонентом железнодорожного транспорта, и спрос на них растет.

Цель настоящей статьи

В этой статье на примере определенного интегрального упругого колеса экспортного типа, производимого нашей компанией, представлены конструкция прессового оборудования и инструментов, интеллектуальный контроль давления в резине и метод установки сбалансированного сжатия для таких упругих колес.Цель состоит в том, чтобы решить такие проблемы, как большое биение после прессования, неконтролируемая сила предварительной нагрузки и скорость прессования, а также невозможность определения силы прессования резины в режиме реального времени.

Практическое применение и эффективность

Путем систематического анализа и проектирования мы разработали универсальное сборочное оборудование и инструменты для упругих колес, интеллектуальную систему контроля давления в резине и метод установки сбалансированного сжатия резины.Практическое применение и проверка позволили эффективно снизить биение упругих колес после сборки.Контролируя силу предварительной нагрузки резины, мы косвенно контролировали испытательную жесткость упругих колес, уменьшали долю выборки для испытаний на жесткость и создавали таблицу кривой давления для каждого упругого колеса в сборе.Это обеспечивает качество сборки и повышает эффективность.

Внедрение продукции

Структура продукта

Цельное упругое колесо экспортного типа в основном состоит из ступицы колеса, резинового кольца, обода колеса, заземляющего провода и крепежных болтов.

1. Ступица колеса

2.Резиновое кольцо

3. Обод колеса

4. Заземляющий провод

5. Крепежные болты

(Рисунок 1: Структура цельного упругого колеса экспортного типа)

Ключевые технические требования к сборке

1. Крутящий момент болта: 300 Н·м.

2. Осевое биение: ≤0,5 мм.

3. Радиальное биение: ≤0,3 мм.

4. Статический дисбаланс: ≤125 г·м.

5. Требования к типовым испытаниям:

- Радиальная жесткость: ≥400 кН/мм.

- Осевая жесткость: ≥65 кН/мм

- Торсионная жесткость: 23,9 кН/мм.

- Гистерезис: ≤0,3 мм

6. Требования к испытаниям на усталость:

- На ободе колеса, ступице колеса и поверхности прижимного кольца при магнитопорошковом контроле после испытания не обнаружено дефектов;гистерезис ≤10 мм

- Скорость изменения значений осевого и радиального биения до и после испытания на жесткость при кручении: ≤±20%, при осевом биении ≤0,5 мм и радиальном биении ≤0,3 мм.

- После испытания значения жесткости должны соответствовать требованию 600 кН/мм ≥ радиальной жесткости ≥ 320 кН/мм, 100 кН/мм ≥ осевой жесткости ≥ 52 кН/мм.

Анализ продукта

• Выход продукта: Продукт экспортного типа имеет ту же базовую конструкцию, что и упругое колесо легкорельсового транспорта отечественной разработки, но с более высокими требованиями к значениям биения при сборке.

• Испытание на жесткость: При наличии большой партии упругих колес экспортного типа обеспечить соответствие каждого изделия требованиям испытаний на жесткость непросто.Контролируя минимальную силу прижатия резины и проверяя жесткость упругого колеса, мы можем косвенно контролировать испытание на жесткость.Приемлемый диапазон осевого усилия прессования составляет 12,5–16 т.

Проектирование автоматизированного интеллектуального прессового оборудования

Требования к конструкции прессового оборудования

• Контролируйте силу предварительной нагрузки, скорость прессования и время удержания.

• Выведите фактическую силу прижима резины.

• Записывайте и сохраняйте качественные данные.

Проектирование основного прессового оборудования и вспомогательной оснастки

• Проектирование основного оборудования: Гидравлический цилиндр установлен посередине корпуса машины штоком поршня вверх.Использование сегментированного композитного блока для вытягивания и прижима продукта гарантирует, что прижимающие компоненты не будут блокировать верхнюю часть упругого колеса, что облегчает затяжку болтов вокруг колеса вручную.

• Вспомогательный инструмент:

- Распорный блок ступицы: используется для позиционирования торца упругого колеса до и во время прессования.

- Блок позиционирования ступицы: используется для радиального позиционирования упругого колеса до и во время прессования.

- Блок давления: используется для сбалансированного прижима упругого колпака колеса во время прессования.

- Устройство регулировки обода: используется для предварительной регулировки радиального эксцентриситета перед установкой упругого колеса с резиной на оборудование.

Проектирование системы управления

• Скорость нажатия: В оборудовании используется электрогидравлический сервопривод с ЧПУ, программируемый контроллер ПЛК и промышленный компьютер для сбора и обработки данных, что позволяет устанавливать и регулировать давление и скорость тяги гидравлического цилиндра.В течение всего процесса прессования начальная часть хода устанавливается со скоростью 3–4 мм/с, а последняя часть — со скоростью 0,5–1,5 мм/с.

• Конструкция удержания давления: После того как упругое колесо предварительно запрессовано на место, болты или гайки устанавливаются вручную и последовательно затягиваются двумя людьми с противоположных сторон.Прессовое оборудование должно иметь функцию удержания давления, а параметры устанавливаются в зависимости от конкретных требований к времени выдержки продукта.

Разработка системы мониторинга силы осевого прессования резины

Во время предварительного прессования упругое колесо, как только колпак колеса полностью соприкасается со ступенькой ступицы колеса, давление в гидравлическом цилиндре продолжает увеличиваться, не вызывая смещения поршня.Соответствующее значение давления в точке поворота кривой смещения-давления плюс вес обода и резины представляют собой осевое давление на резину упругого колеса.Оборудование измеряет это с помощью датчиков давления и смещения, рисуя кривую смещения-давления для мониторинга осевого давления в режиме реального времени.

Проектирование метода установки со сбалансированным сжатием резины

• Натяг резины и обода с натягом: Наружный диаметр резины и внутренний диаметр обода имеют посадку с натягом, с общим натягом около 3 мм.

• Метод сжатия резинового кольца: Одновременно сожмите обе стороны резинового кольца в обод, отрегулируйте остальные стороны так, чтобы они имели примерно одинаковое сжатие, и с помощью резинового молотка равномерно затяните сжатые части, обеспечив равномерное распределение давления.

• Метод предварительного прессования для устранения неравномерного напряжения: Перед официальным прессованием один раз предварительно нажмите на колесо, удерживая давление в течение 3-5 минут, чтобы снять часть сосредоточенного напряжения, в результате чего достигается более равномерный и плотный контакт между резиной, ободом, ступицей и прижимным кольцом.

Проверка эффективности

После разработки автоматизированного прессового оборудования и совершенствования метода прессования резины при серийном производстве экспортных упругих колес наблюдается значительное улучшение качества биения сборки.Испытания на жесткость и усталость соответствуют предъявляемым требованиям, а все эксплуатационные параметры полностью соответствуют стандартам качества экспортных упругих колес.

Исследование и внедрение этого процесса сборки упругих колес вывели технологию сборки нашей компании на передовой уровень, обеспечивая качество прессования и эффективный контроль.Качество продукции подтверждено испытаниями в аккредитованной CNAS лаборатории и использованием заказчиков и соответствует всем требованиям.