铁路客车轴承滚子磨削加工在线检测系统

韩宇， 张洛平， 王鹏飞， 孟文宝

(河南科技大学 机电工程学院，河南 洛阳 471003)

1 前言

随着列车速度的提高和运行距离的增加，对车轮轴承质量的要求也随之提高[1]。目前，国内铁路客车正常运行速度不超过160 km/h，车轮最高转速为1 000 r/min，车轴所受载荷为148.96 kN，最大轴向载荷为59.6～74.5 kN，车轮轴承采用脂润滑。滚子质量在很大程度上影响着轴承的使用寿命和动态性能。由于铁路客车使用环境的特殊性，要求在磨削加工中同一组滚子直径变动量≤2 μm，长度变动量≤10 μm。

磨削加工往往作为终加工工序，对工件的最终精度有直接的影响。铁路客车常用轴承有圆柱滚子轴承和圆锥滚子轴承，滚子素线常采用边缘对数曲线修形，一般为修形砂轮切入式磨削加工，其原理如图1所示。这种加工方法要经常用金刚笔或金刚滚轮对砂轮进行修形，修形后的砂轮外形很难保证与所需滚子外形素线一致，同一批滚子的直径变动量难以控制，容易造成滚子滚动面素线的对称度不高，表面粗糙度控制有限，且频繁修形造成工作效率较低。

图1 现有工艺

针对现有技术的不足，设计了一种采用CBN砂轮高速点接触磨削滚子轨迹的新方法。该方法集多种轮廓磨削加工工艺于一体，一次装夹可完成多个表面的磨削加工，不仅提高加工效率，还可以保证工件的形状和位置精度[2]。

在线检测技术是一种基于计算机控制的检测技术，其检测过程由数控程序控制，通过工控机的处理得出检测结果并做出相应的处理。……