Introducción

El papel y la importancia de las ruedas resilientes

Ruedas resistentes Son un tipo de rueda en las que se incrusta caucho entre la llanta y el cubo de la rueda.Normalmente constan de una llanta, un cubo de rueda, un anillo de presión, un anillo de goma y pernos de conexión.Las ruedas resistentes son una de las ruedas principales utilizadas en los vehículos de transporte ferroviario urbanos modernos.Pueden reducir el ruido del impacto rueda-riel, aliviar las vibraciones del impacto rueda-riel, reducir la tensión dinámica en los dispositivos del bastidor de transmisión y dirección, disminuir carril-rueda desgaste y prolonga la vida útil de los vehículos en la pista.Con el rápido desarrollo del transporte ferroviario, el papel de las ruedas resistentes se ha vuelto cada vez más importante.Se han convertido en un componente clave de los vehículos ferroviarios y la demanda del mercado está creciendo.

Objetivo de este artículo

Este artículo utiliza el ejemplo de una determinada rueda elástica integral de tipo exportación producida por nuestra empresa para presentar el diseño del equipo y las herramientas de prensado, el control inteligente de la presión del caucho y el método de instalación de compresión equilibrada para dichas ruedas elásticas.El objetivo es abordar problemas como el gran descentramiento después del prensado, la fuerza de precarga y la velocidad de prensado incontroladas y la incapacidad de detectar la fuerza de prensado del caucho en tiempo real.

Aplicación práctica y eficacia

A través de análisis y diseño sistemáticos, hemos desarrollado equipos y herramientas de ensamblaje de uso general para ruedas elásticas, un sistema inteligente de monitoreo de presión de caucho y un método de instalación de compresión equilibrada de caucho.La aplicación práctica y la verificación han reducido efectivamente el descentramiento de las ruedas elásticas después del montaje.Al monitorear la fuerza de precarga del caucho, controlamos indirectamente la rigidez de prueba de las ruedas elásticas, redujimos la proporción de muestreo para las pruebas de rigidez y creamos una tabla de curva de presión para cada conjunto de ruedas elásticas.Esto garantiza la calidad del montaje y mejora la eficiencia.

Introducción del producto

Estructura del producto

La rueda elástica integral de tipo exportación consta principalmente de un cubo de rueda, un anillo de goma, una llanta, un cable de conexión a tierra y pernos de sujeción.

1.Cubo de rueda

2.Anillo de goma

3. Llanta de la rueda

4.Cable de conexión a tierra

5.Pernos de fijación

(Figura 1: Estructura de la Rueda Resiliente Integral Tipo Exportación)

Requisitos técnicos de montaje clave

1. Par de apriete del perno: 300 N·m

2. Desviación axial: ≤0,5 mm

3.Desviación radial: ≤0,3 mm

4.Desequilibrio estático: ≤125g·m

5.Requisitos de prueba de tipo:

- Rigidez radial: ≥400kN/mm

- Rigidez axial: ≥65kN/mm

- Rigidez torsional: 23,9 kN/mm

- Histéresis: ≤0,3 mm

6.Requisitos de prueba de fatiga:

- No se detectaron defectos en la llanta, el cubo de la rueda y la superficie del anillo de presión mediante la inspección con partículas magnéticas después de la prueba;histéresis ≤10 mm

- La tasa de variación de los valores de descentramiento axial y radial antes y después del ensayo de rigidez torsional: ≤±20%, con descentramiento axial ≤0,5 mm y descentramiento radial ≤0,3 mm

- Después del ensayo, los valores de rigidez deben cumplir el requisito de 600 kN/mm ≥ rigidez radial ≥ 320 kN/mm, 100 kN/mm ≥ rigidez axial ≥ 52 kN/mm

Análisis de producto

• Agotamiento del producto: El producto de exportación tiene la misma estructura básica que una rueda elástica de tren ligero desarrollada en el país, pero con requisitos más altos para los valores de descentramiento del ensamblaje.

• Prueba de rigidez: Con el gran lote de ruedas elásticas de exportación, es un desafío garantizar que cada producto cumpla con los requisitos de las pruebas de rigidez.Al controlar la fuerza mínima de presión del caucho y tomar muestras de la rigidez elástica de las ruedas, podemos monitorear la prueba de rigidez indirectamente.Se determina que el rango aceptable de fuerza de presión axial es de 12,5 a 16 t.

Diseño de equipos de prensado inteligentes y automatizados

Requisitos de diseño del equipo de prensado

• Controle la fuerza de precarga, la velocidad de prensado y el tiempo de retención.

• Genera la fuerza real de presión del caucho.

• Registre y guarde datos de calidad.

Diseño de equipos de prensado principales y herramientas de soporte.

• Diseño de equipos principales: El cilindro hidráulico está instalado en el medio del cuerpo de la máquina con el vástago del pistón hacia arriba.El uso de un bloque compuesto segmentado para tirar y presionar el producto garantiza que ningún componente de presión obstruya la parte superior de la rueda elástica, lo que facilita el ajuste manual de los pernos alrededor de la rueda.

• Herramientas de soporte:

- Bloque espaciador de cubo: se utiliza para el posicionamiento de la cara final de la rueda elástica antes y durante el prensado.

- Bloque de posicionamiento del cubo: Se utiliza para el posicionamiento radial de la rueda elástica antes y durante el prensado.

- Bloque de presión: Se utiliza para presionar equilibradamente la tapa de presión de la rueda elástica durante el prensado.

- Dispositivo de ajuste de llanta: Se utiliza para preajustar la excentricidad radial antes de presionar la rueda elástica con goma sobre el equipo.

Diseño del sistema de control

• Diseño de velocidad de prensado: El equipo utiliza una prensa hidráulica servo CNC electrohidráulica, un controlador programable PLC y una computadora industrial para recopilar y procesar datos, lo que permite configurar y ajustar la presión de tracción y la velocidad del cilindro hidráulico.Durante todo el proceso de prensado, la parte inicial de la carrera se establece en 3~4 mm/s, y la última parte en 0,5~1,5 mm/s.

• Diseño de retención de presión: Después de presionar previamente la rueda elástica en su lugar, dos personas desde lados opuestos colocan manualmente los pernos o tuercas y los aprietan secuencialmente.El equipo de prensado debe tener una función de mantenimiento de presión y los parámetros se establecen en función de los requisitos de tiempo de mantenimiento específicos del producto.

Diseño de monitoreo de fuerza de prensado axial de caucho

Durante el preprensado de la rueda resistente, una vez que la tapa de la rueda está en pleno contacto con el escalón del cubo de la rueda, la presión del cilindro hidráulico continúa aumentando sin provocar el desplazamiento del pistón.El valor de presión correspondiente en el punto de giro de la curva desplazamiento-presión, más el peso de la llanta y la goma, es la presión axial sobre la goma de la rueda elástica.El equipo mide esto a través de sensores de presión y desplazamiento, trazando la curva de desplazamiento-presión para monitorear la presión axial en tiempo real.

Diseño del método de instalación por compresión de caucho equilibrado

• Ajuste de interferencia de goma y llanta: El diámetro exterior de la goma y el diámetro interior de la llanta utilizan un ajuste de interferencia, con una cantidad de interferencia general de aproximadamente 3 mm.

• Método de compresión del anillo de goma: Comprima ambos lados del anillo de goma simultáneamente en la llanta, ajuste los lados restantes para que tengan una compresión aproximadamente igual y use un mazo de goma para apretar uniformemente las piezas comprimidas, asegurando una distribución uniforme de la presión.

• Método de preprensado para eliminar tensiones desiguales: Prepresione la rueda una vez antes del prensado oficial, manteniendo la presión durante 3 a 5 minutos para liberar parte de la tensión concentrada, lo que resulta en un contacto más uniforme y apretado entre la goma, la llanta, el cubo y el anillo de presión.

Verificación de eficacia

Después de diseñar equipos de prensado automatizados y mejorar el método de prensado de caucho, la producción por lotes de ruedas resistentes para exportación muestra una mejora significativa en la calidad del descentramiento del ensamblaje.Las pruebas de rigidez y fatiga cumplen con los requisitos y todos los parámetros de rendimiento cumplen plenamente con los estándares de calidad de las ruedas resistentes de exportación.

La investigación y la implementación de este proceso de ensamblaje de ruedas resistentes han avanzado la tecnología de ensamblaje de nuestra empresa a un nivel líder, asegurando la calidad del prensado y el monitoreo efectivo.La calidad del producto ha sido verificada mediante pruebas en un laboratorio acreditado por CNAS y el uso del cliente, cumpliendo con todos los requisitos.