鐵路貨車多品種通用輪對軸承壓裝設備

陳祖讓

（湖南鐵路科技職業技術學院 湖南 株洲 412000）

用于60噸鐵路貨車固定式半自動軸承壓裝機，一般只能壓裝RD2輪對軸承，壓裝力設計為350kN。為擴大設備使用范圍，可通過有效改裝后可擴大使用范圍可壓裝鐵路各種車型的軸承（用戶指定），新設計或者通過改造后壓裝力達到550kN，且壓裝效果良好，換型快捷，結構工藝性能達到壓裝力的準確真實。

軸承壓裝機機體由床身、支座、主油缸、輔助油缸及輪對夾緊機構組成。本機床身、支座在強度和剛度上較以前有很大的提高，主油缸設計獨特，具有良好的使用性能。液壓站的結構和液控原理經過多年的考驗，密封性能好，可靠。集成塊主體采用鍛剛制造，六面磨削加工。控制臺為流行的計算機操作臺結構，強弱電分柜安裝，抗干擾能力強。

新制或改造后的滾動軸承壓裝機是一臺具有自動記錄鐵路車輛滾動軸承壓裝過程中產生的位移——壓力關系曲線及有關數據的新一代滾動軸承壓裝機，是鐵路車輛滾動軸承壓裝的專用設備。

1 方案評估

根據生產要求，軸承壓裝機必須達到如下目標：

1）滿足鐵道部【1998】2號文件對軸承壓裝的要求；

2）能夠自動監測軸承壓裝力變化，判斷壓裝質量，對不合格軸承報警，自動打印壓裝力曲線并保存壓裝數據，還能實現壓裝自動控制；

3）能夠錄入軸承檢修數據，并輸出含有軸承組裝信息的標準壓裝記錄單；

4）能夠備份、查閱和輸出軸承壓裝歷史數據，可以實現網絡傳輸；

5）操作簡單，性能可靠，達到或者超越市場上同類產品水平。

該壓裝機的液壓系統由低壓和高壓組成，低壓用于各種輔助動作，高壓用于軸承壓裝。查閱原軸承壓裝機的圖紙，可知主機由左右兩套壓裝油缸、引軸、壓套、輪對頂起機構、送輪機構、鎖緊機構、液壓站以及上橫梁、底座、電器控制柜、檢測記錄系統等裝置組成封閉的軸承壓裝系統，見圖1。

圖1 貨車通用輪對軸承壓裝機外型

分析軸承壓裝機的壓裝過程，可知有以下幾個工步：

1）人工推入輪對；

2）輪對頂升；

3）引軸定位；

4）輪對鎖緊；

5）壓裝軸承；

6）引軸及壓套退回；

7）松鎖、落輪對；

8）送出輪對。

因此，我們按照這個工作循環，編寫程序由可編程序控制器控制自動執行。

因此，軸承壓裝機的軸承壓裝示意圖見圖2。

圖2 輪對軸承壓裝示意圖

輪對推進到壓裝位后，輪對頂升機構將輪對頂起，引軸的外徑小于軸承內孔尺寸0.5mm，引軸通過軸承內孔再頂緊輪對。引軸將輪對定位并頂緊，引軸端面與輪軸端面貼緊，并使輪對脫離輪對頂升機構V形支撐塊并保證一定間隙，然后鎖緊裝置將輪對鎖緊。由于引軸與壓裝套有配合間隙，引軸要伸出350mm才能定位輪對，引軸伸出端是典型的懸臂軸結構，引軸在輪對重力（見表1）作用下必然偏離機床幾何中心，由于是輪對先定位后鎖緊，也就是輪對與壓套中心存在偏移量的狀態鎖緊輪對，壓裝軸承時除正常的壓裝力之外還需要克服輪對鎖緊力和偏移距，由此所引起的附加力、鎖緊力和輪對重力，使引軸和壓套受力部位產生較大摩擦力，從而使壓裝記錄儀記錄的壓力失真。

表1 輪對基本參數

2 油缸改裝

軸承壓裝機主壓油缸以前采用鑄鐵件，可能存在鑄造缺陷。當增大壓裝力后，承載能力表現不足、機床剛性較差，會使機床壓裝動態特性不佳，因此新設計為了達到增加壓裝機剛性目的，在壓裝油缸處做了較大的改進，上橫梁、底座、液壓站、輪對頂起機構、鎖輪機構保留原壓裝機，新增加引軸、壓套等。

壓裝缸壓裝流程為：按開始自動壓裝按鈕，電磁閥動作，定位腔輸油管進油，推動定位活塞筒桿及中心孔頂錐到位，在定位活塞筒桿一端套上待壓軸承和后檔；壓裝腔進油推動壓裝活塞筒桿將軸承和后檔壓人軸頸和防塵座并加壓保壓3～5s，然后退回定位活塞筒桿和壓裝活塞筒桿，完成壓裝過程。主油缸設計獨特，具有良好的使用性能。三復合式油缸結構保證在軸承壓裝過程中車軸毫不受損，小活塞頂尖5KN的恒定頂力保證準確定位，中活塞35KN預應力和定位前端的可旋轉結構保證了車軸軸端平面接觸。該油缸的最大特點是在空運行時活塞伸縮自如，不存在空運行時定位頭伸出后退不回去的情況。輪對定位機構保證了輪對在軸承壓裝過程中不發生竄動，從而保證了軸承壓裝過程中各位置相對應壓力值的檢測準確度。

壓裝油缸安裝時底座可不必位移，設計時充分考慮了安裝的工序，可確保機床安裝各項技術要求，達到壓裝各種輪對軸承工藝要求。

3 轉換實施過程：

3.1 將頂尖開出，把60噸貨車軸承壓裝用導向套和壓裝盤拆下；將70噸貨車軸承壓裝用導向套和壓裝盤裝上；注意導向套的兩個定位螺絲定在環槽上即可；不能擰緊，導向套能360度旋轉。

3.2 將滾道圓弧板四顆螺栓緊開，將板下的開口墊條拆下一條（左、右各一條）即可。

3.3 將支撐叉下的圓墊圈取下即可。

3.4 用手動將主油缸開到底，將電腦界面點擊到參數設置界面，調整高壓溢流閥（分左、右）：70噸（RE2B）的壓力調到6.8～7.0MPa，340kN；60 噸的壓力為 8.7～9.0MPa，440kN，左右一致，然后將溢流閥鎖死。

3.5 從70噸貨車的輪對軸承壓裝改回60噸貨車的輪對軸承壓裝，按照相反的順序進行即可。

裝配時，特別注意保持壓裝軸承時壓裝機活塞中心線與車軸中心線應重合，軸承壓裝過程中應旋轉軸承外圈，保持其旋轉靈活；卡滯時須停止壓裝，退卸檢查。