退卸沒有設(shè)計注油孔的鐵路輪對新方法

吳忠舉，劉志堅，劉春生

（智奇鐵路設(shè)備有限公司技術(shù)開發(fā)部，山西 太原 030032）

引言

鐵路輪對主要起車輛承載、運行及制動等作用，它一般由車輪與車軸以過盈配合方式組成一體，大致可分為客車輪對、貨車輪對、地鐵輪對、機車輪對和動車輪對等。輪對在檢修過程中會因各種原因（如：車輪磨耗到限、齒輪箱檢修或制動盤磨耗到限等）需進行輪軸退卸。通過壓力機將力作用在軸端及車輪輪轂內(nèi)側(cè)或輪輞內(nèi)側(cè)，克服車輪轂孔與車軸輪座之間的摩擦力后將車輪從車軸上退下。此種方式對于客車輪對、貨車輪對、車輪上帶有注油孔的動車組輪對是沒有問題的，但對于車輪沒有設(shè)計注油孔的地鐵輪對（帶齒輪箱）來說，是存在問題的。

為了減小輪軸退卸過程的力，目前多種車輪上都設(shè)計了注油孔。通過注油孔向車輪轂孔內(nèi)注入高壓油，將輪轂漲開，然后只需施加很小的退卸力（大約80~90 kN）就可以將車輪從車軸上退下。而對于沒有注油孔的車輪退卸力可達1 000~1 500 kN。由于地鐵輪對（帶齒輪箱）的齒輪箱與車輪間隙較小（大約20~25 mm），而插板自身很厚（大于60~80 mm），無法插入到車輪轂孔與齒輪箱之間的間隙內(nèi)，所以無法實現(xiàn)退卸齒輪箱側(cè)車輪時輪轂內(nèi)側(cè)受力的目標。如將插板做成能插入車輪轂孔與齒輪箱之間的厚度，就無法保證它有足夠的剛度。

1 無注油孔車輪的退卸方式

目前對車輪無注油孔的地鐵輪對（帶齒輪箱）車輪退卸方式有2種：一是采用壓力機的退卸擋板與車輪輪輞內(nèi)側(cè)面接觸方式進行車輪退卸；二是采用單柱龍門式壓力機與輪對退卸工裝配合使用進行車輪退卸。

1）方式一。采用壓力機的退卸擋塊與車輪輪輞內(nèi)側(cè)面接觸方式進行車輪退卸。在壓力機上的擋板上下部位安裝2個擋塊。由于輪對帶有齒輪箱，為了使退卸擋塊不與齒輪箱干涉，擋塊的間距需能將齒輪箱放入，這導(dǎo)致車輪的輪輞內(nèi)側(cè)面接觸面積就非常小（如下頁圖1、2所示），約40~50 cm2。其優(yōu)點：工裝簡單，只需制做4個壓力塊；連接簡單，兩4個壓力塊只需要使用螺栓簡單固定到設(shè)備上；退卸效率高，輪對一次裝卸就可以將2片車輪退下。其缺點：擋塊與車輪輪輞接觸面積小，作用在輪輞上的壓強較大，使得車輪輻板發(fā)生變形，從而使得車輪輪轂部位受到了力矩作用，這極易導(dǎo)致車輪退卸時車軸輪座拉傷，造成車軸報廢。為了減少拉傷機率，有時采用火焰切割的方式預(yù)先將車輪輻板切割，減小轂孔與輪座之間的作用力。但這存在割傷車軸輪座的危險性，費時、費力影響交貨周期。

圖1 車輪與擋塊接觸狀態(tài)

圖2 與擋塊接觸區(qū)域

2）方式二。單柱龍門式壓力機與輪對退卸工裝配合使用進行車輪退卸。在單柱龍門式壓力機龍門橫梁下方放置車輪退卸工裝設(shè)備（如圖3所示），將輪對放置在工裝上進行輪軸退卸。其優(yōu)點：將需要退卸車輪的地鐵輪對（帶齒輪箱）吊放在輪對退卸工裝上，需要退卸的車輪放到退卸工裝的外側(cè)（如圖4所示）。在退卸車輪時車輪轂孔和車輪輪輞兩處同時受力，增加了受力面積而且還能有效的抑制了車輪的變形，這就保證了車輪在退卸時受力均勻不發(fā)生拉傷車軸的現(xiàn)象。其缺點：退卸工裝笨重，工裝在使用時需要使用橋式起重機進行運輸；一次裝夾不能完成兩側(cè)車輪的同時退卸，退卸效率低下。

2 新型的退卸工裝設(shè)備

針對于上述2種地鐵輪對（帶齒輪箱）退卸車輪方式存在的問題，有必要設(shè)計1種新型的退卸工裝設(shè)備。這種新型的工裝設(shè)備需解決無注油孔的地鐵輪對（帶齒輪箱）車輪在退卸時存在2個主要問題：退卸壓力大，車輪容易發(fā)生變形，這樣車輪退卸拉傷，導(dǎo)致車軸報廢的現(xiàn)象發(fā)生；齒輪箱側(cè)車輪轂孔與齒輪箱之間間隙小，常規(guī)的退卸車輪轂孔端面的方式不能實現(xiàn)。

圖3 單柱龍門式壓力機

圖4 退卸的車輪吊放到退卸工裝外側(cè)

結(jié)合前2種退卸方式的優(yōu)缺點進行綜合分析設(shè)計。通過綜合分析設(shè)計，該工裝設(shè)備采用固定式結(jié)構(gòu)安裝到壓力機上，不進行拆卸，這樣可以減少吊裝。為了解決齒輪箱側(cè)車輪轂孔與齒輪箱之間間隙小的問題，采用輪輞接觸退卸。為了避免上述方式一輪輞退卸產(chǎn)生的接觸面積小的問題，將增大退卸擋板與車輪輪輞內(nèi)側(cè)面的接觸面積，將退卸擋板設(shè)計成C型插口，這樣使得退卸擋板與車輪接觸面積增大（大約400~450 cm2）如上頁圖5所示，有效的降低了車輪單位面積上產(chǎn)生的壓強，進而降低車輪的變形，使得在退卸車輪過程中不發(fā)生車輪退卸拉傷，導(dǎo)致車軸報廢的現(xiàn)象發(fā)生。為了增加以增加新型工裝設(shè)備的鋼性，防止在車輪退卸過程中發(fā)生變形。將工裝設(shè)計成為3個接觸面與設(shè)備接觸（如圖6所示），增加工裝設(shè)備的剛性。具體實施（如圖7所示）。

圖5 淺藍色區(qū)域為增加的接觸面積

圖6 新型工裝三維模型

圖7 實際退卸效果

3 結(jié)語

上述方案實施后，在退卸無注油孔的動車輪對齒側(cè)車輪過程中達到了良好效果，使得退卸力由原來的1 500~2 000 kn，降低到800~1 000 kn，基本杜絕了由于退卸產(chǎn)生的拉傷現(xiàn)象。該工裝的設(shè)計研發(fā)達到了預(yù)期效果為公司降低了成本，取得了較好的經(jīng)濟效益。