淺談高速動車組歐系日系輪對壓裝工藝

鄭院生

摘要：本文介紹了高速動車組轉向架輪對壓裝中常用的壓裝工藝，并結合國內較為成熟的車型CRH2A動車組輪對為模型，對歐系和日系輪對壓裝工藝進行對比分析，并就現場生產中的壓裝工藝選用給出了合理化建議。

關鍵詞：高速動車組；輪對壓裝；壓裝工藝；油壓；冷壓

前言

輪對作為直接傳遞輪軌作用力的最為關鍵的走行裝置在整個車輛系統中的作用至關重要。目前，國內動車組輪對的制造檢修依據主要分為歐標和日標兩大類，故本文就以國內較為成熟的車型CRH2A動車組輪對為模型，對歐系和日系輪對壓裝工藝進行對比分析。

1.輪對壓裝工藝運用現狀

1.1 壓裝方法

輪對壓裝方法主要分為：注油壓裝和普通壓裝。普通壓裝又分為冷壓裝和熱壓裝。輪對注油壓裝是指壓裝時，在車軸輪座和車輪轂孔之間注入高于它們接觸應力的高壓油，使之形成油膜，隨著輪座和轂孔接觸面積的增加，高壓油不斷滲透，使整個輪對壓裝過程在被油膜隔開的情況下進行。而與之對應的即為普通壓裝，分為熱壓和冷壓，熱壓即將整體車輪或輪心加熱，使輪轂孔膨脹后裝在車軸上，而在常溫下成為過盈配合的裝配方法，而冷壓就是一直通過壓力機在過盈狀態下將車輪或輪心裝到車軸上。

1.2 壓裝工藝路線

動車組輪對壓裝一般遵循以下工藝路線：輪、軸同溫—輪座、轂孔尺寸測量—輪座打磨—潤滑劑涂抹—輪對選配—輪對壓裝（歐系、日系不同）—壓裝后檢查—檢壓—輪對標記—超聲波探傷—其它工序。

圖1 日系輪對注油壓裝曲線

目前在CRH2A的新造檢修中，日系輪對采用注油壓裝，見圖1，壓裝起始階段也是使用冷壓方式，將轂孔套壓進車軸，同時關注壓裝力曲線變化，待曲線出現下降，見圖中A點，此時即為注油槽開始進入壓裝部，A—B段為注油槽部通過壓裝部，待注油槽全部通過，壓力回升，此時注油槽部位完全與車軸貼合，暫停壓力機，連接油泵對注油孔注油，高壓油泵壓力表目標值設定為140MPa，油壓變化范圍控制在（120MPa-150MPa）之間，待輪轂端面滲出高壓油時，再次開啟壓力機注入高壓油繼續壓裝，最后輪轂孔與輪座到達壓裝位置，此時油膜完全隔開輪轂、輪座接觸面，壓力降為0，作業完成。要求輪對注油壓裝過程中壓裝力應不大于表1中的最大壓力；注油后最大壓裝力允許大于注油前的壓裝力，但不應超過其2倍，壓裝過程中的曲線波動不作要求。

表1 日系輪對注油壓裝力要求

種類 壓裝力

車輪 動車 886.4kN

拖車 768.3kN

歐系輪對采用的是普通冷壓裝，即在廠房恒溫室中通過壓力機將車輪過盈配合在輪座上，過程比較簡單，壓裝曲線如圖2所示，要求①前30mm位移內壓裝力開始增加，此后曲線平穩上升；②開始后，若出現壓裝力驟升，則驟升值不得大于260kN；③壓裝力在油溝處允許下降，在位移繼續增加25mm后，壓裝力應達到下降前的最大壓裝力；④壓裝時除油溝部位對應的壓裝力曲線外，壓裝力平穩上升；⑤在最后25mm位移中壓裝力允許下降，最多可下降50kN。

圖2 歐系輪對冷壓曲線示意

2.壓裝方法對比分析

歐系日系的兩種不同的壓裝工藝均是根據各自的技術體系經過長期運用積累而成，各有優缺點，在我國動車組生產檢修實踐中應針對不同需求選擇使用：

2.1對接觸表面質量的影響

由于歐系輪對車輪輪轂與車軸輪座接觸面硬度相近，故壓裝過程中不易形成劃傷，且歐系輪軸在設計之初便為輪座處預留1.5mm的加工尺寸用以檢修時去除破壞層，所以冷壓時即使形成劃傷也可加工消除。日系輪對輪座表面淬火層很薄，且不允許加工，注油壓裝隔離輪轂與輪座的接觸，很好地保護了輪座表面質量。

2.2對接觸面處尺寸的影響

注油壓裝雖然保護了接觸面，但高壓油在壓裝過程中將輪轂內孔強行擴張，容易導致內孔尺寸超差，輪轂兩端形成“喇叭口”，導致車輪退卸后報廢率高，增加成本，故日系車輪在設計時相較于歐系車輪明顯增大了輪轂徑向厚度。

2.3可操作性

注油壓裝允許壓力機中途停頓，且壓裝后不限停留時間，允許自由調整車輪內測距和相位角，但操作上較之冷壓較為復雜，設備成本高，一次性投入大，加工難度較高。冷壓設備簡單，成本經濟，接觸面的壓裝狀態與使用狀態相同，壓裝情況可直接反映使用情況，但壓裝后無法調整，要求一次性壓裝準確，對操作工要求較高。

3.結論

本文針對國內較為成熟的車型CRH2A動車輪對組裝為模型，對高速動車組歐系和日系輪對壓裝工藝進行了工藝分析，并對兩種壓裝方式進行對比，并就壓裝工藝選用給出了合理化建議。

參考文獻：

[1]邵永濤. 機車車輪與車軸無注油壓裝技術研究[J].內燃機車，2011，（6）.

[2]TB/T 1463-2006，機車輪對組裝技術條件[S].

[3]胡玲娟. 輪軸冷壓裝問題的分析及解決[J].金屬加工，2013，（15）.