地鐵輪軸壓裝試驗(yàn)情況淺析

鐘貞++易培芳

摘 要：地鐵車輛制造的關(guān)鍵核心部件是輪軸，輪軸加工精度高，質(zhì)量控制極其嚴(yán)格。現(xiàn)有的輪軸裝配工藝以壓裝為主，在冷裝過程中影響裝配質(zhì)量的因素較多，包括配合面粗糙度、潤滑劑種類、配合過盈量等等。研究其裝配工藝對(duì)全面掌控裝配質(zhì)量具有極其重要的意義。

關(guān)鍵詞：壓裝；粗糙度；潤滑劑；過盈量

中圖分類號(hào)：TM712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

為提高車輪壓裝這一關(guān)鍵工序的合格率，長(zhǎng)期以來對(duì)其中影響車輪壓裝合格率的幾項(xiàng)關(guān)鍵因素進(jìn)行了大量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析研究。本次試驗(yàn)的主要目的在于研究壓裝過程中輪軸裝配面的粗糙度對(duì)車輪壓裝曲線的影響。

1.輪座處理方式與粗糙度的關(guān)系

鑒于已知的控制輪軸裝配面粗糙度最直接便捷的方法，可以通過調(diào)整車軸加工過程中的最后一道工序——滾壓輪座來進(jìn)行。基于前期已經(jīng)完成的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示（如圖1所示），車軸輪座的粗糙度Ra數(shù)值按照以下排序依次遞減：噴鉬輪座>未滾壓輪座>滾壓后的輪座。對(duì)于噴涂鉬層的輪座不能進(jìn)行滾壓，非滾壓輪座指代無鉬層又未滾壓的情況，滾壓后的輪座指代無鉬層已滾壓的情況，加工面的Ra數(shù)值越大說明加工面越粗糙。

2.壓裝試驗(yàn)過程介紹

根據(jù)計(jì)劃安排，本次的試驗(yàn)對(duì)象是8條國內(nèi)某地鐵拖車輪對(duì)，車軸材質(zhì)EA1N，車輪材質(zhì)ER9，配合面采用1∶300錐面配合。我們準(zhǔn)備了組成8條輪對(duì)的零部件——8件車軸和16件車輪，值得注意的是，此次選擇的車軸都是未經(jīng)過滾壓輪座的。試驗(yàn)方案是觀察這8條輪對(duì)的壓裝過程并記錄各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

具體試驗(yàn)過程：在輪對(duì)車間地鐵車輪壓裝工位輪對(duì)壓裝機(jī)設(shè)備上進(jìn)行了8條拖車輪對(duì)壓裝。因工作所需時(shí)間較長(zhǎng)，試驗(yàn)分為三個(gè)階段進(jìn)行。第一階段，完成兩條輪對(duì)壓裝，此階段中采用的壓裝潤滑劑是植物茶油與煤油的混合液，混合比例為1∶1。第二階段，完成兩條輪對(duì)壓裝，此階段中采用的壓裝潤滑劑是植物茶油與煤油比例為1∶1.5的混合液，另外在壓裝過程中涂抹了一層MoS2。第三階段，完成4條輪對(duì)壓裝工作，采用了植物茶油：煤油=1∶2的潤滑劑，壓裝時(shí)都添加了MoS2潤滑。

3.壓裝試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

因?yàn)橛绊戃囕唹貉b曲線的因素非常多而且十分復(fù)雜，雖然本次試驗(yàn)監(jiān)測(cè)的空氣溫濕度變化不大，輪軸的材質(zhì)差異也可以忽略，但是還有很多方面，比如輪軸配合的過盈量大小、潤滑劑的種類、比例、使用劑量、車輪的粗糙度、來自操作員工的習(xí)慣和經(jīng)驗(yàn)等等因素，它們?cè)诤艽蟪潭壬嫌绊懥藟貉b曲線和最終壓力。受條件所限試驗(yàn)時(shí)不能做到完全排除其他因素的影響，這給后期的數(shù)據(jù)分析帶來了一定的困擾。

我們先假定其他條件不變，分析3個(gè)階段的潤滑劑比例不同帶來的影響反映在最終壓裝力上的變化，如圖2所示。

從這些圖表和曲線的趨勢(shì)中，我們可以清楚地得知，在1∶1、1∶1.5和1∶2這3種比例的潤滑劑中，植物茶油中調(diào)和的煤油越多，即茶油：煤油數(shù)值越小，潤滑效果越差，壓裝力則相應(yīng)的會(huì)增大。而且在第二、三階段的試驗(yàn)中，壓裝時(shí)都在車軸輪座后半部分涂抹了MoS2潤滑劑。MoS2的影響在第三階段的試驗(yàn)中體現(xiàn)得較為明顯。因?yàn)樵谠撾A段試驗(yàn)最初進(jìn)行的第1條輪對(duì)雙側(cè)和第2條輪對(duì)B側(cè)車輪壓裝時(shí)MoS2使用的劑量比較小，這3個(gè)車輪的壓裝力分別為117t、125t和117t，是壓裝噸位最大的3件車輪。而后續(xù)的5件車輪壓裝，MoS2的使用劑量相比之前增大了許多，車輪的壓裝力也隨之下降到86t～102t范圍內(nèi)。

關(guān)于過盈量與壓裝力的關(guān)系如圖3所示，因?yàn)樵囼?yàn)數(shù)量較少加上其他因素的影響，我們很難以通過僅有的此次壓裝試驗(yàn)中測(cè)得的數(shù)據(jù)和下面的這個(gè)散點(diǎn)圖表，發(fā)現(xiàn)其中蘊(yùn)含的規(guī)律，從而得出某些比較確實(shí)的結(jié)論。

通過前期的分析，我們已知非滾壓的輪座相對(duì)于滾壓輪座而言，粗糙度的值更大。在這個(gè)試驗(yàn)中，車輪內(nèi)孔的粗糙度沒有受到刻意的控制，是按照以往正常進(jìn)行加工的，我們假設(shè)它的平均值是一致的。

將本次試驗(yàn)的8條未滾壓車軸的輪對(duì)，與任意采集的、在相同設(shè)備上近期壓裝的8條同車型輪對(duì)壓裝力相比較如圖4所示，差別在于是否進(jìn)行了車軸輪座的滾壓。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，試驗(yàn)中的輪對(duì)壓裝力更大，因此我們認(rèn)為非滾壓，粗糙度更大的輪座在進(jìn)行壓裝時(shí)的最終壓裝力比滾壓后，粗糙度小的輪座要大。

結(jié)語

正如前文所提到的，影響車輪壓裝這道關(guān)鍵工序的因素有很多很多，其中的一些因素甚至不是單獨(dú)起作用，而是關(guān)聯(lián)了其他更多復(fù)雜的情況，可謂博大精深。我們本次試驗(yàn)受到環(huán)境條件和試驗(yàn)人員知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的制約，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析也較為淺薄，這些都給試驗(yàn)效果帶來了一些影響。但是關(guān)于車輪壓裝的試驗(yàn)遠(yuǎn)不是一次就能研究透徹的，在后續(xù)的研究工作中我們會(huì)盡力對(duì)它進(jìn)行修正和補(bǔ)足。

參考文獻(xiàn)

[1]邵松濤，張峰. 地鐵車輛輪對(duì)壓裝工藝研究[J].軌道交通裝備與技術(shù)，2015（4）：28-30.