地鐵輪軸壓裝試驗情況淺析

鐘貞++易培芳

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

關鍵詞：壓裝；粗糙度；潤滑劑；過盈量

中圖分類號：TM712 文獻標識碼：A

為提高車輪壓裝這一關鍵工序的合格率，長期以來對其中影響車輪壓裝合格率的幾項關鍵因素進行了大量數據統計和分析研究。本次試驗的主要目的在于研究壓裝過程中輪軸裝配面的粗糙度對車輪壓裝曲線的影響。

1.輪座處理方式與粗糙度的關系

鑒于已知的控制輪軸裝配面粗糙度最直接便捷的方法，可以通過調整車軸加工過程中的最后一道工序——滾壓輪座來進行。基于前期已經完成的統計數據顯示（如圖1所示），車軸輪座的粗糙度Ra數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。對于噴涂鉬層的輪座不能進行滾壓，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數值越大說明加工面越粗糙。

2.壓裝試驗過程介紹

根據計劃安排，本次的試驗對象是8條國內某地鐵拖車輪對，車軸材質EA1N，車輪材質ER9，配合面采用1∶300錐面配合。我們準備了組成8條輪對的零部件——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過滾壓輪座的。試驗方案是觀察這8條輪對的壓裝過程并記錄各項監測數據。

具體試驗過程：在輪對車間地鐵車輪壓裝工位輪對壓裝機設備上進行了8條拖車輪對壓裝。因工作所需時間較長，試驗分為三個階段進行。第一階段，完成兩條輪對壓裝，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條輪對壓裝工作，采用了植物茶油：煤油=1∶2的潤滑劑，壓裝時都添加了MoS2潤滑。

3.壓裝試驗數據分析

因為影響車輪壓裝曲線的因素非常多而且十分復雜，雖然本次試驗監測的空氣溫濕度變化不大，輪軸的材質差異也可以忽略，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、來自操作員工的習慣和經驗等等因素，它們在很大程度上影響了壓裝曲線和最終壓力。受條件所限試驗時不能做到完全排除其他因素的影響，這給后期的數據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，植物茶油中調和的煤油越多，即茶油：煤油數值越小，潤滑效果越差，壓裝力則相應的會增大。而且在第二、三階段的試驗中，壓裝時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中體現得較為明顯。因為在該階段試驗最初進行的第1條輪對雙側和第2條輪對B側車輪壓裝時MoS2使用的劑量比較小，這3個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。

關于過盈量與壓裝力的關系如圖3所示，因為試驗數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中測得的數據和下面的這個散點圖表，發現其中蘊含的規律，從而得出某些比較確實的結論。

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

將本次試驗的8條未滾壓車軸的輪對，與任意采集的、在相同設備上近期壓裝的8條同車型輪對壓裝力相比較如圖4所示，差別在于是否進行了車軸輪座的滾壓。根據數據顯示，試驗中的輪對壓裝力更大，因此我們認為非滾壓，粗糙度更大的輪座在進行壓裝時的最終壓裝力比滾壓后，粗糙度小的輪座要大。

結語

正如前文所提到的，影響車輪壓裝這道關鍵工序的因素有很多很多，其中的一些因素甚至不是單獨起作用，而是關聯了其他更多復雜的情況，可謂博大精深。我們本次試驗受到環境條件和試驗人員知識經驗的制約，對試驗數據的分析也較為淺薄，這些都給試驗效果帶來了一些影響。但是關于車輪壓裝的試驗遠不是一次就能研究透徹的，在后續的研究工作中我們會盡力對它進行修正和補足。

參考文獻

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