動車組輪對材質及壓裝工藝淺析

張靜軒

摘 要：隨著我國“一帶一路”、“制造強國”等戰略的實施，我國高速動車組得到了長足的發展。輪對作為動車組轉向架最為重要的零部件之一，直接于軌道接觸，接受來自軌道的振動與激勵，傳遞著牽引力、制動力以及載重。車輪作為輪對中的核心部件，車輪材質選型以及壓裝工藝極為重要，本文針對目前我國動車組的現狀，淺析動車組輪對材質及壓裝工藝。

關鍵詞：動車組;輪對;材質選型;壓裝工藝

1、引言

隨著我國近些年“一代一路”以及“八縱八橫”戰略方針的提出，我國軌道鐵路行業得到空前的支持，發展迅速。CRH系列和諧號動車組列車作為我國高速動車組列車中的中流砥柱，一致備受各界關注。輪對作為動車組轉向架中直接與軌道接觸的部件，在運行過程中長期受到輪軌間的振動及激勵，對輪對影響巨大。自1998年德國ICE列車因為車輪故障導致的脫軌事件后，各國對車輪的研究一直不曾止步。本文基于目前我國CRH型動車組的現狀，對動車組車輪材質及常用壓裝工藝進行淺析。

2、動車組車輪概況

我國現運行的動車組列車以CRH和諧號動車組列車為主，隨著各車輛廠的技術水平不斷發展，CRH和諧號動車組共具有4個技術平臺，約20多種車型組成，具有代表性的有CRH1、CRH2、CRH3、CRH5以及CRH380A/AL、CRH380B/BL、CRH380D型動車組等。根據當時各車輛車引進原型車技術的差異，車輪使用的標準、踏面外形、材質、輻板形式、使用壽命存在很大的差異，如表1所示。

隨著我國科學技術的不斷發展，車輪從純外國進口到國內自主研發生產，常見的我國自主研發的材質有ER8、ER8C、D2等，三種材質的化學成分及機械性能如表2、表3所示。

3、車輪壓裝工藝

車輪壓裝指的是將車輪通過壓裝的方式與車軸配合的過程。車輪與車軸間為過盈配合，兩者過盈配合后產生巨大的靜摩擦力保證兩者的相互定位。車輪壓裝工藝通常分為三種：冷壓法，熱壓法及注油壓裝法。三者都可以實現輪對的壓裝，但是在原理上存在著不同。

3.1 冷壓法

冷壓法指的是在同一溫度下，使用輪對壓裝機將車輪與車軸相互定位后，直接用強壓力將車輪壓到車軸指定位置的過程。壓裝前需要保證兩個配合面的絕對潔凈，并涂抹潤滑油輔助。冷壓法操作簡單，壓裝便利，但是由于車輪車軸間的過盈量較大容易對接觸面造成劃傷，燒孔的情況。

3.2 熱壓法

熱壓法與冷壓法相對應，利用熱脹冷縮的原理對車輪進行加熱，使車輪安裝孔受熱膨脹后于車軸配合。在車輪熱脹條件下，可以使膨脹量抵消掉過盈量，保證壓入順暢。但是熱壓法需要對車輪整體加熱，操作復雜，耗費時間長。

3.3 注油壓裝

注油壓裝是在冷壓的基礎上通過預先設置的注油孔注油增加車輪車軸接觸面潤滑的原理實現壓裝。注油的過程保證了壓裝面的潤滑，大大提高了車輪壓裝的成功率，但是對注油過程要求十分嚴格。

4 冷壓法注意項點

由于冷壓法的性價比較高，大部分的車廠多采用冷壓法完成輪對壓裝過程。只要能夠保證壓裝工藝的完整性及符合型，冷壓過程能夠避免出現擦傷及燒孔的問題。

4.1 車輪車軸接觸面的潔凈是保證壓裝過程不出現擦傷的重要因素。車輪車軸安裝面清潔處理后要涂抹潤滑油，潤滑油多采用植物油，禁止使用桐油。

4.2輪對壓裝定位關系一定要保證到位，壓裝過程需要對車輪于車軸分別定位，保證輪軸中心與壓力機活塞中心一致，平行壓入。壓裝過程種需要保證進給速度保持均勻，建議30～200mm/min。

4.3輪對的最終判定除了對實物最終狀態的判定外，需要對最終的壓裝曲線進行確認，壓裝過程中壓裝力隨著接觸面長度的增加壓力均勻上升，并具有略微上凸的形狀，如圖1所示。

5、總結

隨著動車組列車速度等級的不斷提升，車輪這種核心零部件需要投入更多的技術研究。本文通過對我國現有動車組的情況進行分析，論述了常見車型的車輪材質等特性，并針對車輪壓裝過程闡述了冷壓法、熱壓法以及注油壓裝法，對冷壓法施工過程中的關鍵項點進行了淺析。

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