輪對(duì)壓裝工藝要點(diǎn)分析

安迪 徐華祥 宋宇晗

摘要：輪對(duì)是軌道列車的重要組成部分，也是影響車輛運(yùn)行安全的關(guān)鍵零部件，主要由一根車軸及兩個(gè)車輪組成。輪軸采用過盈配合連接，依靠過盈量傳遞扭矩和軸向力。輪對(duì)采用壓裝工藝壓裝到車軸處，實(shí)現(xiàn)兩者的過盈配合。本文對(duì)輪對(duì)壓裝工藝進(jìn)行論述，從壓裝過程中壓裝曲線、壓裝力、過盈量等多方向分析，提出壓裝過程中的關(guān)鍵工藝要點(diǎn)及注意要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：輪對(duì)組成，壓裝工藝，關(guān)鍵項(xiàng)點(diǎn)

1.研究背景

鐵路運(yùn)輸是我國重要的客運(yùn)及貨運(yùn)方式，隨著近些年經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，軌道行業(yè)更是飛速發(fā)展。軌道車輛主體由車體，轉(zhuǎn)向架，制動(dòng)系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，車輛設(shè)備等部分組成，其中轉(zhuǎn)向架作為車輛的走行部結(jié)構(gòu)，承擔(dān)著支持車體載荷，提供驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)功能以及自導(dǎo)向能力。輪對(duì)作為轉(zhuǎn)向架的關(guān)鍵部件，直接與軌道接觸，為車輛安全運(yùn)行提供了不可或缺的作用。輪對(duì)與車軸壓裝組成，結(jié)合處過盈配合，依靠連接面產(chǎn)生的彈性、塑性變形，使輪對(duì)與車軸實(shí)現(xiàn)緊密連接。

2.輪對(duì)結(jié)構(gòu)

輪對(duì)組成由一條車軸與兩個(gè)車輪配合組裝而成。車軸主要包括軸頸、輪座、防塵板座等組成。軸頸承載車輛并傳遞載荷;輪座與車輪配合，作為結(jié)合面，通常采用錐體結(jié)構(gòu);防塵板座是軸頸與輪座的過渡部分，避免應(yīng)力集中。車軸采用碳素鋼材質(zhì)，熱處理及機(jī)械加工處理。為了減輕簧下質(zhì)量，部分車軸采用空心車軸。車輪由踏面、輪緣、輪輞、輪轂和輻板組成。踏面是車輪與軌道接觸的部分，現(xiàn)多采用LMA磨耗型踏面;輪緣是保證車輛在軌道上運(yùn)行不脫離的部分;輪轂是車輪與車軸配合的部分。車輪車軸組成如圖1所示。

3.壓裝過程

選擇合適的車軸車輪進(jìn)行壓裝，車軸與車輪結(jié)合處打磨去除毛刷，表面涂抹植物油潤滑。將車輪車軸放置恒溫間8小時(shí)，實(shí)現(xiàn)溫度的恒定。車輪的壓裝采用冷壓法進(jìn)行，首先將車軸吊運(yùn)至車軸支架處，調(diào)節(jié)車軸高度尺寸，使車軸縱向中心線水平。然后吊運(yùn)車軸套在車軸上，調(diào)節(jié)車輪狀態(tài)，使車軸與車輪縱向中心線重合，進(jìn)行預(yù)壓裝。將預(yù)壓裝完成的車輪車軸吊運(yùn)至輪軸壓裝機(jī)，使用壓裝機(jī)緩緩將車輪壓入，觀察壓力機(jī)上壓力值的大小以及壓力曲線的變化情況，直至輪對(duì)完全壓裝到位，如圖2所示。

4 壓裝質(zhì)量確認(rèn)

輪對(duì)壓裝完成后，同一車輪直徑差應(yīng)≤0.5mm，輪位差≤1mm，兩車輪滾動(dòng)圓相對(duì)軸中心線徑向跳動(dòng)≤0.3mm.

4.1 過盈量

過盈量是輪對(duì)過盈配合中由于輪座直徑大于輪轂孔直徑產(chǎn)生的，輪對(duì)配合依靠過盈量傳遞扭力和載荷。過盈量提供足夠的配合壓力和摩擦力，使輪對(duì)與車軸不發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。過盈量大容易導(dǎo)致接觸面應(yīng)力集中、降低疲勞強(qiáng)度，過盈量太小摩擦力不夠容易導(dǎo)致輪對(duì)車軸相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。過盈量通常選取車軸輪座配合直徑的0.08%～0.15%。

4.2 壓裝速度

由于車輪壓裝采用冷壓的方式進(jìn)行，若壓裝速度過快容易劃傷配合面、使表面過熱變形等，壓裝速度過慢可能致使配合面出現(xiàn)的彈性變形變成塑性變形，影響配合面質(zhì)量。選取適當(dāng)?shù)膲貉b速度會(huì)影響輪對(duì)車軸的壓裝質(zhì)量。

4.3 表面粗糙度

根據(jù)TB/T 1718規(guī)定，車輛車軸輪座表面粗糙度需要達(dá)到Ra≤1.6μm，輪轂孔表面粗糙度Ra≤6.3μm。配合面的粗糙度越良好越可提高車軸的疲勞強(qiáng)度，表面粗糙度越低表面越光整，越不易出現(xiàn)應(yīng)力集中的情況。

4.4 壓裝曲線及終點(diǎn)壓裝力

壓裝曲線及終點(diǎn)壓裝力是檢驗(yàn)車輪壓裝情況最權(quán)威的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。壓力曲線是壓裝過程壓力的實(shí)時(shí)記錄，充分記錄了壓裝全過程的壓力變化。壓力曲線反映了壓裝過程中，壓裝力與接觸面長度的變化過程，理想狀態(tài)下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，最終壓裝力反映了最終的壓裝情況，如圖3所示。

5 總結(jié)

輪對(duì)作為轉(zhuǎn)向架車輛最為重要的零部件之一，壓裝質(zhì)量直接影響了車輛的運(yùn)行安全。本文從輪對(duì)車軸組成的結(jié)構(gòu)及功能著手，分析了輪對(duì)壓裝的工藝過程，并提出了壓裝工藝過程中最為重要的過盈量、壓裝速度、表面粗糙度和壓裝曲線及最終壓力等關(guān)鍵檢驗(yàn)項(xiàng)點(diǎn)。

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