改進魚雷型混鐵車車輪旋修工藝

摘 要：介紹了魚雷型混鐵車車輪踏面磨損的原因，提出了輪對旋修工藝對車輛行車安全的重要性，說明了車輪旋修工藝的現狀。結合實際情況分析，在車輪車床卡爪結構和設備功能方面存在問題，并提出了改進方法。

關鍵詞：魚雷型混鐵車;輪緣踏面;磨損;旋修

車輪不僅承受輪軌間的垂向、橫向動作用力和摩擦力，而且還承受踏面制動時的熱負荷，具有載重、導向、傳遞制動力和牽引力的功能。在運行中，車輛車輪與鋼軌接觸部分承受很大的壓力和沖擊力，其接觸表面產生彈性變形和很大的接觸應力，左右兩輪以不同直徑在鋼軌上滾動，使車輪磨耗，彎道時磨耗更大。車輪輪緣踏面磨損后要通過旋修作業切削加工。輪對旋修工藝對魚雷型混鐵車行車安全具有直接影響，因此研究其改進辦法十分必要。

1 現狀分析

未退軸的輪對踏面磨耗、擦傷、輪緣磨耗過限及堆焊后，需采用車床對車輪踏面旋修。C8011B車輪車床是切削加工滾動圓最大直徑為1100mm車輪輪緣踏面的專用車床。該車床裝有兩個仿形刀架，同時或單獨完成輪緣踏面的模板式電觸點仿形切削加工。經過現場調查，車床在加工機總魚雷型混鐵車輪對時，無法帶軸箱加工，需先用壓力機退下軸箱軸承，然后再加工，導致車輪旋修效率不高。

2 主要原因分析

2.1 原卡爪存在缺陷

由于C8011B車輪車床結構設計所限，在旋修魚雷型混鐵車輪對時，如果帶軸箱加工，軸箱外型尺寸大，車床卡爪油缸需外移才能放下，但外移后卡爪的位置超過其極限位置，頂在了輪輞外側，卡爪無法裝夾。

2.2 加工輪型單一

此設備采用模板式電觸點仿形切削加工輪緣踏面，只有一種模板用于加工LM磨耗型踏面車輪，導致設備加工輪型單一，不易修改和增加輪型。加工后的車輪精度受模板制造加工誤差、仿形裝置電觸點調整誤差的影響較大，并且缺少魚雷型混鐵車車輪專用模板，導致加工后輪對在運行中磨損較大。

3 改進方法

3.1 優化卡爪結構

設計、制作帶軸箱加工輪對的車輪車床卡爪。原卡爪裝夾對應面長20mm，如裝夾魚雷型混鐵車輪對，長度需增至45mm。另外，增加長度后有20mm長度懸于套筒端部外，在卡爪固定好輪對后，由于裝夾對應面截面尺寸為65mm×15mm，截面寬度偏小，在裝夾壓力的作用下，卡爪容易彎曲變形，為了防止變形，需加長截面寬度至25mm。為了使卡爪面與套筒外壁貼合，將貼合面設計為115°斜面，這樣套筒承受大部分壓應力，裝夾牢固，加工穩定。當加工輪緣較薄的輪對時，卡爪端面會阻礙車刀加工，在端面設計5mm×5mm進刀槽，車刀可伸入加工，加大了輪對旋修工藝范圍。

制作、使用新卡爪裝夾魚雷型混鐵車帶軸箱輪對，效果良好，安裝牢固，試旋修加工過程安全平穩。

3.2 使用新型輪緣踏面模板

原模板是根據LM磨耗型輪緣踏面設計制作的，用它加工魚雷型混鐵車輪對輪緣容易磨損，LM型模板不適合加工魚雷型混鐵車輪對輪緣踏面。經過研究后，決定根據機車JM3型輪緣踏面設計新型模板，專用于加工魚雷型混鐵車車輪。

將AB圓弧半徑11mm增大至14mm，與鋼軌軌頭圓弧13mm更匹配，有效減少踏面磨損。BC部分原采用半徑500mm圓弧與相鄰線的半徑220mm圓弧連接，現設計為半徑450mm圓弧連接半徑250mm圓弧，使輪軌之間成單點接觸，又減少了踏面旋削量，使車輪通過道岔時安全的從翼軌過渡到岔口。其中，半徑14mm圓弧尺寸必須保證，所以加工后的輪緣厚度小于34mm。

使用新型模板加工260t魚雷型混鐵車輪對，經半年運用后，對其輪緣厚度進行現場測量，經數據分析，輪緣磨損量平均減少1.182mm，減緩了車輪踏面磨損程度。

3.3 提高車輪踏面旋修質量

規范作業流程，嚴把質量關。根據冶金車輛檢修規程車輪檢修技術要求，車輪旋修后用模板檢查，輪緣內外側和踏面部分與樣板的間隙應各不超過0.5㎜，輪緣頂點與模板的間隙不超過1㎜;如因輪緣旋至原型而輪轂、輪輞厚度不足，其輪緣厚允許按限度旋削。未經堆焊的輪緣，旋修后距頂點15㎜內允許留有寬不超過5㎜的殘溝。旋修后車輪踏面表面粗糙度須達到25μm。

4 結論

在包鋼現有鐵道車輛車輪踏面旋修的基礎上，研究魚雷型混鐵車車輪旋修工藝的改進方法。從車輪車床結構及其加工功能方面，分析了車輪旋修作業中存在的主要問題，并通過優化設備卡爪，使用新型輪緣踏面模板，提高車輪旋修質量的方法改進車輪旋修工藝，有效的提高了旋修作業效率，減緩了車輪踏面磨損。

參考文獻：

[1]況作堯.鐵道車輛[M].北京：中國鐵路出版社，2013：129-145.

[2]中華人民共和國鐵道部.冶金車輛檢修規程[S].北京：冶金工業出版社，1980：26.

[3]張顏芳.車輪輪緣及踏面修復工藝與裝備[J].現代城市軌道交通，2009（4）：26-28.

作者簡介：孫曉麗（1986-），女，漢族，內蒙古包頭人，本科，工程師，研究方向：鐵道車輛。