城軌車輛軸箱軸承壓裝軸頸劃傷異常分析

范德萬

中車青島四方機車車輛股份有限公司 山東青島 266111

目前國內B型地鐵城軌車輛軸箱軸承多采用雙列圓柱滾子軸承結構，軸承與輪對的組裝多采用冷壓裝技術。冷壓裝技術簡單、可靠，但如壓裝前軸頸防護不當還會造成軸頸部分的劃傷。

國內某B型地鐵城軌車輛輪對軸箱裝用的雙列圓柱滾子軸承結構軸箱軸承，該軸承由兩套相同的軸承單元組成，軸承結構靠近車軸軸端面處有擋邊環，擋邊環與車軸間隙配合。在軸承壓裝過程中，會有軸承擋邊環與車軸軸頸干涉且劃傷軸頸的現象發生。本文在現有組裝工藝基礎上，分析導致劃傷異常的原因，并針對原因制定相應改進措施，減少軸頸劃傷率[1]。

1 軸承壓裝工藝及問題

1.1 壓裝工藝

軸箱軸承壓裝在恒溫、恒濕組裝間內進行，而且在壓裝之前，輪對及軸箱軸承必須同溫一定時間后再進行組裝，以保證測量數據準確性，具體壓裝步驟如下：

（1）尺寸檢測。在壓裝前，分別對軸頸表面及軸承內圈等接觸面做清潔處理，同時檢測軸承內圈及軸頸尺寸是否符合壓裝要求。

（2）潤滑劑涂抹。為保證軸承壓入過程順暢，在軸頸壓入端起始部位均勻涂抹一層潤滑劑。

（3）軸承壓裝。在軸頸端部安裝輔助引導套，引導套組裝到位后，將軸承預先套裝在引導套上；將輪對推入壓力機壓裝設定位置，啟動設備，按預定程序自動壓裝。軸箱軸承壓裝示意如圖1所示。

1.2 存在問題

軸承壓裝過程中，存在軸承擋邊環與軸頸干涉現象，壓裝結束后，發現車軸軸頸上行進距離部分存在劃傷現象，見圖2、圖3所示，且劃傷深度超限，導致車軸報廢。同時，該條輪對組成的前工序完成的作業內容需要返工、拆卸，更換新品車軸重新組裝，重新退卸存在部件報廢風險且大大影響作業進度及作業效率，造成人力、物力經濟損失[2]。

2 問題分析

軸承自動壓裝時，壓裝機的壓裝套頂在軸承端面上推進整個軸承行進。分析軸頸劃傷的原因：

引導套尺寸偏小導致引導套與軸頸端面形成的“臺階”過大，且擋邊環內圈與引導套為間隙配合，軸承預組裝至引導套上待壓裝時，擋邊環因重力作用整體耷拉在引導套上，其內圈與引導套上圓柱面接觸，與下圓柱面存在間隙；同時，軸承壓裝過程中，擋邊環在壓力機推進下行進，但卻未能立即歸位與軸頸同心，造成與軸頸上表面存在干涉，導致軸頸劃傷。

3 改進措施

綜合以上分析得出結論，在保證軸承能夠流暢套入引導套前提下，控制引導套尺寸，減小引導套與軸頸斷面連接處的“臺階”大小，能夠有效避免軸頸劃傷現象的發生。根據以上的原因分析及現場實際，改進引導套結構尺寸是可行的，同時考慮借助工裝改進壓裝工藝，避免壓裝過程擋邊環與軸頸的直接接觸。

3.1 結構尺寸改進

現有引導套直徑尺寸實測值為Φ118.9mm，軸頸直徑尺寸為Φ120mm以上，引導套直徑與軸頸直徑差值大于1mm。增大引導套直徑以減少引導套與軸頸的“臺階”效應，同時，引導套直徑也不宜過大，否則影響軸箱軸承比較方便流暢的預裝到引導套上。引導套結構尺寸改進后為（119.5±0.05）mm，可保證軸箱軸承方便順暢的預裝到引導套上的同時減小“臺階”。

3.2 壓裝工藝改進

考慮軸承、擋邊環分步組裝。首先，軸承組裝前將軸承擋邊環取下妥善放置，避免粘附異物等；同時，制作壓裝過渡工裝，代替擋邊環受力推進軸承壓裝行進，壓裝過渡工裝內孔尺寸適當增加，完全規避壓裝過程可能與軸頸的接觸，并能實現軸承的壓裝作業。然后，軸承壓裝到位后，取下過渡工裝，檢查接觸面無異常后，將擋邊環組裝到軸承軸端對應位置。最后，可使用銅棒輕輕敲擊，確保組裝到位[3]。

4 結語

本文基于實際生產中發現的軸頸劃傷現象，發現問題、分析原因并提出改進措施。引導套尺寸優化改進后，引導套與軸頸端面“臺階”大大減小，降低了該結構軸承壓裝軸頸劃傷現象。同時，使用改進后的壓裝工藝方法，產品壓裝質量穩定，可從根本上規避擋邊環劃傷軸頸的風險，提高了軸承壓裝合格率。