地鐵車輛軸承裝配技術

車世紅

摘要：地鐵在我國城市化過程當中極大的緩解了城市運輸的壓力，軸承作為核心的回轉部件直接關系到地鐵運營的安全性和穩定性。本文通過對地鐵轉向架用軸承裝配進行討論，分析軸承的基本結構、裝配前的的準備、軸承游隙的計算、軸承裝配高的計算、軸承的組裝、成品軸承的檢測等方面的論述分析，為地鐵軸承裝配過程提供參考。

關鍵詞：地鐵軸承;軸承裝配;徑向游隙;軸向游隙;軸承裝配高;軸承組裝

1.研究背景

隨著我國城市化進程的加快，我國城市軌道交通運輸建設進入了蓬勃發展的全新時代。地鐵車輛作為城市軌道交通車輛主要交通工具，其走行部中核心關鍵零件軸承是最重要的回轉部件，起到動力的輸出、傳動以及車輛的載重作用。對于車輛的運行安全和可靠有著至關重要的影響。本文通過對滾動軸承裝配技術的闡述，探討地鐵軸承裝配的過程。

2.軸承裝配的意義

地鐵用軸承主要由外圈、內圈、滾動體、保持架組成。軸承的裝配是通過將軸承各零件按照一定的方法、步驟組裝在一起從而使其達到預期的目的發揮應有的性能。軸承的裝配是軸承加工當中的重要環節，裝配時要求較高的的作業環境和作業規范，要求在清潔、恒溫的環境下進行組裝。在軸承的裝配過程中有專門技術和配套計算，這就要求裝配工人要具備相當的計算能力和一定的熟練程度，才能滿足軸承裝配工作的需要，完美的裝配是滿足軸承使用的必要保證。

3.裝配前準備

地鐵軸承的裝配環境應在密閉、無塵、干凈、整潔的環境中，按6S要求進行管理，軸承零件的裝配在溫度20℃、濕度≤60%的環境下進行。軸承在裝配前對軸承零件進行退磁、清洗、檢查后進入裝配間。進入裝配間的軸承應進行恒溫。裝配工人應接受工廠的安全教育，嚴格遵守安全操作規程。裝配工作人員應有上崗證方可進行軸承裝配工作。裝配工人在進行軸承裝配前首先查閱工藝指導性文件，記錄有關數據，然后做好工作前各項準備工作。

4.軸承的裝配

4.1軸承的尺寸分選

軸承套圈滾道尺寸的分選是軸承裝配過程中重要的一環，它占勞動量大20%左右，其分選尺寸的正確性直接影響軸承內圈、外圈、滾動體三者配套的準確性和效率。

滾動體尺寸偏差是經過分選后分組裝盒的，盒外有標識，表明尺寸的偏差值。而裝配的過程只是對選取的套圈滾道尺寸偏差進行分選，分選的相鄰兩組尺寸差為分組差或稱組別。組差小，計算精確，則合套率較高，但在一定公差范圍內，組差越小而分組越多。反之，組差大的組數少，因此分選尺寸的組差要根據軸承的尺寸大小而定。地鐵軸承的分組一般是按照0.005mm進行分組。但是也要看套圈滾道尺寸偏差分布狀態、徑向游隙大小及不同的軸承制造工廠的合套習慣不同而定。

目前滾道分組使用的工具以手動軸承專用檢測儀器、檢測儀表和滾道尺寸標準件為主，手工分選較為普遍，適用于多品種小批量的生產條件。軸承大批量的生產考慮采用軸承滾道尺寸自動分選機，可以適應大批量的生產。

4.2軸承游隙的選配

軸承的內部游隙是重要的使用特性，對軸承的疲勞壽命、剛性、振動、噪聲、溫升和機械正常運轉精度等影響很大。

軸承的游隙是指在無載荷時，當一個套圈固定不動，另一個套圈相對于固定套圈，由一個極限位置移動到另一個極限位置的移動量。徑向的平均移動量，就是徑向游隙，用符號Gr表示，如圖1a所示。軸向的平均移動量，就是軸向游隙，用符號Ga表示，如圖1b所示。

4.3軸承裝配高度的選配

圓錐滾子軸承裝配時主要是保證軸承寬度（軸承裝配高）的合格，軸承裝機時通過對軸承寬度的調整可以得到應用中的游隙。

圓錐滾子軸承裝配高按4-3式進行計算，合套過程中對相關參數進行分選即可得到軸承的寬度尺寸

式中：

T：圓錐滾子軸承裝配高

a0：內圈大擋邊根部厚度

Dw：圓錐滾子大頭直徑

Φ：滾子圓錐半角

α：外圈滾子素線與軸心線的夾角

di：內圈滾道理論直徑

E：外圈滾道直徑

4.4軸承的組裝

軸承的裝配是將選配好的一組軸承外圈、內圈、滾動體、保持架組裝到一起的過程。在軸承的裝配過程當中需要把滾動體放入保持架中，與軸承套圈形成一個整體。地鐵軸承的保持架有銅制鉚接保持架、框型沖壓保持架、銅制帶自鎖的保持架等等。因此，在軸承組裝過程當中，兩體鉚接保持架需要用電鉚機將兩體銅制保持架鉚接成一個整體;框型沖壓保持架通過模具把滾動體壓裝到內圈中形成一個整體;或者用工裝將滾動體壓入帶自鎖保持架中，形成一套完整的軸承。

5.成品軸承的檢測

軸承組裝完成后需要對成品軸承的成品精度進行檢測，檢測的項目包括軸承的游隙、軸承裝配高度、軸承的外圈軸向跳動、軸承的外圈徑向跳動、軸承內圈軸向跳動、軸承內圈徑向跳動、軸承的振動、軸承的殘磁、軸承的外觀、軸承的旋轉靈活性等。軸承的檢驗方法在GB/T 307.2當中有詳細的描述，實際生產過程當中由于受到實際情況的制約，也可以通過其它簡單方法進行檢測，但必須滿足軸承測量的基本原理和準則。

6.總結

伴隨著我國地鐵的快速發展，運營里數的不斷增加，作為核心回轉部件的軸承，其裝配質量關系著整車的運行安全。本文通過對地鐵軸承的基本結構、裝配前的的準備、軸承游隙的計算、軸承裝配高的計算、軸承的組裝、成品軸承的檢測等方面的論述分析，為地鐵軸承裝配過程提供參考。

參考文獻：

[1]葉軍.發展中的軌道交通車輛用軸承 [J]. 軸承，2013（12）：61-65

[2]鄧世二，賈群義，薛進學.滾動軸承設計原理[M].北京：中國標準出版社，2014

[3]軸承行業教材編審委員會.軸承裝配工藝學[M].北京：機械工業出版社，1991

[4]滾動軸承 測量和檢測的原則及方法：GB/T 307.2—2005[S].