轮对压配合时的压装与分解
发表时间：2018-08-06T14:11:57.477Z 来源：《基层建设》2018年第18期作者：黄兵亮张尧包继文
[导读] 摘要：轮对是转向架的重要组成部分。
通过了解轮对压装的基本工艺的基础上，并进一步分析圆柱度，过盈量，压入速度和润滑剂等关键因素对轮对压装质量的影响。
中车兰州机车有限公司甘肃兰州 730050
摘要：轮对是转向架的重要组成部分。
通过了解轮对压装的基本工艺的基础上，并进一步分析圆柱度，过盈量，压入速度和润滑剂等关键因素对轮对压装质量的影响。
通过分析关键因素的影响，有助于提高轮对压装质量，从而为转向架安全工作提供重要保障。
关键词：转向架；轮对压装；关键因素
1前言
轮对本身的结构并不复杂，但是由于它承担的任务多且重要，因此它的加工制造以及组装要求都非常高。
尤其是轮对的组装对于转向架的运行表现起到关键性的作用，组装稍有差错容易引发列车停车，甚至脱轨等重大事故。
通过对轮对组装过程的分析，可以更好地保证轮对正常使用，保障列车行驶安全。
2轮对压装工艺简介
轮对本身结构较为简单，但是其对压装的要求却十分严格。
目前常见压装根据压装方式不同可以分为普通压装和注油压装两种方式。
其中普通压装根据压装温度不同可以分为热压装和冷压装。
热压装是将车轮内孔进行加热使其膨胀后再进行压装，其主要是针对过盈量较大的情况下使用。
热压装工艺设备一般较为复杂，一次投入成本较高，压装合格率较高，可提高车轴的使用寿命，止推试验效率低。
冷压装是直接通过压装机将车轮压到车轴上的方式，其主要是针对过盈量较小的情况下使用。
冷压装设备较为简单，一次性投入成本较低，但压装合格率一般，对操作要求较高，操作不当容易“戗轴”，对车轴寿命有一定影响，止推试验效率高。
而注油压装是在车轮上开注油孔，在压装过程中通过注入高压油，在车轮和车轴接触面之间形成一层油膜进行压装，其主要是针对车轴表面要求较高时使用。
注油压装设备较为复杂，操作难度较大，加工难度大，但压装过程允许停顿且不限时间，可以在一定范围内自由调整车轮位置。
这三种压装工艺目前都在使用，都有各个的优缺点。
这三种压装工艺的选择主要根据车轮和轮轴的结构以及压装的具体要求来决定的。
目前使用最为广泛使用的还是冷压装工艺。
3轮对压装影响因素
在轮对冷压装过程中，影响压装效果主要包括过盈量，圆柱度，压入速度和润滑剂等因素。
在冷压装工艺中，判断轮对组装是否合格的标准主要是通过查看压装压力曲线是否符合规范。
通过分析这些因素对压装压力曲线的影响，对于压装工作有一定的指导意义。
3.1过盈量对压装效果的影响
由于车轮和车轴在转动过程中是不能有相对运动的，因此车轮和车轴配合应采用过盈配合。
对于冷压工艺，过盈量对于压装效果起到至关重要的作用。
过盈量不足则会造成压装过程中无压力反应，车轮和车轴之间容易产生相对转动。
而过盈量过大则会在压装过程容易擦伤车轴，对车轴的寿命有影响。
在国标中，规定的过盈量取值为轮座直径的0.8‰~1.5‰。
压装压力一般是随着过盈量的增加而增加。
在实际操作中，存在着过盈量达到了规定值的下限，但是压装压力值显得偏小。
其主要是由于在实际测量过程是存在误差的，造成了过盈量误判。
在过盈量到了规定值的上限值，最后较容易出现实际压力超出了规定压力值。
因此对于过盈量在边界值的情况，测量要多次取平均降低误差，同时在压装操作过程中要更为注意。
此外在组装之前，可尽量将车轮和车轴的过盈量规定中间值附近靠拢，可降低压装过程中的要求。
3.2压入速度对压装效果的影响
在压装过程，对于压入速度控制有较高的要求。
由于车轮和车轴的压装是属于过盈压装，压装过程中两者需要一定的时间去适应彼此之间的压力。
如果压入速度过快，两者对于压力不能够及时适应，容易造成冲击从而在局部造成擦伤。
如果压入速度过于缓慢，虽然两者可以较好适应施加的压力，但是容易造成两者长久性变形，不能够较好地贴合。
3.3圆柱度对压装效果的影响
圆柱度指的是任一垂直截面最大尺寸与最小尺寸差。
圆柱度的大小关系着车轮和车轴贴合面接触效果以及受力是否均匀。
圆柱度越大，容易在压装过程中产生局部轴向残余应力，最终导致压装压力增大。
由于残余应力的存在，在使用过程会加速车轴的疲劳进而降低使用寿命。
虽然圆柱度是不可避免的，但是在压装过程可以利用其特性来解决末端压力压力降低和压力曲线末端平直的问题。
3.4润滑剂对压装效果的影响
润滑剂的使用时改善车轮与车轴之间贴合面处的摩擦因数，可以有效防止车轴擦伤。
润滑剂的使用一方面与润滑剂的种类有关，另一方面还与使用量有关。
润滑剂要能够保证良好的润滑性能，可以形成较为稳定的油膜，具备较高的熔点和较好的承载抗磨性能。
目前广泛使用的二硫化钼润滑剂能够较好地满足这些要求。
需要注意的是压装过程中润滑剂量的控制。
润滑剂不足，易导致润滑不充分，压装力较大时易造成擦伤。
润滑剂过多，又容易造成压装快完成时，积油过多导致压力下降过多而造成不合格。
因此在压装过程中要注意压力曲线的变化，如果压力陡升则可以通过增加润滑剂进行解决。
4基本情况分析
对车轮车轴材质进行分析，车轮选用ER9材质，车轴选用EA1N材质，进行金相、化学成分检测均符合要求。
从车轴轮座表面缺陷宏观形态分析，是典型的压入损伤特征，即在压装时，轮座（轮毂孔）表面的金属因异常挤压发生轴向滑移，表面金属层被破坏，最终在末端形成金属堆积。
缺陷形态呈鱼鳞片带状分布，在鱼鳞片带的终端形成大小不同的金属挤压包。
其原因主要是车轴轮座和车轮轮毂孔表面在压装过程中，配合面未形成良好的润滑油膜或者润滑油膜被破坏，造成压入过程中异常挤压，滑动摩擦转变成“黏着摩擦”所致。
在车轮车轴材质、过盈量、粗糙度和润滑油脂等均符合要求的情况下，影响润滑油膜的形成或破坏的因素，还可能与车轮和车轴压装引入时不正有关。
当车轮和车轴引入不正时，一方面在压入起始阶段，车轮在车轴表面存在极小面积或线接触，造成局部接触应力过大导致油膜未形成，在压力机轴向推力的作用下，车轴表面剪应力超过材料屈服强度引起“啃轴”，在压装曲线上表现出过高的起吨压力值且压力曲线异常波动。
缺陷存在多处，单个缺陷均有大有小，在轮座表面分散分布，同时存在纵向贯通轮座的情况。
对压退后的车轮、车轴实物端口进行检查分析，发现在车轮轮毂孔端口和车轴引导角表面存在分散缺陷，在表面多处存在高点、毛刺，在压装时随之压入，造成多处拉伤。
当缺
陷较小时，对车轴表面接触压应力影响较小，因此在压装曲线上表面为合格。
综合以上分析，在材质、过盈量、粗糙度和润滑油脂等因素均符合要求的情况下，影响轮对压装损伤的因素有：（1）车轮和车轴引入不正问题，一方面表现在车轴和压装机活塞杆不在同一轴线上，造成车轴偏斜，另一方面车轮压装引导套设计不合理，未起到引导的作用，造成车轮偏斜；（2）车轮轮毂孔端口和车轴引导角表面存在缺陷，主要与压装前对车轴引导角和轮毂孔端口处理不良有关。
5结束语
通过分析可以得知，轮对压装过程是一个十分复杂的过程，可以了解到每个因素对压装的影响。
因此在实际组装过程中，可以综合考虑上述的影响因素，从而制定出相应的解决措施。
同时在实际操作中要细心仔细，及时发现异常并找到解决措施，从而提高组装合格率。
参考文献：
[1]邱杰.润滑工艺对轮对压装质量影响机理及其试验研究[D].武汉理工大学，2015.
[2]郑佳宝.轮对过盈配合面应力应变状态的研究[D].武汉理工大学，2013.
[3]韩建斌.轮对压装曲线记录及其自动判断系统的研究[D].武汉理工大学，2012.
[4]张忠.过盈量在轮对压装中的重要性分析[J].机械工程师，2010（01）：148-149.
[5]张元涛，张顺启.关于轮对压装工艺参数优化设计的探讨[J].铁道车辆，2006（07）：29-30+46.。