退卸沒有設計注油孔的鐵路輪對新方法

吳忠舉，劉志堅，劉春生

（智奇鐵路設備有限公司技術開發部，山西 太原 030032）

引言

鐵路輪對主要起車輛承載、運行及制動等作用，它一般由車輪與車軸以過盈配合方式組成一體，大致可分為客車輪對、貨車輪對、地鐵輪對、機車輪對和動車輪對等。輪對在檢修過程中會因各種原因（如：車輪磨耗到限、齒輪箱檢修或制動盤磨耗到限等）需進行輪軸退卸。通過壓力機將力作用在軸端及車輪輪轂內側或輪輞內側，克服車輪轂孔與車軸輪座之間的摩擦力后將車輪從車軸上退下。此種方式對于客車輪對、貨車輪對、車輪上帶有注油孔的動車組輪對是沒有問題的，但對于車輪沒有設計注油孔的地鐵輪對（帶齒輪箱）來說，是存在問題的。

為了減小輪軸退卸過程的力，目前多種車輪上都設計了注油孔。通過注油孔向車輪轂孔內注入高壓油，將輪轂漲開，然后只需施加很小的退卸力（大約80~90 kN）就可以將車輪從車軸上退下。而對于沒有注油孔的車輪退卸力可達1 000~1 500 kN。由于地鐵輪對（帶齒輪箱）的齒輪箱與車輪間隙較小（大約20~25 mm），而插板自身很厚（大于60~80 mm），無法插入到車輪轂孔與齒輪箱之間的間隙內，所以無法實現退卸齒輪箱側車輪時輪轂內側受力的目標。如將插板做成能插入車輪轂孔與齒輪箱之間的厚度，就無法保證它有足夠的剛度。

1 無注油孔車輪的退卸方式

目前對車輪無注油孔的地鐵輪對（帶齒輪箱）車輪退卸方式有2種：一是采用壓力機的退卸擋板與車輪輪輞內側面接觸方式進行車輪退卸；二是采用單柱龍門式壓力機與輪對退卸工裝配合使用進行車輪退卸。

1）方式一。采用壓力機的退卸擋塊與車輪輪輞內側面接觸方式進行車輪退卸。在壓力機上的擋板上下部位安裝2個擋塊。由于輪對帶有齒輪箱，為了使退卸擋塊不與齒輪箱干涉，擋塊的間距需能將齒輪箱放入，這導致車輪的輪輞內側面接觸面積就非常小（如下頁圖1、2所示），約40~50 cm2。其優點：工裝簡單，只需制做4個壓力塊；連接簡單，兩4個壓力塊只需要使用螺栓簡單固定到設備上；退卸效率高，輪對一次裝卸就可以將2片車輪退下。其缺點：擋塊與車輪輪輞接觸面積小，作用在輪輞上的壓強較大，使得車輪輻板發生變形，從而使得車輪輪轂部位受到了力矩作用，這極易導致車輪退卸時車軸輪座拉傷，造成車軸報廢。為了減少拉傷機率，有時采用火焰切割的方式預先將車輪輻板切割，減小轂孔與輪座之間的作用力。但這存在割傷車軸輪座的危險性，費時、費力影響交貨周期。

圖1 車輪與擋塊接觸狀態

圖2 與擋塊接觸區域

2）方式二。單柱龍門式壓力機與輪對退卸工裝配合使用進行車輪退卸。在單柱龍門式壓力機龍門橫梁下方放置車輪退卸工裝設備（如圖3所示），將輪對放置在工裝上進行輪軸退卸。其優點：將需要退卸車輪的地鐵輪對（帶齒輪箱）吊放在輪對退卸工裝上，需要退卸的車輪放到退卸工裝的外側（如圖4所示）。在退卸車輪時車輪轂孔和車輪輪輞兩處同時受力，增加了受力面積而且還能有效的抑制了車輪的變形，這就保證了車輪在退卸時受力均勻不發生拉傷車軸的現象。其缺點：退卸工裝笨重，工裝在使用時需要使用橋式起重機進行運輸；一次裝夾不能完成兩側車輪的同時退卸，退卸效率低下。

2 新型的退卸工裝設備

針對于上述2種地鐵輪對（帶齒輪箱）退卸車輪方式存在的問題，有必要設計1種新型的退卸工裝設備。這種新型的工裝設備需解決無注油孔的地鐵輪對（帶齒輪箱）車輪在退卸時存在2個主要問題：退卸壓力大，車輪容易發生變形，這樣車輪退卸拉傷，導致車軸報廢的現象發生；齒輪箱側車輪轂孔與齒輪箱之間間隙小，常規的退卸車輪轂孔端面的方式不能實現。

圖3 單柱龍門式壓力機

圖4 退卸的車輪吊放到退卸工裝外側

結合前2種退卸方式的優缺點進行綜合分析設計。通過綜合分析設計，該工裝設備采用固定式結構安裝到壓力機上，不進行拆卸，這樣可以減少吊裝。為了解決齒輪箱側車輪轂孔與齒輪箱之間間隙小的問題，采用輪輞接觸退卸。為了避免上述方式一輪輞退卸產生的接觸面積小的問題，將增大退卸擋板與車輪輪輞內側面的接觸面積，將退卸擋板設計成C型插口，這樣使得退卸擋板與車輪接觸面積增大（大約400~450 cm2）如上頁圖5所示，有效的降低了車輪單位面積上產生的壓強，進而降低車輪的變形，使得在退卸車輪過程中不發生車輪退卸拉傷，導致車軸報廢的現象發生。為了增加以增加新型工裝設備的鋼性，防止在車輪退卸過程中發生變形。將工裝設計成為3個接觸面與設備接觸（如圖6所示），增加工裝設備的剛性。具體實施（如圖7所示）。

圖5 淺藍色區域為增加的接觸面積

圖6 新型工裝三維模型

圖7 實際退卸效果

3 結語

上述方案實施后，在退卸無注油孔的動車輪對齒側車輪過程中達到了良好效果，使得退卸力由原來的1 500~2 000 kn，降低到800~1 000 kn，基本杜絕了由于退卸產生的拉傷現象。該工裝的設計研發達到了預期效果為公司降低了成本，取得了較好的經濟效益。