輪對壓裝工藝要點分析

安迪 徐華祥 宋宇晗

摘要：輪對是軌道列車的重要組成部分，也是影響車輛運行安全的關鍵零部件，主要由一根車軸及兩個車輪組成。輪軸采用過盈配合連接，依靠過盈量傳遞扭矩和軸向力。輪對采用壓裝工藝壓裝到車軸處，實現兩者的過盈配合。本文對輪對壓裝工藝進行論述，從壓裝過程中壓裝曲線、壓裝力、過盈量等多方向分析，提出壓裝過程中的關鍵工藝要點及注意要點。

關鍵詞：輪對組成，壓裝工藝，關鍵項點

1.研究背景

鐵路運輸是我國重要的客運及貨運方式，隨著近些年經濟的快速發展，軌道行業更是飛速發展。軌道車輛主體由車體，轉向架，制動系統，驅動系統，車輛設備等部分組成，其中轉向架作為車輛的走行部結構，承擔著支持車體載荷，提供驅動、制動功能以及自導向能力。輪對作為轉向架的關鍵部件，直接與軌道接觸，為車輛安全運行提供了不可或缺的作用。輪對與車軸壓裝組成，結合處過盈配合，依靠連接面產生的彈性、塑性變形，使輪對與車軸實現緊密連接。

2.輪對結構

輪對組成由一條車軸與兩個車輪配合組裝而成。車軸主要包括軸頸、輪座、防塵板座等組成。軸頸承載車輛并傳遞載荷;輪座與車輪配合，作為結合面，通常采用錐體結構;防塵板座是軸頸與輪座的過渡部分，避免應力集中。車軸采用碳素鋼材質，熱處理及機械加工處理。為了減輕簧下質量，部分車軸采用空心車軸。車輪由踏面、輪緣、輪輞、輪轂和輻板組成。踏面是車輪與軌道接觸的部分，現多采用LMA磨耗型踏面;輪緣是保證車輛在軌道上運行不脫離的部分;輪轂是車輪與車軸配合的部分。車輪車軸組成如圖1所示。

3.壓裝過程

選擇合適的車軸車輪進行壓裝，車軸與車輪結合處打磨去除毛刷，表面涂抹植物油潤滑。將車輪車軸放置恒溫間8小時，實現溫度的恒定。車輪的壓裝采用冷壓法進行，首先將車軸吊運至車軸支架處，調節車軸高度尺寸，使車軸縱向中心線水平。然后吊運車軸套在車軸上，調節車輪狀態，使車軸與車輪縱向中心線重合，進行預壓裝。將預壓裝完成的車輪車軸吊運至輪軸壓裝機，使用壓裝機緩緩將車輪壓入，觀察壓力機上壓力值的大小以及壓力曲線的變化情況，直至輪對完全壓裝到位，如圖2所示。

4 壓裝質量確認

輪對壓裝完成后，同一車輪直徑差應≤0.5mm，輪位差≤1mm，兩車輪滾動圓相對軸中心線徑向跳動≤0.3mm.

4.1 過盈量

過盈量是輪對過盈配合中由于輪座直徑大于輪轂孔直徑產生的，輪對配合依靠過盈量傳遞扭力和載荷。過盈量提供足夠的配合壓力和摩擦力，使輪對與車軸不發生相對運動。過盈量大容易導致接觸面應力集中、降低疲勞強度，過盈量太小摩擦力不夠容易導致輪對車軸相對轉動。過盈量通常選取車軸輪座配合直徑的0.08%～0.15%。

4.2 壓裝速度

由于車輪壓裝采用冷壓的方式進行，若壓裝速度過快容易劃傷配合面、使表面過熱變形等，壓裝速度過慢可能致使配合面出現的彈性變形變成塑性變形，影響配合面質量。選取適當的壓裝速度會影響輪對車軸的壓裝質量。

4.3 表面粗糙度

根據TB/T 1718規定，車輛車軸輪座表面粗糙度需要達到Ra≤1.6μm，輪轂孔表面粗糙度Ra≤6.3μm。配合面的粗糙度越良好越可提高車軸的疲勞強度，表面粗糙度越低表面越光整，越不易出現應力集中的情況。

4.4 壓裝曲線及終點壓裝力

壓裝曲線及終點壓裝力是檢驗車輪壓裝情況最權威的檢驗標準。壓力曲線是壓裝過程壓力的實時記錄，充分記錄了壓裝全過程的壓力變化。壓力曲線反映了壓裝過程中，壓裝力與接觸面長度的變化過程，理想狀態下隨著接觸面長度的增加壓力均勻上升，并具有略微上凸的形狀，最終壓裝力反映了最終的壓裝情況，如圖3所示。

5 總結

輪對作為轉向架車輛最為重要的零部件之一，壓裝質量直接影響了車輛的運行安全。本文從輪對車軸組成的結構及功能著手，分析了輪對壓裝的工藝過程，并提出了壓裝工藝過程中最為重要的過盈量、壓裝速度、表面粗糙度和壓裝曲線及最終壓力等關鍵檢驗項點。

參考文獻：

[1]岳立峰，竇廣旭.輪對壓裝工藝分析[J].機車車輛工藝，2005（3）：7-9.

[2] 劉紅生. 提高輪對壓裝質量的途徑[J]. 機車車輛工藝， 2001（2）：16-18.

[3]張元濤，張順啟.關于輪對壓裝工藝參數優化設計的探討[J].鐵道車輛，2006，44（7）：29-30.

[4]趙鎖宗，張富.輪軸壓裝的過盈量與壓入力的研究.鐵道學報，1989，11（4）：81-86