鐵路貨車軸端防松片組裝工藝優化

姚 毅 鄒建美

（中車眉山車輛有限公司，眉山 620032）

1 防松片組裝現狀

1.1 防松片的相關要求

軸承組裝是鐵路貨車轉向架組裝的關鍵工序，其零部件的組裝質量關系著鐵路貨車行車安全。防松片作為軸承組裝的一個重要零部件，將直接影響軸承組裝質量，一旦失效將引發嚴重行車事故。

《車輛滾動軸承用防片》（TB/T 1480—1983）[1]防松片技術要求規定如下：

（1）防松片由10、A2、B2、B1鋼或其他相當的鋼制造。

（2）未注明之圓弧半徑由作圖求出。

（3）須去除飛邊與毛刺。

（4）表面須進行磷化處理，磷化層厚度為5～15 μm。磷化后需涂防銹油脂。

（5）本防松片只能使用一次。使用時，每個壓腳都須翹起，緊貼螺栓頭的6個平面上，處于防松位置。

1.2 組裝現狀

近年來，各種防松片在使用過程中均出現了批量變形報廢問題，在局部時間段廢品率甚至超過了50%。公司防松片組裝返工影響了生產節拍，增加了勞動強度，提高了生產成本。防松片組裝示意圖如圖1所示。

2 工藝分析

2.1 現狀調查

確認庫存防松片、軸端螺栓產品質量，檢測防松片尺寸、化學成分以及硬度等，判斷其是否滿足產品圖紙要求。經過檢測，3種防松片的尺寸、化學成分[2]、硬度以及材質[3]等均滿足要求。主要檢驗記錄如表1和表2所示。此外，檢測軸端螺栓尺寸，判斷其是否滿足產品要求。按照TB/T 1479—1991[4]要求分別對兩種螺栓品進行尺寸檢查，結果顯示產品尺寸合格。對軸端智能扳機進行性能校驗檢查，結果顯示設備狀態正常。

圖1 防松片組裝示意圖

表1 厚度及硬度

表2 化學成分

2.2 原因分析

通過現狀調查和分析軸端螺栓與防松片組裝過程，認為影響防松片組裝質量的因素主要有工藝裝備狀態、組裝工藝參數、軸端螺栓質量以及防松片質量。

2.2.1 工藝裝備狀態

智能扳機上有3個螺栓緊固套筒。智能扳機工作時，3個套筒同時旋轉緊固軸端螺栓。如果3個套筒不平行，會造成防松片受力不均勻變形[5]。

2.2.2 工藝參數

軸端螺栓緊固力矩的大小會影響防松片組裝質量。力矩越大，變形傾向越大。

2.2.3 軸端螺栓質量

軸端螺栓與防松片接觸面如果不平整或過小，會造成防松片受力不均勻變形。

2.2.4 防松片質量

防松片質量是影響防松片組裝質量的重要原因，尤其是其厚度和硬度。

3 工藝優化措施

通過分析原因制定了相應的優化措施，以提高防松片組裝質量。第一，將軸端智能扳機組裝套筒端面進行機械加工，使三個套筒端面處于同一平面上，以確保裝備狀態。第二，優化工藝參數，將軸端螺栓的緊固力矩由325 N·m調整為317 N·m，以降低防松片變形傾向。第三，軸端螺栓與防松片接觸面是否平整，會對防松片組裝造成影響。檢查庫存的兩種螺栓，發現接觸面基本平整。第四，工藝裝備或工藝參數原因造成的組裝質量問題是持續性的。防松片自身質量問題才會造成斷續組裝質量問題。防松片的厚度、材質和硬度會對組裝質量造成較大影響。防松片的厚度和硬度越小，組裝變形的傾向越大。2017年6月至今，中車眉山車輛有限公司拓寬采購渠道，試驗不同廠家約萬余片防松片，從防松片材質、厚度和硬度幾方面進行了工藝試驗，確定了最優參數，從根本上降低了組裝變形廢品率。經過對比驗證，當防松片材質為Q215、厚度為2 mm、硬度不小于140 HB時，組裝質量最優，組裝變形數量最小。經過以上優化措施及大批量應用驗證，防松片組裝質量穩定。

4 優化后的工藝措施固化

通過大量反復的工藝試驗，確定了防松片原材料的材質、厚度、硬度等技術參數和軸端螺栓緊固力矩值范圍。對原材料技術條件、組裝工藝參數、設備維護要求多方面進行固化，以確保組裝質量。

防松片采購技術條件：

材質Q215；厚度為（2±0.05）mm；硬度≥140 HB；須去除飛邊與毛刺；表面須進行磷化處理，磷化層厚度為5～15 μm。磷化后需涂防銹油脂。組裝工藝方面，軸端螺栓緊固力矩為315～317 N·m，且需定期修整軸端智能扳機組裝套筒端面，以保證其平面度；防松片只能使用一次。使用時，每個壓腳都須翹起，緊貼螺栓頭的6個平面上，處于防松位置。

5 結語

2017年6 月至今，通過調整組裝工藝參數、改善工裝狀態、優化防松片參數等方式對防松片組裝質量進行改善，其組裝質量穩定，廢品率降低到了10%以下。后續將持續跟蹤防松片的使用情況，深入研究防松片材質和組裝工裝，進一步降低組裝廢品率。