鐵路貨車等級(jí)軸承一般檢修工藝的設(shè)計(jì)

沈孝君

（常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)械工程系，江蘇 常州 213164）

1 檢修工藝流程

352226X2-2RZ型滾動(dòng)軸承分為2個(gè)等級(jí)，即原型352226X2-2RZ和第1等級(jí)352226X2D1-2RZ軸承（簡(jiǎn)稱D1等級(jí)軸承）。鐵道部鐵運(yùn)［2007］98號(hào)文《鐵路貨車輪軸組裝、檢修及管理規(guī)則》中，352226X2-2RZ型滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈內(nèi)徑和密封座內(nèi)徑尺寸一般檢修限度如表1所示［1］。

表1 352226X2-2RZ型滾動(dòng)軸承一般檢修限度

鐵路貨車軸承一般檢修時(shí)，等級(jí)軸承零件的幾何尺寸（表1所列尺寸除外）、表面精度及軸承零件缺陷的檢修技術(shù)要求均與其原型軸承檢修要求相同，因而等級(jí)軸承的檢修工藝可參考成熟的原型軸承檢修工藝。設(shè)計(jì)的等級(jí)軸承的一般檢修工藝流程為：等級(jí)軸承壓退→脫脂、清洗→軸承分解及編號(hào)→外觀缺陷分解檢查→外圈探傷→零件尺寸檢測(cè)→缺陷手工修磨→軸向自由游隙測(cè)定（選配中隔圈）→合套軸承檢查驗(yàn)收→二次清洗、烘干→注脂及勻脂→密封罩選配組裝→扭矩檢查→選配密封座及組裝→軸承包裝做等級(jí)標(biāo)記→送軸承壓裝間→與等級(jí)軸頸測(cè)量選配→與等級(jí)軸頸壓裝→前蓋組裝→軸承磨合試驗(yàn)→檢查驗(yàn)收。

2 檢修工藝分析

由于等級(jí)軸承與原型軸承相比只是在內(nèi)圈內(nèi)徑尺寸及密封座內(nèi)徑尺寸上有變化，因此，根據(jù)上述工藝流程，只需著重分析等級(jí)軸承內(nèi)圈與密封座內(nèi)徑尺寸檢測(cè)、軸向自由游隙測(cè)定、注脂及等級(jí)軸承與等級(jí)車軸軸頸的壓裝工序，并求出最佳工藝方案。

2.1 內(nèi)圈與密封座內(nèi)徑尺寸的檢測(cè)

原型352226X2-2RZ軸承內(nèi)圈內(nèi)徑及密封座內(nèi)徑尺寸是在D925和D724軸承檢測(cè)儀上，利用扇形比較儀及內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)件通過(guò)比較測(cè)量得出的。若在原型軸承檢測(cè)儀上測(cè)量D1等級(jí)軸承內(nèi)圈內(nèi)徑及密封座內(nèi)徑尺寸，測(cè)量結(jié)果有一定的誤差。誤差值的計(jì)算如圖1所示（為便于分析，忽略軸承內(nèi)圈內(nèi)徑公差尺寸）。

圖1 D1等級(jí)軸承內(nèi)圈內(nèi)徑測(cè)量誤差計(jì)算圖

圖1中，A，B兩點(diǎn)為軸承檢測(cè)儀的固定支點(diǎn)；E為軸承檢測(cè)儀活動(dòng)支點(diǎn)；O為原型軸承內(nèi)圈圓心；O1為D1等級(jí)軸承內(nèi)圈圓心；AE為Φ130 mm原型軸承內(nèi)圈內(nèi)徑；AE1為D1等級(jí)軸承內(nèi)徑測(cè)量值；CD為D1等級(jí)軸承內(nèi)徑實(shí)際值。CD值與AE1值之差即為檢測(cè)誤差。

由圖1可知：

所以，AE1＝2×AO3＝2×64.749＝129.498 mm，即所測(cè)D1等級(jí)軸承的內(nèi)圈內(nèi)徑值比實(shí)際尺寸小了0.002 mm。

由以上計(jì)算可知，使用現(xiàn)有的Φ130 mm原型軸承檢測(cè)儀測(cè)量等級(jí)軸承內(nèi)圈內(nèi)徑值，測(cè)量誤差較大。而且在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，還必須依據(jù)所測(cè)不同等級(jí)的軸承，調(diào)整扇形比較儀量程，程序較復(fù)雜，影響因素多。因此，為確保測(cè)量值的準(zhǔn)確、可靠，保證貨車軸承的檢修質(zhì)量，應(yīng)重新設(shè)計(jì)并制作測(cè)量等級(jí)軸承內(nèi)圈內(nèi)徑所用的D1內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)件，再結(jié)合2臺(tái)D925和2臺(tái)D724檢測(cè)儀即可實(shí)現(xiàn)對(duì)等級(jí)軸承內(nèi)圈內(nèi)經(jīng)及密封座內(nèi)徑尺寸的準(zhǔn)確測(cè)量。

2.2 軸向自由游隙的測(cè)定

等級(jí)軸承軸向自由游隙的測(cè)定，即調(diào)配等級(jí)軸承在自由狀態(tài)下所具有的最佳軸向游隙值，從而保證軸承處于最佳工作狀態(tài)，防止軸承熱軸、燃軸，延長(zhǎng)軸承的使用壽命?，F(xiàn)有的原型軸承軸向游隙測(cè)量裝置內(nèi)圈定位環(huán)尺寸為Φ130-0.15-0.20mm，比等級(jí)軸承內(nèi)圈內(nèi)徑大，無(wú)法對(duì)等級(jí)軸承進(jìn)行軸向游隙測(cè)定。因此，提出對(duì)原型軸承軸向游隙測(cè)量裝置進(jìn)行改進(jìn)，以實(shí)現(xiàn)D1等級(jí)軸承軸向游隙的測(cè)量。改進(jìn)措施為：（1）將原軸向游隙測(cè)量裝置的定位環(huán)由固定連接改為沉頭螺釘連接，并設(shè)計(jì)制作了D1等級(jí)軸承定位環(huán)，通過(guò)更換不同的定位環(huán)來(lái)滿足不同等級(jí)軸承軸向游隙測(cè)量的需要；（2）將測(cè)量表?xiàng)U由原來(lái)的固定連接改成可調(diào)式連接，使百分表測(cè)點(diǎn)可調(diào)，以提高測(cè)量精度。

2.3 注脂

鐵路貨車等級(jí)軸承潤(rùn)滑脂的注入是在專用軸承注脂機(jī)上完成的。軸承推入注脂工位，注脂頭自動(dòng)下降伸入軸承內(nèi)圈，填充潤(rùn)滑脂，定量脂注入軸承內(nèi)腔后，注脂頭自動(dòng)上升。其中，注脂頭是實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑脂準(zhǔn)確、均勻地噴射到軸承內(nèi)圈組件里的關(guān)鍵執(zhí)行部件，也是影響等級(jí)軸承注脂的關(guān)鍵部件，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。原注脂頭外徑為Φ129.5 mm，而D1等級(jí)軸承內(nèi)圈內(nèi)徑公稱直徑為Φ129.5 mm，因此原注脂頭不能直接用于D1等級(jí)軸承的注脂。為保證軸承精確定位，同時(shí)考慮注脂頭能在軸承內(nèi)圈里順暢地進(jìn)入、上抬及密封圈有足夠的預(yù)壓縮量便于密封，現(xiàn)將注脂頭外徑設(shè)計(jì)尺寸改為Φ128.5 mm，同時(shí)，將注脂頭O形密封圈外徑增加1 mm。改進(jìn)后的注脂頭進(jìn)行注脂試驗(yàn)，完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求，現(xiàn)已投入正常使用。

圖2 軸承注脂頭

2.4 D1等級(jí)軸承與RD2-D1等級(jí)車軸軸頸壓裝

鐵路貨車軸承壓裝時(shí)，為了保證軸承壓裝質(zhì)量，必須采用配置壓力記錄儀的固定式軸承壓裝機(jī)壓裝軸承，其關(guān)鍵部件為壓裝油缸，壓裝油缸結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 固定式軸承壓裝機(jī)壓裝油缸

原型軸承壓裝時(shí)，壓裝油缸動(dòng)作為：外徑為Φ129.5 mm的引導(dǎo)套向前伸出，穿過(guò)Φ130 mm軸承內(nèi)腔→頂尖頂入車軸中心孔→活塞桿慢速向前推進(jìn)至軸承壓裝到位保壓5 s→活塞桿后退→引導(dǎo)套后退。為使此壓裝機(jī)能夠用于等級(jí)軸承的壓裝，將引導(dǎo)套外徑由Φ129.5 mm改為Φ128.5 mm，同時(shí)將與引導(dǎo)套配合的活塞桿的相關(guān)尺寸進(jìn)行相應(yīng)改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了在同一壓裝機(jī)上對(duì)2種不同等級(jí)軸承的壓裝，節(jié)約了成本。

3 等級(jí)軸承檢修、壓裝的工藝管理措施

D1等級(jí)軸承在外觀上與原型軸承完全一致，在實(shí)際檢修過(guò)程中原型軸承與等級(jí)軸承之間很容易混淆及混裝。如：若將D1等級(jí)軸承與原型RD2車軸進(jìn)行壓裝，將會(huì)造成軸承及車軸報(bào)廢，甚至?xí)p壞軸承壓裝機(jī)；若一套等級(jí)軸承錯(cuò)裝原型密封座，在等級(jí)軸承壓裝過(guò)程中，由于軸承內(nèi)圈的壓裝力遠(yuǎn)大于密封座壓裝力，根本不能從軸承壓裝曲線、壓力表上發(fā)現(xiàn)異常情況，造成密封座與車軸軸頸形成間隙配合，使軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中出現(xiàn)“耍圈”現(xiàn)象，可能引起熱軸、燃軸，甚至切軸事故，嚴(yán)重危及鐵路行車安全。因此，為杜絕等級(jí)軸承在檢修及壓裝過(guò)程中發(fā)生軸承零件混裝或軸承與軸頸錯(cuò)壓等工藝問(wèn)題，采取了如下措施：

（1）等級(jí)軸承集中檢修、壓裝。將需要檢修的等級(jí)軸承分類存放，等數(shù)量積累到一定值后（如50套）再進(jìn)行集中檢修、壓裝。

（2）改變等級(jí)軸承檢修記錄簿字體顏色。原型軸承用黑色字體記錄，D1等級(jí)軸承用紅色字體記錄，這樣使檢修員、壓裝操作者、檢查員、驗(yàn)收員形成視覺(jué)沖擊，從而在思想上和操作過(guò)程中自然地引起重視。

（3）等級(jí)軸承退卸后，由分解檢查員在軸承外圈表面作“D1”等級(jí)標(biāo)記。等級(jí)軸承合套組裝后在外圈凹槽內(nèi)加貼紅色“D1”標(biāo)簽，并在包裝紙上作相應(yīng)的等級(jí)標(biāo)記。

（4）在等級(jí)軸承選配壓裝前，由操作者和班長(zhǎng)共同核對(duì)兩端密封座與軸承內(nèi)圈的等級(jí)標(biāo)記是否一致，并確認(rèn)與之配合的軸頸為同一等級(jí)，簽字后方可進(jìn)行壓裝。

（5）所有的等級(jí)軸承及零配件按等級(jí)分類，上料上架，單獨(dú)存放并作標(biāo)記。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)等級(jí)軸承檢修工藝及工藝裝備的設(shè)計(jì)改進(jìn)，特別是工藝管理措施的實(shí)施，自1996年8月開(kāi)始等級(jí)軸承檢修至今，已檢修等級(jí)軸承近6 000套，其檢修、壓裝質(zhì)量完全達(dá)到鐵道部《鐵路貨車輪軸組裝、檢修及管理規(guī)則》要求，未發(fā)生一起等級(jí)軸承混裝、錯(cuò)裝問(wèn)題，降低了車輛檢修成本，確保了鐵路行車安全。