鐵路貨車多品種通用輪對軸承壓裝設(shè)備

陳祖讓

（湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院 湖南 株洲 412000）

用于60噸鐵路貨車固定式半自動軸承壓裝機(jī)，一般只能壓裝RD2輪對軸承，壓裝力設(shè)計(jì)為350kN。為擴(kuò)大設(shè)備使用范圍，可通過有效改裝后可擴(kuò)大使用范圍可壓裝鐵路各種車型的軸承（用戶指定），新設(shè)計(jì)或者通過改造后壓裝力達(dá)到550kN，且壓裝效果良好，換型快捷，結(jié)構(gòu)工藝性能達(dá)到壓裝力的準(zhǔn)確真實(shí)。

軸承壓裝機(jī)機(jī)體由床身、支座、主油缸、輔助油缸及輪對夾緊機(jī)構(gòu)組成。本機(jī)床身、支座在強(qiáng)度和剛度上較以前有很大的提高，主油缸設(shè)計(jì)獨(dú)特，具有良好的使用性能。液壓站的結(jié)構(gòu)和液控原理經(jīng)過多年的考驗(yàn)，密封性能好，可靠。集成塊主體采用鍛剛制造，六面磨削加工?？刂婆_為流行的計(jì)算機(jī)操作臺結(jié)構(gòu)，強(qiáng)弱電分柜安裝，抗干擾能力強(qiáng)。

新制或改造后的滾動軸承壓裝機(jī)是一臺具有自動記錄鐵路車輛滾動軸承壓裝過程中產(chǎn)生的位移——壓力關(guān)系曲線及有關(guān)數(shù)據(jù)的新一代滾動軸承壓裝機(jī)，是鐵路車輛滾動軸承壓裝的專用設(shè)備。

1 方案評估

根據(jù)生產(chǎn)要求，軸承壓裝機(jī)必須達(dá)到如下目標(biāo)：

1）滿足鐵道部【1998】2號文件對軸承壓裝的要求；

2）能夠自動監(jiān)測軸承壓裝力變化，判斷壓裝質(zhì)量，對不合格軸承報(bào)警，自動打印壓裝力曲線并保存壓裝數(shù)據(jù)，還能實(shí)現(xiàn)壓裝自動控制；

3）能夠錄入軸承檢修數(shù)據(jù)，并輸出含有軸承組裝信息的標(biāo)準(zhǔn)壓裝記錄單；

4）能夠備份、查閱和輸出軸承壓裝歷史數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸；

5）操作簡單，性能可靠，達(dá)到或者超越市場上同類產(chǎn)品水平。

該壓裝機(jī)的液壓系統(tǒng)由低壓和高壓組成，低壓用于各種輔助動作，高壓用于軸承壓裝。查閱原軸承壓裝機(jī)的圖紙，可知主機(jī)由左右兩套壓裝油缸、引軸、壓套、輪對頂起機(jī)構(gòu)、送輪機(jī)構(gòu)、鎖緊機(jī)構(gòu)、液壓站以及上橫梁、底座、電器控制柜、檢測記錄系統(tǒng)等裝置組成封閉的軸承壓裝系統(tǒng)，見圖1。

圖1 貨車通用輪對軸承壓裝機(jī)外型

分析軸承壓裝機(jī)的壓裝過程，可知有以下幾個(gè)工步：

1）人工推入輪對；

2）輪對頂升；

3）引軸定位；

4）輪對鎖緊；

5）壓裝軸承；

6）引軸及壓套退回；

7）松鎖、落輪對；

8）送出輪對。

因此，我們按照這個(gè)工作循環(huán)，編寫程序由可編程序控制器控制自動執(zhí)行。

因此，軸承壓裝機(jī)的軸承壓裝示意圖見圖2。

圖2 輪對軸承壓裝示意圖

輪對推進(jìn)到壓裝位后，輪對頂升機(jī)構(gòu)將輪對頂起，引軸的外徑小于軸承內(nèi)孔尺寸0.5mm，引軸通過軸承內(nèi)孔再頂緊輪對。引軸將輪對定位并頂緊，引軸端面與輪軸端面貼緊，并使輪對脫離輪對頂升機(jī)構(gòu)V形支撐塊并保證一定間隙，然后鎖緊裝置將輪對鎖緊。由于引軸與壓裝套有配合間隙，引軸要伸出350mm才能定位輪對，引軸伸出端是典型的懸臂軸結(jié)構(gòu)，引軸在輪對重力（見表1）作用下必然偏離機(jī)床幾何中心，由于是輪對先定位后鎖緊，也就是輪對與壓套中心存在偏移量的狀態(tài)鎖緊輪對，壓裝軸承時(shí)除正常的壓裝力之外還需要克服輪對鎖緊力和偏移距，由此所引起的附加力、鎖緊力和輪對重力，使引軸和壓套受力部位產(chǎn)生較大摩擦力，從而使壓裝記錄儀記錄的壓力失真。

表1 輪對基本參數(shù)

2 油缸改裝

軸承壓裝機(jī)主壓油缸以前采用鑄鐵件，可能存在鑄造缺陷。當(dāng)增大壓裝力后，承載能力表現(xiàn)不足、機(jī)床剛性較差，會使機(jī)床壓裝動態(tài)特性不佳，因此新設(shè)計(jì)為了達(dá)到增加壓裝機(jī)剛性目的，在壓裝油缸處做了較大的改進(jìn)，上橫梁、底座、液壓站、輪對頂起機(jī)構(gòu)、鎖輪機(jī)構(gòu)保留原壓裝機(jī)，新增加引軸、壓套等。

壓裝缸壓裝流程為：按開始自動壓裝按鈕，電磁閥動作，定位腔輸油管進(jìn)油，推動定位活塞筒桿及中心孔頂錐到位，在定位活塞筒桿一端套上待壓軸承和后檔；壓裝腔進(jìn)油推動壓裝活塞筒桿將軸承和后檔壓人軸頸和防塵座并加壓保壓3～5s，然后退回定位活塞筒桿和壓裝活塞筒桿，完成壓裝過程。主油缸設(shè)計(jì)獨(dú)特，具有良好的使用性能。三復(fù)合式油缸結(jié)構(gòu)保證在軸承壓裝過程中車軸毫不受損，小活塞頂尖5KN的恒定頂力保證準(zhǔn)確定位，中活塞35KN預(yù)應(yīng)力和定位前端的可旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)保證了車軸軸端平面接觸。該油缸的最大特點(diǎn)是在空運(yùn)行時(shí)活塞伸縮自如，不存在空運(yùn)行時(shí)定位頭伸出后退不回去的情況。輪對定位機(jī)構(gòu)保證了輪對在軸承壓裝過程中不發(fā)生竄動，從而保證了軸承壓裝過程中各位置相對應(yīng)壓力值的檢測準(zhǔn)確度。

壓裝油缸安裝時(shí)底座可不必位移，設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了安裝的工序，可確保機(jī)床安裝各項(xiàng)技術(shù)要求，達(dá)到壓裝各種輪對軸承工藝要求。

3 轉(zhuǎn)換實(shí)施過程：

3.1 將頂尖開出，把60噸貨車軸承壓裝用導(dǎo)向套和壓裝盤拆下；將70噸貨車軸承壓裝用導(dǎo)向套和壓裝盤裝上；注意導(dǎo)向套的兩個(gè)定位螺絲定在環(huán)槽上即可；不能擰緊，導(dǎo)向套能360度旋轉(zhuǎn)。

3.2 將滾道圓弧板四顆螺栓緊開，將板下的開口墊條拆下一條（左、右各一條）即可。

3.3 將支撐叉下的圓墊圈取下即可。

3.4 用手動將主油缸開到底，將電腦界面點(diǎn)擊到參數(shù)設(shè)置界面，調(diào)整高壓溢流閥（分左、右）：70噸（RE2B）的壓力調(diào)到6.8～7.0MPa，340kN；60 噸的壓力為 8.7～9.0MPa，440kN，左右一致，然后將溢流閥鎖死。

3.5 從70噸貨車的輪對軸承壓裝改回60噸貨車的輪對軸承壓裝，按照相反的順序進(jìn)行即可。

裝配時(shí)，特別注意保持壓裝軸承時(shí)壓裝機(jī)活塞中心線與車軸中心線應(yīng)重合，軸承壓裝過程中應(yīng)旋轉(zhuǎn)軸承外圈，保持其旋轉(zhuǎn)靈活；卡滯時(shí)須停止壓裝，退卸檢查。