地鐵車(chē)輛輪軸圓錐滾子軸承修復(fù)技術(shù)

楊明奇，徐玲玲

(洛陽(yáng)LYC軸承有限公司 技術(shù)中心，河南 洛陽(yáng) 471039)

某公司地鐵車(chē)輛裝用的輪軸軸承為國(guó)外某知名公司專(zhuān)用雙列圓錐滾子軸承，此種軸承價(jià)格昂貴，在軸承達(dá)到使用周期后，用戶(hù)委托我公司對(duì)8套軸承進(jìn)行修復(fù)。

1 可行性分析

地鐵車(chē)輛所需修復(fù)的軸承為35XXXX型雙列圓錐滾子軸承，如圖1所示，一端裝有鋼制密封罩，另一端裝有組合橡膠密封裝置。內(nèi)圈、外圈、中隔圈和密封座表面均經(jīng)過(guò)磷化處理。

1—密封罩；2—滾子；3—塑料保持架；4—中隔圈；5—內(nèi)圈；6—外圈；7—橡膠密封；8—密封座

經(jīng)過(guò)對(duì)軸承額定壽命L10及修正額定壽命L1m(99%可靠度)進(jìn)行計(jì)算，發(fā)現(xiàn)軸承檢修周期與軸承修正額定壽命L1m一致，但與額定壽命L10相比還有很大的差距。所以，修復(fù)前充分掌握軸承使用后的狀況，制定科學(xué)合理的修復(fù)工藝，能夠保證修復(fù)后軸承在材料、潤(rùn)滑、密封和精度等級(jí)等方面達(dá)到與原軸承一致，滿(mǎn)足用戶(hù)的使用要求。

2 軸承修復(fù)價(jià)值評(píng)估

軸承是否具有修復(fù)價(jià)值主要依據(jù)軸承自身的損傷狀態(tài)來(lái)判斷；所以損傷的軸承修復(fù)前必須經(jīng)過(guò)一套嚴(yán)格的檢測(cè)程序來(lái)判斷是否具有修復(fù)價(jià)值。通常存在嚴(yán)重?fù)p傷的軸承很可能無(wú)法修復(fù)，必須報(bào)廢。根據(jù)軸承的使用工況，下面幾種損壞形式認(rèn)定為不具備再修復(fù)條件，主要包括：

(1)由于電流通過(guò)引起局部放電而造成表面電蝕損傷；

(2)零件表面銹蝕嚴(yán)重；

(3)因經(jīng)受高溫導(dǎo)致軸承零件表面產(chǎn)生熱變色；

(4)內(nèi)、外圈有裂紋或破損；

(5)安裝和拆卸過(guò)程中內(nèi)圈內(nèi)徑嚴(yán)重拉傷；

(6)存在其他影響軸承安裝及使用的缺陷已沒(méi)有修復(fù)價(jià)值。

3 修復(fù)中的關(guān)鍵要素

3.1 加工表面確定

滾子與套圈滾道接觸表面的修復(fù)是軸承修復(fù)的重點(diǎn)。外圈滾道表面、內(nèi)圈滾道表面、內(nèi)圈大擋邊表面、滾子滾動(dòng)面及滾子球基面都是必須進(jìn)行修復(fù)的加工面。

3.2 不可加工表面確定

根據(jù)軸承安裝要求，外圈外徑面與軸箱為過(guò)渡配合；內(nèi)圈內(nèi)徑面與車(chē)軸為過(guò)盈配合。為了保證軸承正常的安裝狀態(tài)，外圈外徑面與內(nèi)圈內(nèi)徑面確定為不可加工表面。

3.3 磨削量的確定

由于套圈表面進(jìn)行了磷化處理，用測(cè)厚儀測(cè)得套圈表面的磷化膜厚度為0.003～0.010 mm。因此，確定修復(fù)時(shí)磨加工表面的磨削量為a=0.015 mm，以保證一次精磨工序和超精工序的加工留量。

3.4 更換新零件

在軸承分解、檢查和清洗過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，內(nèi)圈、工程塑料保持架和橡膠密封都受到了不可修復(fù)的損壞，因而必須進(jìn)行報(bào)廢處理，更換新件。在此應(yīng)當(dāng)注意的是，對(duì)報(bào)廢的零件需做上特殊標(biāo)記，以避免與新部件混淆。

3.5 軸向游隙和裝配高變化解決方案

由于軸承內(nèi)、外圈表面都進(jìn)行了磨削加工，則軸承軸向游隙Ga必然大于軸承原來(lái)的軸向游隙，其增加量為

ΔGa=(2×0.015a)/tanα，

式中：α為軸承接觸角,此處α=10°。經(jīng)計(jì)算得ΔGa=0.173 mm。

為了保證軸承軸向游隙符合技術(shù)要求，采用修磨中隔圈寬度的辦法，修磨量即為軸向游隙的增加量。而修磨中隔圈，將導(dǎo)致裝配高變小，裝配高的變化量為ΔT=ΔGa=0.173 mm。用戶(hù)提供的裝配高允差要求為-0.42～+0.31 mm。對(duì)于修磨中隔圈后裝配高允差低于要求的，需要做出特殊標(biāo)記，用戶(hù)將在安裝軸承時(shí)選配相應(yīng)的定位裝置。

3.6 修復(fù)工藝

制定科學(xué)合理的修復(fù)工藝流程是保證軸承修復(fù)質(zhì)量的關(guān)鍵。在對(duì)修復(fù)過(guò)程中的關(guān)鍵要素進(jìn)行分析后，編制軸承修復(fù)工藝如下：軸承分解→零件清洗→可修復(fù)鑒定→進(jìn)入修復(fù)程序→加工表面精磨→加工表面超精→探傷檢查→終檢→零件磷化→刻打標(biāo)記→零件清洗、退磁→裝配→包裝。

4 修復(fù)結(jié)果

按照制定的修復(fù)工藝對(duì)軸承進(jìn)行加工并進(jìn)行了各項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)，在材料硬度、精度等級(jí)和外觀質(zhì)量等方面都達(dá)到了技術(shù)要求。同時(shí)，隨機(jī)抽取2套經(jīng)修復(fù)的軸承樣品進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)，結(jié)果表明：軸承運(yùn)轉(zhuǎn)良好，溫升正常，漏脂率符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

通過(guò)科學(xué)合理地應(yīng)用軸承修復(fù)技術(shù)，能夠使部分具備修復(fù)條件的軸承重新利用，節(jié)約能源，降低消耗。