淺談高速動車組歐系日系輪對壓裝工藝

鄭院生

摘要：本文介紹了高速動車組轉(zhuǎn)向架輪對壓裝中常用的壓裝工藝，并結(jié)合國內(nèi)較為成熟的車型CRH2A動車組輪對為模型，對歐系和日系輪對壓裝工藝進(jìn)行對比分析，并就現(xiàn)場生產(chǎn)中的壓裝工藝選用給出了合理化建議。

關(guān)鍵詞：高速動車組；輪對壓裝；壓裝工藝；油壓；冷壓

前言

輪對作為直接傳遞輪軌作用力的最為關(guān)鍵的走行裝置在整個車輛系統(tǒng)中的作用至關(guān)重要。目前，國內(nèi)動車組輪對的制造檢修依據(jù)主要分為歐標(biāo)和日標(biāo)兩大類，故本文就以國內(nèi)較為成熟的車型CRH2A動車組輪對為模型，對歐系和日系輪對壓裝工藝進(jìn)行對比分析。

1.輪對壓裝工藝運(yùn)用現(xiàn)狀

1.1 壓裝方法

輪對壓裝方法主要分為：注油壓裝和普通壓裝。普通壓裝又分為冷壓裝和熱壓裝。輪對注油壓裝是指壓裝時，在車軸輪座和車輪轂孔之間注入高于它們接觸應(yīng)力的高壓油，使之形成油膜，隨著輪座和轂孔接觸面積的增加，高壓油不斷滲透，使整個輪對壓裝過程在被油膜隔開的情況下進(jìn)行。而與之對應(yīng)的即為普通壓裝，分為熱壓和冷壓，熱壓即將整體車輪或輪心加熱，使輪轂孔膨脹后裝在車軸上，而在常溫下成為過盈配合的裝配方法，而冷壓就是一直通過壓力機(jī)在過盈狀態(tài)下將車輪或輪心裝到車軸上。

1.2 壓裝工藝路線

動車組輪對壓裝一般遵循以下工藝路線：輪、軸同溫—輪座、轂孔尺寸測量—輪座打磨—潤滑劑涂抹—輪對選配—輪對壓裝（歐系、日系不同）—壓裝后檢查—檢壓—輪對標(biāo)記—超聲波探傷—其它工序。

圖1 日系輪對注油壓裝曲線

目前在CRH2A的新造檢修中，日系輪對采用注油壓裝，見圖1，壓裝起始階段也是使用冷壓方式，將轂孔套壓進(jìn)車軸，同時關(guān)注壓裝力曲線變化，待曲線出現(xiàn)下降，見圖中A點(diǎn)，此時即為注油槽開始進(jìn)入壓裝部，A—B段為注油槽部通過壓裝部，待注油槽全部通過，壓力回升，此時注油槽部位完全與車軸貼合，暫停壓力機(jī)，連接油泵對注油孔注油，高壓油泵壓力表目標(biāo)值設(shè)定為140MPa，油壓變化范圍控制在（120MPa-150MPa）之間，待輪轂端面滲出高壓油時，再次開啟壓力機(jī)注入高壓油繼續(xù)壓裝，最后輪轂孔與輪座到達(dá)壓裝位置，此時油膜完全隔開輪轂、輪座接觸面，壓力降為0，作業(yè)完成。要求輪對注油壓裝過程中壓裝力應(yīng)不大于表1中的最大壓力；注油后最大壓裝力允許大于注油前的壓裝力，但不應(yīng)超過其2倍，壓裝過程中的曲線波動不作要求。

表1 日系輪對注油壓裝力要求

種類 壓裝力

車輪 動車 886.4kN

拖車 768.3kN

歐系輪對采用的是普通冷壓裝，即在廠房恒溫室中通過壓力機(jī)將車輪過盈配合在輪座上，過程比較簡單，壓裝曲線如圖2所示，要求①前30mm位移內(nèi)壓裝力開始增加，此后曲線平穩(wěn)上升；②開始后，若出現(xiàn)壓裝力驟升，則驟升值不得大于260kN；③壓裝力在油溝處允許下降，在位移繼續(xù)增加25mm后，壓裝力應(yīng)達(dá)到下降前的最大壓裝力；④壓裝時除油溝部位對應(yīng)的壓裝力曲線外，壓裝力平穩(wěn)上升；⑤在最后25mm位移中壓裝力允許下降，最多可下降50kN。

圖2 歐系輪對冷壓曲線示意

2.壓裝方法對比分析

歐系日系的兩種不同的壓裝工藝均是根據(jù)各自的技術(shù)體系經(jīng)過長期運(yùn)用積累而成，各有優(yōu)缺點(diǎn)，在我國動車組生產(chǎn)檢修實(shí)踐中應(yīng)針對不同需求選擇使用：

2.1對接觸表面質(zhì)量的影響

由于歐系輪對車輪輪轂與車軸輪座接觸面硬度相近，故壓裝過程中不易形成劃傷，且歐系輪軸在設(shè)計之初便為輪座處預(yù)留1.5mm的加工尺寸用以檢修時去除破壞層，所以冷壓時即使形成劃傷也可加工消除。日系輪對輪座表面淬火層很薄，且不允許加工，注油壓裝隔離輪轂與輪座的接觸，很好地保護(hù)了輪座表面質(zhì)量。

2.2對接觸面處尺寸的影響

注油壓裝雖然保護(hù)了接觸面，但高壓油在壓裝過程中將輪轂內(nèi)孔強(qiáng)行擴(kuò)張，容易導(dǎo)致內(nèi)孔尺寸超差，輪轂兩端形成“喇叭口”，導(dǎo)致車輪退卸后報廢率高，增加成本，故日系車輪在設(shè)計時相較于歐系車輪明顯增大了輪轂徑向厚度。

2.3可操作性

注油壓裝允許壓力機(jī)中途停頓，且壓裝后不限停留時間，允許自由調(diào)整車輪內(nèi)測距和相位角，但操作上較之冷壓較為復(fù)雜，設(shè)備成本高，一次性投入大，加工難度較高。冷壓設(shè)備簡單，成本經(jīng)濟(jì)，接觸面的壓裝狀態(tài)與使用狀態(tài)相同，壓裝情況可直接反映使用情況，但壓裝后無法調(diào)整，要求一次性壓裝準(zhǔn)確，對操作工要求較高。

3.結(jié)論

本文針對國內(nèi)較為成熟的車型CRH2A動車輪對組裝為模型，對高速動車組歐系和日系輪對壓裝工藝進(jìn)行了工藝分析，并對兩種壓裝方式進(jìn)行對比，并就壓裝工藝選用給出了合理化建議。

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