過盈量在輪對壓裝中的重要性分析

薛誠

摘要：隨著軌道交通向高速重載方向不斷發(fā)展，對車橋安全的要求也越來越高。研究表明：車輪配件的受力狀態(tài)和輪對配件的質(zhì)量對車橋的疲勞強度有顯著影響。因此，研究輪對配合部分的接觸應力狀態(tài)，分析其對輪對沖壓質(zhì)量的影響，將有助于指導輪對制造過程，并制定科學的生產(chǎn)標準，以用于開發(fā)高速重載輪對配件，改進生產(chǎn)加工工藝，提高輪對疲勞強度。

關鍵詞：過盈量;輪對壓裝;重要性

在機械工程生產(chǎn)實踐中，過盈配合通常用于傳遞扭矩和軸向力。其用于產(chǎn)生徑向接觸面壓力，并依靠面壓力產(chǎn)生的摩擦力傳遞扭矩和軸向力。由于應變片不能粘附在過盈配合的兩個配合接觸面上，因此很難測量它們的應力狀態(tài)，而且在整個裝配過程中跟蹤這種類型的配合應力狀態(tài)也更加困難。這種配合的配合面之間會發(fā)生相對滑動，使得應力滑動隨著滑動面變化而變化。因此，所使用的干擾量通常只能憑經(jīng)驗確定。

1研究過盈量在輪對壓裝中的重要性

輪對是列車下部結構的關鍵部件之一，其生產(chǎn)制造和裝配技術會對列車行進安全構成直接影響。隨著列車速度的不斷提升和軸載的不斷增加，軸安全對列車的行進變得越來越重要，而對軸壓機質(zhì)量的要求也隨之增加。研究結果表明，在推動輪軸的過程中，輪轂孔與軸輪座接觸區(qū)域應力的變化和分布會影響輪對的疲勞強度。因此，選擇合理的輪軸壓機參數(shù)可以提高檢測的通過率。而對這個過程進行進一步研究對于研究輪對壓裝工藝是必不可少的。

對輪軸壓制過程建模的仿真分析表明，軸輪支架與輪轂孔面的緊密配合和摩擦系數(shù)是決定壓制質(zhì)量的關鍵。在整個研究過程中需要進行各種參數(shù)的選擇。而最終目的主要是得到各種參數(shù)對壓力曲線的影響規(guī)律，并建議選擇合適的設計參數(shù)范圍。

計算和分析有效塑性變形，用以揭示輪對沖壓過程中的應力、應變和變形特性。在現(xiàn)有的許多研究中，壓裝過程的參數(shù)不是根據(jù)相關規(guī)范和實際數(shù)據(jù)選擇的，只是壓裝過程完成后的應力分布狀態(tài)。壓力，輪軸的座面，在壓制過程中隨著位移而變化。由于在該方面可以參考的實際研究很少，因此對研究有一定的限制。

2車軸在壓裝過程中受力變形分析

當輪軸因輪轂孔與輪座（與輪軸輪轂對應配合的部分）以最終壓力P推入輪轂孔時，制造出L輪轂孔和座輪。施加一個較大的徑向正壓力P，使它均勻地分布在接觸面上。由于壓力P主要用于克服摩擦阻力，因此摩擦阻力的大小決定了推力P的大小。摩擦阻力可以使用以下公式獲得：

其中， 為過盈量，E為彈性模量，R為輪轂外徑的一半，r為輪轂外徑的一半。 為摩擦膨脹系數(shù);d、 是一個常數(shù)，F(xiàn)與Z和pl成正比。其中 dl是接觸表面積。對于固定輪對模型，此元素的值是固定的。因此，F(xiàn)尺寸主要由正徑向壓力和摩擦系數(shù)決定。摩擦系數(shù)取決于配合面的質(zhì)量、材料的硬度、潤滑油的種類和壓制速度。徑向正壓力 P與材料的性質(zhì)和過盈量有關，但主要取決于過盈量。

因此，壓緊力的大小主要由配合面的粗糙度和形狀、材料的硬度、潤滑油的種類、壓緊力、過盈量的大小等因素決定。其中，過盈量的影響最為重要。必須在設計過程中選擇合適的過盈量，以確保插入力滿足限制要求。為了將直徑大于輪轂孔直徑的輪座推入輪轂孔中，輪轂在推力引起的正徑向壓力下變形。此時，輪轂孔的直徑變大并且在輪轂孔中產(chǎn)生拉伸應力。如果過盈量過大，拉應力也會很高。超過外力的應力和材料的抗拉強度會導致輪轂開裂。因此，過盈量不能太大，但過少會影響輪軸之間的牽引力。隨著輪轂變形，軸輪支撐輪壓縮并變小直徑。因此，在車輪支架處產(chǎn)生壓應力。如果這個應力過高，也會影響車橋的強度，在二者之間需要把握好尺度。

3分析與總結

在分析壓裝過程中的最終壓裝和壓裝趨勢的基礎上，按照國家鐵路標準規(guī)定的過盈量范圍進行車軸壓裝。檢查驗收水平高。建議按鐵制標準修改壓軸工藝。建議此時的過盈量為0.30～0.35mm，以便更好地在輪軸之間傳遞扭矩。

綜合分析車軸進給量引起的等效應力變化應力和壓合過程完成后軸間等效應力分布狀態(tài)，車輪和輪轂座應力集中位置是一樣的。與輪座上的載荷相比，輪轂表面的最大應力集中在注油孔的兩端。應力集中與注油孔兩端的結構有關。建議在兩端設置圓弧倒角過渡，以減少過度的應力集中。

輪軸壓緊時的應力集中基本上是輪座與輪轂、注油孔兩端和輪軸端部的初始接觸位置。應力集中容易產(chǎn)生缺陷。表面變形、磨損、裂紋等。在檢測時，相關人員要及時注意輪軸上的劃痕。

4結語

對鐵路貨車輪對裝配的分析表明，過盈量是影響裝配應力的主要因素。鼓形、錐度等形狀誤差對裝配應力的影響也很大，摩擦系數(shù)對裝配應力幾乎沒有影響。因此，在裝配時應嚴格檢查輪對，以確保壓裝配合控制在合理范圍內(nèi)。以上分析將幫助設計人員在確定合適的輪對壓裝張力過程及安裝過程中提高加工技能水平，對促進加工技術發(fā)展具有重要意義。

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