关于轮对轮座表面划伤问题的探讨

关于轮对轮座表面划伤问题的探讨

万潇

常州市轨道交通发展有限公司江苏常州213000

摘要：轮对是地铁车辆的重要部件，其质量的好坏直接影响到行车安全，在轮对大修工序中，轮座表面的状态对压装质量有着很大的影响。虽然轮对压装技术在国内比较成熟，但由于轮对型号的不同以及压装设备的差异，轮座表面状态的好坏直接影响着压装结果，因此轮座是否划伤，应该引起足够的重视，并能够妥善处理。

关键词：轮对压装；轮座；质量；划伤

1引言

轮对大修中，进行轮饼退卸作业时，会出现轮座表面不同程度划伤的现象，如果数量较为集中，且个别程度较重，那么对后期处理以及生产进度会有较大影响，在这里我们主要分析讨论轮座划伤的原因以及相应的预防措施，简单建议后期的处理方式。

2划伤分析

2.1轮对压装过程中的划伤

2.1.1轮对压装过程中对轮座表面造成损伤的特征分析

在进行的轮对退卸作业中，出现轮座划伤的照片如下：

从轮座表面上可以很明显的看到，有两条指向轴身中心（轮对压装方向）成约45°~60°的裂纹面组成的鱼鳞片状，这两条可以排除是在轮对分解过程中拉伤的可能性。同时可以看到多条与这两条鱼鳞片状纹路相反的裂纹面（即指向轮对退卸方向），也就说明同时存在退卸拉伤现象，不难分析出，轮对压装时产生的金属堆积，对轮对退卸时轮座表面造成了二次影响。下图是对应的轮饼轮毂孔情况，金属内侧堆积，堆积方向与压装方向保持一致，伤痕明显。

查找列车履历表，找到轮对压装曲线，如图：

从以上图片中，可以清楚看到，右侧轮座压装力高于最大许用压装力（600KN~1100KN）,过盈量也偏大，达到了0.340mm。

在浦厂的企业标准《轮对压装通用技术条件》里规定：轮对压装曲线最高点的压装力，不应该低于最小许用压装力，不应该超过最大许用压装力，但若进行适当的反压试验验证，其最高点压装力允许超过最大许用压装力10%。如果以此根据，那么最高压装力超过1100KN，但是又小于1210KN时，如果反压试验合格，那么判定曲线时合格的。这个轮对并没有找到相关反压试验报告，是否进行反压暂不可知，但我不认为反压试验通过，那么曲线就一定是合格的，这两者似乎并没有直接联系。

铁标上规定与之并不相同：曲线的最高点压装力，不得大于按该轮毂孔直径计算的最大压装力；曲线终点的最小压装力，不得小于按该轮毂孔直径计算的最小压装力。如果按此标准，右侧轮座的压装曲线即可判定不合格。

2.1.2轮对压装过程中对轮座表面造成损伤的原因分析

地铁车辆第一次大修时，原轮对压装作业单位是各主机厂，新造轮对压装后并不对镶嵌部位进行超声波探伤，一般来说以轮对压装曲线为判定依据，有时并不能保证轮对压装后轮座表面状态。金属滑移堆积产生纵向划伤，压装曲线不能完全显示出是否产生这种现象。对于金属滑移堆积，其原因有以下几种：

a）过盈量的选择：车轴与车轮组装时的压力吨数，是由过盈配合的轴与孔之间的摩擦力以及由轴、孔本身的弹性变形而产生的紧固力保证的，过盈量过大，压装时摩擦力相应增大，就容易造成金属滑移。对不同车辆轮对的过盈量选择不同，一般在0.228~0.356mm之间，正常来说因过盈量过大造成金属滑移现象不多。

b）轮座或轮毂孔加工尺寸误差导致局部过盈量偏大：当轮座或轮毂孔加工圆柱度偏大，或者选择过盈量上限同时轮毂孔圆柱度小，轮座圆柱度大时导致局部过盈量超限，需要的压装力变大，当摩擦表面的压力或温度增大到某一临界值后，边界润滑油膜即被破坏，粘着磨损剧增，致使出现划伤。

c）配合面粗糙度问题：配合面粗糙度过大，那么实际的接触面积变小，使接触表面上的峰点压力变高，产生塑性变形，引起接触面局部温度升高，润滑油膜破坏，导致峰点处发生粘着现象，粘着点处的剪切强度比基体金属的高，相对滑动时，便产生拉伤。

d）润滑油脂涂抹不均或过少：涂抹油脂可以填充在轮轴表面上的低凹处，使轮轴表面形成平面滑动，减少或杜绝配合表面的划伤。

e）轮座前段引导锥和轮毂孔两端的圆弧过度部位加工异常。

f）预压装操作不当造成偏压：车轴纵向中心线与车轮轮毂内侧平面不相垂直，会导致车轴中心线与轮毂孔中心线不在同一直线上，从而引起局部受压产生划伤；人工预组装时推入量不足，轮毂孔前端未能超过轮座引导锥后端面，容易造成轮毂孔与车轴引导锥前端啃伤，造成压装时金属堆积。

g）轮对压装机与轮对的配合问题：轮对压装时不水平。

轮对压装过程中产生的配合表面划伤位置与压装曲线的横坐标相对位移不是对应关系，严重划伤要积累到一定程度才能在压装曲线上显示出来，因此压装曲线并不能作为绝对的检测依据。

2.2轮对退卸过程中的划伤

2.2.1轮对退卸过程中对轮座表面造成损伤的特征分析

轮对退卸过程中产生拉伤的现象很普遍，但由于是注油退卸，轮毂孔和轮座配合面会形成一层油膜，因此前一半退卸过程中，轮座表面状态一般非常良好，当轮毂孔退卸过了油槽后，没有高压油注入，配合表面进行冷退，由于干摩擦系数大，退卸阻力也相应增大，很容易造成轮对退卸拉伤。

2.2.2轮对退卸过程中对轮座表面造成损伤的原因分析

轮对退卸过程中对轮座表面的拉伤的原因很多，但大部分原因都是可以避免的，而我们在退卸过程中也时刻牢记着这些。

可以避免的原因：

a）注油孔内有铁粉、铁屑油污等污物：异物未清理干净，在高压注油的情况下回进入油槽位置，并随压力渗附在油槽两边缘。在退卸起初阶段，这些异物随着轮座与车轮分离过程中被强行带进轮座与轮毂孔的过盈接触面，随着退卸过程的推进，在接触面产生剥离拉伤。

目前我们在退卸轮饼前，会用风枪和清洗剂清洗注油孔周围的粉尘油污，注油孔朝向地面，尽量避免因此造成的拉伤。

b）注油压力不够：油压不够，轮座配合面就不会形成油膜，如果没有确认就直接退卸，会形成干摩擦，退卸阻力增大，容易拉伤。

我们油压设置为200MPa，正常来说不会产生这种情况，除非油泵自身问题。

c）车轴退卸时不水平：如果轴身不水平，退卸过程中会产生轴向力和径向力，径向力过大，会增加轮座与轮毂孔的压应力，造成退卸拉伤。

我们测量过车轴的水平度，不水平度几可忽略。

d）轮毂孔与轮座接触面未有充分油膜。边缘油污与粉尘未冲干净：这是一个比较关键的工序，首先，油压需达到要求；其次，轮毂孔两端面要均匀出油冲洗干净轮毂孔两边缘；再次，不能一次注油过快溢出，这样会使大部分接触面没有渗入油膜，端面污物也未冲洗带出，退卸过程中极易造成拉伤。

注油的方式在工艺中有明确说明，真正在实际操作中是否略有欠缺尚不清楚，但或许这是目前轮对退卸拉伤的原因之一。

e）还有一点原因，目前难以避免：

如果铁粉铁屑进入了油槽中，那么是无法清理出来的，这样在注高压油进行退卸时，拉伤就无法避免。这种铁屑可能在轮对压装时就已经进入油槽中，或者注油孔锈蚀掉入，或者油堵曾经脱落，致使异物进入，可能性很多，不逐一列举，而我认为有一部分的拉伤就是因此产生。

3结语

目前分析的原因中，由轮对压装产生的划伤，我们不能避免；油槽进入异物产生的拉伤，我们也难以避免。这两种情况会随着轮对大修的进行，数量不断增加。

参考文献

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[3]TG/CL206-2013，轮对组装压装力曲线及说明[S].中国铁道出版社，2014.

[4]龙喜宝，洪常勤。上海地铁车辆车轴轮对压装工艺验证[J].电力机车与城轨车辆,2006(5):33-34.