轮对组装常见故障及原因浅析

王天驰

中车沈阳机车车辆有限公司，辽宁 沈阳 110142

摘要：货车轮对组装是轮对四级修的关键环节，轮对组装质量是决定列车安全可靠运行的关键，也是维护货运安全的保证。本文结合压装曲线对常见的轮对组装故障及压装不合格分解后出现的轮座、轮毂孔拉伤原因进行了简要分析，并提出相关质量保证措施。

关键词：轮对组装；原因分析；压装曲线；保证措施

1.前言

轮对是车辆转向架的关键部件，如果轮对组装质量未能满足要求，车辆在运行过程中就会出现车轴和车轮的松动，内侧距超差等现象，其直接后果是造成列车脱轨事故，更会直接影响铁路干线的安全畅通。因此，轮对组装质量关键性、重要性不言而喻。

2.轮对组装机理分析及相关工艺要求

货车轮对组装采用过盈配合冷压装,在组装过程中,当压装力克服了压装配合面上径向压力产生的摩擦力时,两者间完成于水平方向产生的相对移动,从而实现轮对的组装。

压装压力曲线图是评价压装合格与否的重要条件，轮对压装时，压装压力曲线形状及终点压装力主要与配合面粗糙度、过盈量、几何形状、润滑等因素有关，曲线合格与否为多因素共同作用的结果而非单一因素造成。压装压力曲线不合格将导致轮对进行退卸返工，分解的原车轮与原车轴不得原位进行第二次压装，须重新选配其他车轮。且在退卸车轮过程中可能会产生车轴轮座和车轮轮毂孔内的表面拉伤，造成车轴和车轮的报废，在造成了配件材料、生产工时的浪费的同时，也影响了车间的生产节奏和生产安排，同时也会对操作工的心理造成一定的不利影响。

3.常见压装曲线不合格的产生原因及预防措施

3.1压装不合格的主要表现形式及原因分析

(1)压装力高于理论最大值或低于最小值，即“吨大”、“吨小”。

车轴轮座与车轮轮毂孔间为过盈配合，一般来说过盈量对压装力影响最大，轮座压入轮毂孔过程中，两者接触面上会形成垂直于接触面的径向压力，压装力与过盈量成正比关系；过盈量越大，配合面径向正压力越大，轮对组装过程中配合面的摩擦力越大，那么就可能出现轮座拉伤或吨大等问题。反之，轮对组装过程中可能会出现吨小或曲线平直问题，从而对轮对在货车车辆运输运用过程中的安全可靠性失去保证。

轮座及轮毂孔内的粗糙度也是影响压装力大小的因素之一。轮座及轮毂孔内并非光滑，而是类似于存在细小螺旋的螺旋面。因轮座粗糙度范围较小，影响压装力的主要为轮毂孔粗糙度，粗糙度过小时，压装不容易起吨，而粗糙度值过大时，轮毂孔表面波峰会被挤压削平，发生塑性形变，有可能形成虚假的最终压装力，实际过盈量减小，压装质量得不到保证，甚至形成金属磨损，在退卸时容易产生轮、轴表面的拉伤。

(2)曲线末端平直、下降线超限。

生产中有时会出现曲线末端平直或降吨。《铁路货车轮轴组装检修及管理规则》中对压装压力曲线中间及末端的压力下降或平直不变的长度及压力下降值范围都进行了严格规定。

一般来说轮轴配合的过盈量在整个压装过程变化不大，但根据轮毂的构造可知轮毂孔壁厚度会发生由薄到厚再到薄的过程，在压装过程中轮座表面的径向压力会随着轮毂壁厚的减小而减小，使曲线的斜率的放缓，而轮毂孔及轮座圆度或圆柱度不够标准时，会放大轮毂壁厚对径向压力的影响，使得曲线末端压装力不能持续上升，出现平直或者降吨压力曲线。同时因为突悬量的存在也可造成曲线末端因径向压力减小而造成的压装力不能持续上升，而在曲线投影长度上去掉此段长度有可能使降吨、平直段所占曲线长度比例减小，所以正确测量突悬量也可减少部分曲线末端平直或降吨的产生。

(3)压力曲线急剧上升，轮座、轮毂孔严重拉伤，即“烧轴”、“烧孔”。

轮座拉伤示意图

轮座、轮毂孔间的接触表面存在着粗糙凸起,接触面间发生的摩擦发生在这些凸起点处，由这些点承受很高的径向压力。因组装前轮座表面及轮毂孔内径面须达到洁净，且均匀涂抹纯植物油（禁止采用桐油）或矿物脂，所以因润滑膜的存在，可使两接触面间的径向压力得以分担，并对接触面间润滑摩擦状态造成影响。粗糙度在一定程度上也会影响表面间润滑膜的形成，润滑油分布于由各个凸起形成的峰、谷之中。正常情况下接触面间的相对运动发生在润滑层或者峰点处；而一旦润滑油膜发生破裂，金属表面发生粘着，会促使接触表面受到破坏、磨损。如果粘着结点的面积较大且强度较高,无法在滑动中分开而产生新的接触结点,这将造成摩擦表面间相对运动的停止，相对运动会倾向发生于金属内部，在曲线上表现为压装力过大，退卸时发生表面拉伤，就是通常所说的“烧轴”或“烧孔”。

由此可知良好的润滑可保护轴、孔免于表面的金属粘着，而润滑油在使用过程中存在着最佳润滑状态和失效状态。润滑油的性能受到温度和压力的影响，在低温情况下，润滑油粘度过高甚至油液固化，此时润滑油流动性较差；而温度较高时，润滑油的粘度急剧下降，严重时将不能形成液体润滑，造成润滑失效。而润滑油的粘度也会随压力上升而逐渐增大，但在极压条件下润滑油甚至会发生分解，此时润滑效果会大大降低甚至不能起到润滑作用。接触面粗糙度较大时，峰顶间的摩擦变形较大，接触面的温度上升，润滑膜粘度下降；而过盈量较大时接触面径向压力较大，润滑油所受压力较大也会发生分解及较大温升，这些均能降低润滑膜稳定性，增加“烧轴”风险。

3.2设备问题可能造成的影响：

（1）预压装不当造成偏压。如预压装机车轮夹紧、对中装置位置发生偏移变动，易造成车轮与车轴不垂直，在压力曲线开始阶段出现压力陡升情况。

（2）车轴、轮毂孔加工设备精度不佳。机床精度不佳会造成轮座、轮毂孔圆度、圆柱度、粗糙度受到影响，甚至如果出现跑尺现象将直接导致出现局部尺寸超限，在压装过程中造成局部压装力出现较大波动。

（3）轮毂孔喷油装置喷油效果影响。轮对组装生产线喷油装置性能不佳易导致出现漏喷、喷油不均的问题，同时在炎热的夏季，油箱中的植物油经泵反复加压、循环，油温进一步升高，影响其粘度及其他性能，进而影响压装过程。

4.提升轮对组装合格率的保证措施

(1)严格落实工艺标准。

车轮、车轴与检测器具须严格执行同温要求。选择合适的过盈量，并根据天气温度影响在夏季适当减少过盈量。加工后的粗糙度满足要求，并选择合适的圆柱度，可通过在工艺要求允许的范围内适当减小轮毂孔圆柱度或增大轮座圆柱度，使得轮毂孔圆柱度接近并小于轮座圆柱度，以实现末端压力补偿，减少“平直”、“降吨”的产生。

轮对组装前要保证车轮、车轴间的润滑状态,防止车轮、车轴配合表面金属的直接接触。为避免油质受温度影响，夏季气温较高时可适当对植物油进行冷藏降温；做好轮对压装记录，如连续出现压装不合格时及时分析故障原因，排除影响合格的因素。

2. 保证设备精度及状态，切实做到“以设备保工艺，以工艺保质量。”

提高数控车床、数控磨床、数控立式车床的加工精度，设备定期进行检修，每日开工前做好首末件鉴定记录及轮对压装机的开工前校验，车床、磨床换刀、砂轮后进行重点盯控。

5.结语

轮对组装质量关系到车辆的安全运行与铁路的安全畅通。提高货车轮对组装合格率是各轮对新造、检修单位必须要面对的重要问题。提升轮对组装质量须从设备状态、工艺执行、人员培训等多方面共同努力，以达到生产质量目标。

参考文献

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