高速动车组车轮内孔纵向划伤的试验研究

2014-07-08朱崇飞张峰侯有忠

机械工程师 2014年9期

朱崇飞，张峰，侯有忠

（南车青岛四方机车车辆股份有限公司，山东青岛266000）

0 引言

为保证动车组的运行安全，动车组在运行到规定里程后需将车轮退卸后进行检修。目前车轮退卸采用注油退卸方式，即：使用高压油泵将液压油注入到车轮内孔，使车轮内孔与车轴配合面产生油膜，然后对车轮施加退卸力，将车轮从车轴上退卸。在实际操作中，车轮内孔经常会因前期压装划伤、退卸时油膜不均匀等原因出现纵向划伤现象［1］。目前，在检修过程中因无明确的车轮内孔划伤标准，对上述出现划伤的车轮均采取封存处理措施，极大地增加了检修成本。为节约检修成本并保证车轮检修的质量，本文对内孔划伤的车轮进行组装试验研究。通过对试验数据分析得出车轮内孔划伤对车轮组装的影响，为后续高速动车组车轮检修标准的制定提供数据支持。

1 车轮压装合格标准

高速动车组车轮与车轴压装需符合EN13260 标准［2］，该标准对车轮压装合格的判断标准为：车轮压装力F 需满足Fmin＜F＜Fmax；车轮压装曲线符合形状要求；车轮压装后需在检压力N 作用下不发生位移。

根据EN13260 标准，当0.8Dm＜L＜1.1Dm时，检压力N≥4×10-3Dm，压装力Fmin=0.85 N，压装力Fmax=1.45 N；车轮压装力须符合图1 形状要求。其中：YH=1.3Dm；Dm为车轮内孔直径φ200 mm；L 为车轮与车轴压装配合长度165 mm。由此可以计算得出车轮检压力N≥800 kN；车轮压装力680 kN＜F＜1160 kN，YH=260。

图1 车轮压装曲线标准

图2 车轮内孔划伤

2 工艺试验

为研究车轮内孔纵向划伤对车轮组装（包括压装和退卸）的影响，本文选取6 个内孔划伤的车轮进行组装试验。通过对上述车轮压装力、压装曲线和检压力的分析，得出车轮内孔划伤对压装的影响；通过对上述车轮退卸时注油压力和对退卸后轮轴表面状态分析，得出车轮内孔划伤对退卸的影响。

2.1 试验描述

试验用的6 个车轮内孔纵向划伤深度为0.10～0.25 mm，划伤长度为75～150 mm，过盈量为0.244～0.259 mm。试验过程中，对划伤采取去除高点打磨工艺，划伤与周边圆滑过渡。车轮压装48h 后对车轮进行检压，检压力N≥800kN。车轮检压后对车轮进行退卸，退卸的注油压力为140 MPa。其它压装影响因素（如：润滑剂型号、润滑剂涂抹量、压装速度等）与现车正常操作保持一致。试验过程中记录车轮和车轴的过盈量、划伤宽度、划伤深度、压装力、检压力、注油压力和退卸后轮轴表面状态等数据。

2.2 试验结果分析

基于版面限制，本文仅列出其中一个车轮的压装力、压装曲线和检压曲线（见图3 和图4），6 个车轮的压装力、压装曲线、检压力和退卸后状态等数据见表1。

图3 压装曲线

图4 检压曲线

从表1 的试验数据可以看出，6 个内孔划伤车轮的压装力、压装曲线和检压力均符合EN13260 标准。笔者认为：车轮压装与轮轴配合面的贴合率存在很大关系，因上述6 个车轮的划伤面积很小，仅占配合面积的0.4%，故划伤对车轮压装的影响几乎可以忽略不计［3］。

从表1 试验数据可以看出，注入高压油退卸车轮时，液压油从车轮5 和车轮6 的划伤处喷出，车轮5 和车轮6的注油压力均远小于140 MPa，车轮5 和车轮6 在退卸后出现不同程度划伤现象。笔者认为：因车轮5 和车轮6的划伤较深，车轮压装后，划伤处与车轴表面的过盈量小或者处于间隙配合，划伤处无法封住液压油，故液压油会从划伤处喷出。