地铁轮轴压装试验情况浅析

钟贞++易培芳

摘 要：地铁车辆制造的关键核心部件是轮轴，轮轴加工精度高，质量控制极其严格。现有的轮轴装配工艺以压装为主，在冷装过程中影响装配质量的因素较多，包括配合面粗糙度、润滑剂种类、配合过盈量等等。研究其装配工艺对全面掌控装配质量具有极其重要的意义。

关键词：压装；粗糙度；润滑剂；过盈量

中图分类号：TM712 文献标识码：A

为提高车轮压装这一关键工序的合格率，长期以来对其中影响车轮压装合格率的几项关键因素进行了大量数据统计和分析研究。本次试验的主要目的在于研究压装过程中轮轴装配面的粗糙度对车轮压装曲线的影响。

1.轮座处理方式与粗糙度的关系

鉴于已知的控制轮轴装配面粗糙度最直接便捷的方法，可以通过调整车轴加工过程中的最后一道工序——滚压轮座来进行。基于前期已经完成的统计数据显示（如图1所示），车轴轮座的粗糙度Ra数值按照以下排序依次递减：喷钼轮座>未滚压轮座>滚压后的轮座。对于喷涂钼层的轮座不能进行滚压，非滚压轮座指代无钼层又未滚压的情况，滚压后的轮座指代无钼层已滚压的情况，加工面的Ra数值越大说明加工面越粗糙。

2.压装试验过程介绍

根据计划安排，本次的试验对象是8条国内某地铁拖车轮对，车轴材质EA1N，车轮材质ER9，配合面采用1∶300锥面配合。我们准备了组成8条轮对的零部件——8件车轴和16件车轮，值得注意的是，此次选择的车轴都是未经过滚压轮座的。试验方案是观察这8条轮对的压装过程并记录各项监测数据。

具体试验过程：在轮对车间地铁车轮压装工位轮对压装机设备上进行了8条拖车轮对压装。因工作所需时间较长，试验分为三个阶段进行。第一阶段，完成两条轮对压装，此阶段中采用的压装润滑剂是植物茶油与煤油的混合液，混合比例为1∶1。第二阶段，完成两条轮对压装，此阶段中采用的压装润滑剂是植物茶油与煤油比例为1∶1.5的混合液，另外在压装过程中涂抹了一层MoS2。第三阶段，完成4条轮对压装工作，采用了植物茶油：煤油=1∶2的润滑剂，压装时都添加了MoS2润滑。

3.压装试验数据分析

因为影响车轮压装曲线的因素非常多而且十分复杂，虽然本次试验监测的空气温湿度变化不大，轮轴的材质差异也可以忽略，但是还有很多方面，比如轮轴配合的过盈量大小、润滑剂的种类、比例、使用剂量、车轮的粗糙度、来自操作员工的习惯和经验等等因素，它们在很大程度上影响了压装曲线和最终压力。受条件所限试验时不能做到完全排除其他因素的影响，这给后期的数据分析带来了一定的困扰。

我们先假定其他条件不变，分析3个阶段的润滑剂比例不同带来的影响反映在最终压装力上的变化，如图2所示。

从这些图表和曲线的趋势中，我们可以清楚地得知，在1∶1、1∶1.5和1∶2这3种比例的润滑剂中，植物茶油中调和的煤油越多，即茶油：煤油数值越小，润滑效果越差，压装力则相应的会增大。而且在第二、三阶段的试验中，压装时都在车轴轮座后半部分涂抹了MoS2润滑剂。MoS2的影响在第三阶段的试验中体现得较为明显。因为在该阶段试验最初进行的第1条轮对双侧和第2条轮对B侧车轮压装时MoS2使用的劑量比较小，这3个车轮的压装力分别为117t、125t和117t，是压装吨位最大的3件车轮。而后续的5件车轮压装，MoS2的使用剂量相比之前增大了许多，车轮的压装力也随之下降到86t～102t范围内。

关于过盈量与压装力的关系如图3所示，因为试验数量较少加上其他因素的影响，我们很难以通过仅有的此次压装试验中测得的数据和下面的这个散点图表，发现其中蕴含的规律，从而得出某些比较确实的结论。

通过前期的分析，我们已知非滚压的轮座相对于滚压轮座而言，粗糙度的值更大。在这个试验中，车轮内孔的粗糙度没有受到刻意的控制，是按照以往正常进行加工的，我们假设它的平均值是一致的。

将本次试验的8条未滚压车轴的轮对，与任意采集的、在相同设备上近期压装的8条同车型轮对压装力相比较如图4所示，差别在于是否进行了车轴轮座的滚压。根据数据显示，试验中的轮对压装力更大，因此我们认为非滚压，粗糙度更大的轮座在进行压装时的最终压装力比滚压后，粗糙度小的轮座要大。

结语

正如前文所提到的，影响车轮压装这道关键工序的因素有很多很多，其中的一些因素甚至不是单独起作用，而是关联了其他更多复杂的情况，可谓博大精深。我们本次试验受到环境条件和试验人员知识经验的制约，对试验数据的分析也较为浅薄，这些都给试验效果带来了一些影响。但是关于车轮压装的试验远不是一次就能研究透彻的，在后续的研究工作中我们会尽力对它进行修正和补足。

参考文献

[1]邵松涛，张峰. 地铁车辆轮对压装工艺研究[J].轨道交通装备与技术，2015（4）：28-30.