城轨车辆轴箱轴承压装轴颈划伤异常分析

范德万

中车青岛四方机车车辆股份有限公司 山东青岛 266111

目前国内B型地铁城轨车辆轴箱轴承多采用双列圆柱滚子轴承结构，轴承与轮对的组装多采用冷压装技术。冷压装技术简单、可靠，但如压装前轴颈防护不当还会造成轴颈部分的划伤。

国内某B型地铁城轨车辆轮对轴箱装用的双列圆柱滚子轴承结构轴箱轴承，该轴承由两套相同的轴承单元组成，轴承结构靠近车轴轴端面处有挡边环，挡边环与车轴间隙配合。在轴承压装过程中，会有轴承挡边环与车轴轴颈干涉且划伤轴颈的现象发生。本文在现有组装工艺基础上，分析导致划伤异常的原因，并针对原因制定相应改进措施，减少轴颈划伤率[1]。

1 轴承压装工艺及问题

1.1 压装工艺

轴箱轴承压装在恒温、恒湿组装间内进行，而且在压装之前，轮对及轴箱轴承必须同温一定时间后再进行组装，以保证测量数据准确性，具体压装步骤如下：

（1）尺寸检测。在压装前，分别对轴颈表面及轴承内圈等接触面做清洁处理，同时检测轴承内圈及轴颈尺寸是否符合压装要求。

（2）润滑剂涂抹。为保证轴承压入过程顺畅，在轴颈压入端起始部位均匀涂抹一层润滑剂。

（3）轴承压装。在轴颈端部安装辅助引导套，引导套组装到位后，将轴承预先套装在引导套上；将轮对推入压力机压装设定位置，启动设备，按预定程序自动压装。轴箱轴承压装示意如图1所示。

1.2 存在问题

轴承压装过程中，存在轴承挡边环与轴颈干涉现象，压装结束后，发现车轴轴颈上行进距离部分存在划伤现象，见图2、图3所示，且划伤深度超限，导致车轴报废。同时，该条轮对组成的前工序完成的作业内容需要返工、拆卸，更换新品车轴重新组装，重新退卸存在部件报废风险且大大影响作业进度及作业效率，造成人力、物力经济损失[2]。

2 问题分析

轴承自动压装时，压装机的压装套顶在轴承端面上推进整个轴承行进。分析轴颈划伤的原因：

引导套尺寸偏小导致引导套与轴颈端面形成的“台阶”过大，且挡边环内圈与引导套为间隙配合，轴承预组装至引导套上待压装时，挡边环因重力作用整体耷拉在引导套上，其内圈与引导套上圆柱面接触，与下圆柱面存在间隙；同时，轴承压装过程中，挡边环在压力机推进下行进，但却未能立即归位与轴颈同心，造成与轴颈上表面存在干涉，导致轴颈划伤。

3 改进措施

综合以上分析得出结论，在保证轴承能够流畅套入引导套前提下，控制引导套尺寸，减小引导套与轴颈断面连接处的“台阶”大小，能够有效避免轴颈划伤现象的发生。根据以上的原因分析及现场实际，改进引导套结构尺寸是可行的，同时考虑借助工装改进压装工艺，避免压装过程挡边环与轴颈的直接接触。

3.1 结构尺寸改进

现有引导套直径尺寸实测值为Φ118.9mm，轴颈直径尺寸为Φ120mm以上，引导套直径与轴颈直径差值大于1mm。增大引导套直径以减少引导套与轴颈的“台阶”效应，同时，引导套直径也不宜过大，否则影响轴箱轴承比较方便流畅的预装到引导套上。引导套结构尺寸改进后为（119.5±0.05）mm，可保证轴箱轴承方便顺畅的预装到引导套上的同时减小“台阶”。

3.2 压装工艺改进

考虑轴承、挡边环分步组装。首先，轴承组装前将轴承挡边环取下妥善放置，避免粘附异物等；同时，制作压装过渡工装，代替挡边环受力推进轴承压装行进，压装过渡工装内孔尺寸适当增加，完全规避压装过程可能与轴颈的接触，并能实现轴承的压装作业。然后，轴承压装到位后，取下过渡工装，检查接触面无异常后，将挡边环组装到轴承轴端对应位置。最后，可使用铜棒轻轻敲击，确保组装到位[3]。

4 结语

本文基于实际生产中发现的轴颈划伤现象，发现问题、分析原因并提出改进措施。引导套尺寸优化改进后，引导套与轴颈端面“台阶”大大减小，降低了该结构轴承压装轴颈划伤现象。同时，使用改进后的压装工艺方法，产品压装质量稳定，可从根本上规避挡边环划伤轴颈的风险，提高了轴承压装合格率。