铁路货车轮轴一次压装合格率的影响因素分析及提升措施

王 欢，李志勇，季 飞，赵鸿菲

（晋西铁路车辆股份有限公司，山西 太原 030027）

近年来，中国铁路货车逐渐向重载、高速的方向发展，轮轴作为铁路货车的重要组成部件，性能和质量的好坏直接影响着铁路货车的速度和运行安全，轴承压装曲线存在故障的轮轴一旦投入使用，会对货车运输安全造成严重影响。

1 问题提出

2018-01—2018-12，RE2B 轮轴轴承压装共计9 929 套，轴承退卸情况和各月一次压装合格率如表1 所示，平均压装合格率为90.67%，需要退卸重新压装的轮轴达823 套，轴承压装不合格、轴承压装曲线不良的只能退卸轴承，轴承退卸后塑钢隔圈报废，退卸轴承存在不同程度的损伤，轴承退卸3 次不允许压装，可见轴承压装不合格造成了经济、人员、时间的浪费。

表1 轴承退卸情况和各月一次压装合格率

轴承压装过程包括前后轴承密封圈、轴承前后内圈、中隔圈压入过程，轴承压装力是由五个阶段的压装力叠加而不断增加最终形成最大压装力，其中前后内圈压入过程压力增加值体现轴颈和轴承内圈的配合松紧程度，直接影响压装质量，最终贴合力反映了压装机液压缸活塞的面积和节流阀开度[1]。压装曲线包括轴承后密封座和轴颈引锥压入、后列轴承压入、中隔圈压入、前列轴承压入、前密封座和轴颈后肩压入部分，统计轴承压装不合格情况，主要包括压装力欠吨、压装曲线中间段明显抖动、曲线起点终点处抖升的情况。梳理统计2018 年全年度需要退卸的轮轴，压装曲线抖动的225套，压装力欠吨的362 套，压装曲线起点抖升的236 套，百分比如图1 所示。

图1 轴承压装故障曲线类别百分比

现行TG/CL 224—2016《铁路货车轮轴组装检修和管理规则》只规定轴承压装力、压装终止贴合力、保压时间的要求，如表2 所示，未提供轴承压装合格曲线及说明，但轴承压装曲线不良退卸后均发现质量问题，影响轴承压装质量。

表2 标准要求

2 原因分析

轴承压装曲线的影响因素主要包括轴颈和轴承配合过盈量，轴颈表面粗糙度、轴颈和轴承内圈的粗糙度配合情况，轴颈、轴承内圈圆柱度，轴颈和轴承内圈的圆柱度配合情况，轴颈是否蹾粗，轴颈引锥、轴承内侧导引角是否平滑过渡。

2.1 初始和末端压装力抖升

抖升压力曲线如图2 所示。初始和末端压装曲线分别由前密封座和轴颈引锥压入、后密封座和轴颈后肩压入组成，造成压装力抖升的因素有：①轮对退卸后造成轴颈蹾粗；②轴颈引锥与轴颈表面未平滑过渡，轴承内侧导引角未平滑过渡；③轴承压装时轴颈中心和压装机活塞中心不一致。

图2 抖升压力曲线

2.2 压装曲线抖动

抖动压力曲线如图3 所示。造成曲线抖动的因素有：①未按要求涂抹极压锂基脂，漏涂或涂抹不均匀；②中隔圈部位没有过盈量；③轴承内圈未磷化或磷化不均匀；④轴承压装过程中，由于左右两侧轴承和轴颈过盈量不同，压力差别大，轮对出现轴向移动[1]。

图3 抖动压力曲线

2.3 压装力欠吨或降吨末端平直

欠吨或降吨末端平直压装力曲线如图4 所示。压装力欠吨的影响因素有：①轴颈测量手法差异，外径千分尺使用松紧影响测量值大小，从而影响轴承和轴颈的配合过盈量；②轴颈粗糙度和轴承内侧粗糙度较低，降低了轴颈和轴承内侧的摩擦力；③轴承内圈包括前后内圈，轴承内圈内径较小的一侧安装在轴颈内侧大端，轴承内圈内径较大的一侧安装在轴颈内侧小端，配合过盈量不平衡，造成曲线后部分降吨[2]。

图4 欠吨或降吨末端平直压装力曲线

3 解决措施

为减少轴承压装曲线不合格的情况，建议采取以下措施。

车轴方面的措施如下：①车轴轴颈直径取上限值，车轴轴颈圆柱度取上限（车轴直径尺寸范围轴颈圆柱度小于等于0.015）；②车轴轴颈粗糙度取下限值（车轴轴颈粗糙度范围Ra0.8～1.6）；③轮对退卸后的车轴检查车轴是否蹾粗；④车轴轴颈引锥和圆柱面确保平滑过渡，用锉刀打磨光滑。

测量方面的措施如下：①更换车轴测量量具，消除人为和量具造成的测量误差，采用精度更高的帕萨米千分尺取代数显外径千分尺；②车轴测量位置规定在距轴端25～30 mm测量，轴承测量位置规定距轴承内圈小端面7 mm，距离轴承内径大端面15 mm 处。

轴承压装前检查方面的措施如下：①轴承压装前检查轴承内圈导引角和内圈表面是否平滑过渡，不得有棱角；②轴承压装前抽检轴承内圈是否磷化均匀。

轴承压装方面的措施如下：①压装前检查轴颈表面极压锂基脂是否涂刷均匀，确保无漏涂，涂抹厚度不宜过厚，容易造成压装不到位，厚度要求0.5 mm 左右；②轴承内径测量后，采用白色标记笔做箭头标记，小端指向大端，后档安装在轴承大端，确保轴承内圈较大的一侧安装在轴颈大端，轴承内圈较小的一侧安装在轴颈小端，保证前后过盈量的平衡；③首件轴承压装前进行测试，调整活塞顶套和轮对支撑架时，活塞中心与轴颈中心线保持一致，顶尖和轴颈无任何摩擦现象，测试几次后再进行压装。

4 效果验证

通过上述改善措施，从车轴加工、车轴外径和轴承内径测量，轴承压装前检查，到轴承压装过程的控制，减少了轴承压装曲线异常现象，提高了轴承压装合格率和一次交验合格率，提升了轴承压装合格率，退卸率大大降低。2019-01，生产RE2B 轮轴1 490 套，退卸轮轴16 套，轴承压装合格率98.9%，提高了8.23%。