地铁车辆轴承装配技术

车世红

摘要：地铁在我国城市化过程当中极大的缓解了城市运输的压力，轴承作为核心的回转部件直接关系到地铁运营的安全性和稳定性。本文通过对地铁转向架用轴承装配进行讨论，分析轴承的基本结构、装配前的的准备、轴承游隙的计算、轴承装配高的计算、轴承的组装、成品轴承的检测等方面的论述分析，为地铁轴承装配过程提供参考。

关键词：地铁轴承;轴承装配;径向游隙;轴向游隙;轴承装配高;轴承组装

1.研究背景

随着我国城市化进程的加快，我国城市轨道交通运输建设进入了蓬勃发展的全新时代。地铁车辆作为城市轨道交通车辆主要交通工具，其走行部中核心关键零件轴承是最重要的回转部件，起到动力的输出、传动以及车辆的载重作用。对于车辆的运行安全和可靠有着至关重要的影响。本文通过对滚动轴承装配技术的阐述，探讨地铁轴承装配的过程。

2.轴承装配的意义

地铁用轴承主要由外圈、内圈、滚动体、保持架组成。轴承的装配是通过将轴承各零件按照一定的方法、步骤组装在一起从而使其达到预期的目的发挥应有的性能。轴承的装配是轴承加工当中的重要环节，装配时要求较高的的作业环境和作业规范，要求在清洁、恒温的环境下进行组装。在轴承的装配过程中有专门技术和配套计算，这就要求装配工人要具备相当的计算能力和一定的熟练程度，才能满足轴承装配工作的需要，完美的装配是满足轴承使用的必要保证。

3.装配前准备

地铁轴承的装配环境应在密闭、无尘、干净、整洁的环境中，按6S要求进行管理，轴承零件的装配在温度20℃、湿度≤60%的环境下进行。轴承在装配前对轴承零件进行退磁、清洗、检查后进入装配间。进入装配间的轴承应进行恒温。装配工人应接受工厂的安全教育，严格遵守安全操作规程。装配工作人员应有上岗证方可进行轴承装配工作。装配工人在进行轴承装配前首先查阅工艺指导性文件，记录有关数据，然后做好工作前各项准备工作。

4.轴承的装配

4.1轴承的尺寸分选

轴承套圈滚道尺寸的分选是轴承装配过程中重要的一环，它占劳动量大20%左右，其分选尺寸的正确性直接影响轴承内圈、外圈、滚动体三者配套的准确性和效率。

滚动体尺寸偏差是经过分选后分组装盒的，盒外有标识，表明尺寸的偏差值。而装配的过程只是对选取的套圈滚道尺寸偏差进行分选，分选的相邻两组尺寸差为分组差或称组别。组差小，计算精确，则合套率较高，但在一定公差范围内，组差越小而分组越多。反之，组差大的组数少，因此分选尺寸的组差要根据轴承的尺寸大小而定。地铁轴承的分组一般是按照0.005mm进行分组。但是也要看套圈滚道尺寸偏差分布状态、径向游隙大小及不同的轴承制造工厂的合套习惯不同而定。

目前滚道分组使用的工具以手动轴承专用检测仪器、检测仪表和滚道尺寸标准件为主，手工分选较为普遍，适用于多品种小批量的生产条件。轴承大批量的生产考虑采用轴承滚道尺寸自动分选机，可以适应大批量的生产。

4.2轴承游隙的选配

轴承的内部游隙是重要的使用特性，对轴承的疲劳寿命、刚性、振动、噪声、温升和机械正常运转精度等影响很大。

轴承的游隙是指在无载荷时，当一个套圈固定不动，另一个套圈相对于固定套圈，由一个极限位置移动到另一个极限位置的移动量。径向的平均移动量，就是径向游隙，用符号Gr表示，如图1a所示。轴向的平均移动量，就是轴向游隙，用符号Ga表示，如图1b所示。

4.3轴承装配高度的选配

圆锥滚子轴承装配时主要是保证轴承宽度（轴承装配高）的合格，轴承装机时通过对轴承宽度的调整可以得到应用中的游隙。

圆锥滚子轴承装配高按4-3式进行计算，合套过程中对相关参数进行分选即可得到轴承的宽度尺寸

式中：

T：圆锥滚子轴承装配高

a0：内圈大挡边根部厚度

Dw：圆锥滚子大头直径

Φ：滚子圆锥半角

α：外圈滚子素线与轴心线的夹角

di：内圈滚道理论直径

E：外圈滚道直径

4.4轴承的组装

轴承的装配是将选配好的一组轴承外圈、内圈、滚动体、保持架组装到一起的过程。在轴承的装配过程当中需要把滚动体放入保持架中，与轴承套圈形成一个整体。地铁轴承的保持架有铜制铆接保持架、框型冲压保持架、铜制带自锁的保持架等等。因此，在轴承组装过程当中，两体铆接保持架需要用电铆机将两体铜制保持架铆接成一个整体;框型冲压保持架通过模具把滚动体压装到内圈中形成一个整体;或者用工装将滚动体压入带自锁保持架中，形成一套完整的轴承。

5.成品轴承的检测

轴承组装完成后需要对成品轴承的成品精度进行检测，检测的项目包括轴承的游隙、轴承装配高度、轴承的外圈轴向跳动、轴承的外圈径向跳动、轴承内圈轴向跳动、轴承内圈径向跳动、轴承的振动、轴承的残磁、轴承的外观、轴承的旋转灵活性等。轴承的检验方法在GB/T 307.2当中有详细的描述，实际生产过程当中由于受到实际情况的制约，也可以通过其它简单方法进行检测，但必须满足轴承测量的基本原理和准则。

6.总结

伴随着我国地铁的快速发展，运营里数的不断增加，作为核心回转部件的轴承，其装配质量关系着整车的运行安全。本文通过对地铁轴承的基本结构、装配前的的准备、轴承游隙的计算、轴承装配高的计算、轴承的组装、成品轴承的检测等方面的论述分析，为地铁轴承装配过程提供参考。

参考文献：

[1]叶军.发展中的轨道交通车辆用轴承 [J]. 轴承，2013（12）：61-65

[2]邓世二，贾群义，薛进学.滚动轴承设计原理[M].北京：中国标准出版社，2014

[3]轴承行业教材编审委员会.轴承装配工艺学[M].北京：机械工业出版社，1991

[4]滾动轴承 测量和检测的原则及方法：GB/T 307.2—2005[S].