车辆轮轴加工、组装工艺与过程的分析

车辆轮轴加工、组装工艺与过程的分析

钟德华

广汽本田汽车研究开发有限公司广东省广州市511330

摘要：车辆轮轴是以转向架为载荷承受体的铁路货车运输的重要零部件，其质量状况直接关系到铁路运营的安全，也是影响铁路货车成本的重要组成部分。车辆轮轴技术的发展和运用，体现了一个国家的货物重载、高速运输的水平，是铁路跨越式大发展的“瓶颈”之一。本文主要以国内某铁路货车新造厂车辆轮轴的加工、组装技术为研究基础，对正确应用轮轴基础生产线以期提高车辆轮轴加工、组装质量进行了详细分析。

关键词：车辆轮轴；加工；组装

引言

车轴是车辆走行部最重要的部件之一，在运用过程中主要承受弯曲应力和扭转应力。车轴需进行端面、中心孔、轴身外圆表面、轴端螺纹孔、轴颈、防尘座、轮座等部位的加工。其中，车轴轴颈、防尘座、轮座等部位的加工质量好坏直接影响车辆的运行品质和行车安全，须保证各部的尺寸公差和形位公差，是车轴加工过程中最关键的质量控制难点。

1车辆轮轴技术发展

轮轴是铁路机车车辆走行部位的重要部件，轮轴的加工、组装质量直接关系到行车的安全性题，也是影响铁路货车成本的重要组成部分。在铁路诞生以来的160多年中，随着铁路运输的发展，轮轴技术的进步一直是世界各国铁路所关注的热点。自50年代以来，世界铁路迎来高速、重载运输发展的新时期，许多发达国家依照本国情况，竞相开行重载货物列车，有力地促进了高速、重载轮轴技术的开发和应用。如在火车因振动产生的噪音、车轮与轮轨的摩擦、车轮的材质和外型、车轴的材质和外型、车轴的运用周期以及轮轴的最优化设计等方面进行的理论研究和试验，且有许多已经投入到轮轴的实际生产中。

与国外高速、重载铁路运输的大发展相比，中国在高速、重载铁路运输方面技术相对薄弱，起步较晚，且运用前景广阔。近几年来，为提高我国铁路货物运输能力，缓解制约国民经济发展的瓶颈问题，有效降低能源消耗，在铁路跨越式发展战略的指导下，铁路货车系统全面落实科学发展观，坚持技术引进与自主创新相结合，走引进、消化吸收再创新与自主创新之路，在提速、重载方面通过集成创新、通力合作，及时推出了一系列货车新品种及配套技术，成功实现了铁路货车由60t级向70t级的全面升级换代。

2车辆轮轴加工工艺分析

2.1车轴中心孔加工

车轴以轮座作为初基准定位，完成中心孔加工，可在车床上钻中心孔，也可在铣端面及钻中心孔机床上完成。车轴中心孔是车轴磨削加工的定位及检验基准，其加工质量的好坏直接影响车轴的加工精度，中心孔质量问题容易造成车轴外圆面同轴度及圆柱度超差，为保证车轴加工各项精度达到产品设计要求，车轴加工工序中常以外圆表面及中心孔交替作为定位基准进行车轴的加工。

2.2轴颈、防尘座、轮座等外圆表面加工

车轴外圆表面常用车削及磨削加工，车削是外圆表面最经济的加工方法，就其加工精度及经济性而言，常用于车轴的粗加工及半精加工。根据车轴轴颈、防尘座、轮座等各部外圆表面的尺寸精度及表面粗糙度要求，车轴最终加工必须采用磨削工艺来保证产品质量。无卸荷槽车轴须采用切入成型磨削方式，采用宽砂轮，一次进给同时完成轴颈、防尘座、轴颈与防尘座间过渡圆弧、防尘座与轮座间过渡圆弧的磨削加工；轮座的磨削加工在外圆磨床上采用纵向往复法完成磨削加工。为合理的利用机床，充分发挥设备潜能，降低车轴加工成本，同时提高生产效率，车轴车削加工分粗车及精车工序，粗车在功率大、精度低的车床上加工，精车可以在精度较高的车床上加工。

2.3轴端螺纹孔加工

轴端螺纹孔可采用专用机床进行加工，螺纹孔加工分底孔钻削、扩孔及倒角、攻丝三个工步，生产效率较高，适用于大批量生产。也可采用摇臂钻床加工，以车轴中心孔及精车后的轴颈外圆定位，完成螺纹底孔的钻削加工，顺序完成螺纹底孔的扩孔及倒角，螺纹的攻丝。为满足车轴各部的加工工艺要求，可先进行端面及中心孔的加工，再进行轴颈、防尘座、轮座等各部的粗车及精车，依次进行轴端螺纹孔的加工、轴颈及防尘座各部的磨削、轮座磨削工序后进行车轴的全面检查。

3车辆轮对组装工艺

铁路货车轮对是由1根车轴和2片车轮采用过盈配合，经冷压装组成的整体部件。轮对组装包括轮对新组装和轮对重新组装。轮对新组装是以新制车轮及车轴按新制（原形）技术标准组装的轮对。轮对重新组装是以旧车轮和旧车轴（拼修）、旧车轮和新车轴（换轴）及新车轮和旧车轴（换轮）按四级修技术标准组装的轮对。

基本尺寸相同的轴和孔的相互结合叫做配合。当孔的实际尺寸减去轴的实际尺寸的代数差值为负值，即为过盈。轮座与轮毂孔采用过盈配合，配合过盈量为轮座直径的0.8‰～1.5‰。轮对组装前须录入车轴、车轮的相关信息，轮座表面及轮毂孔内径面须洁净，均匀涂抹纯植物油或矿物脂。车轮与车轴组装采用微机控制压装，自动记录压装的压力曲线。轮对组装最终压力按轮毂孔直径计算，每100mm直径尺寸的压装压力：LZ40钢车轴343～539kN，LZ50钢和LZ45CrV钢车轴343～539kN。

目前，车辆轮对组装一般都采用轮对组装流水线（如图1所示），设备具备轮对组装能力，整条流水线全部采用自动化传输配件，主要由车轮输送线、链式车轴输送线及轮对预压装、压装单元组成。车轮输送线采用滚道式结构，车轴输送线采用链条托举式结构，轮对预压装机采用车轴中心定位。轮对压装过程：测量车轴、车轮的尺寸，对车轴、车轮进行选配，车轮串到车轴上，压装机顶上车轴端部，输入压装程序，压装机挡板自动伸出顶住轮毂孔外端面，位移测量器紧贴车轮轮辋面上，开始压装。压装机以恒定速度渐进地压装车轮，压装过程中应力应均匀、连续、渐进地增大。

4车辆轮对组装控制措施

4.1对轮座，车轮孔公差等进行严格控制

应依据轮座及车轮加工标准对轮座、车轮孔公差等进行严格控制。在实际生产作业中，所用机床精度情况及操作人员的技术素质情况等都会影响轮座、车轮加工精度。重视提高机车操作人员实际操作水平十分重要，通过提高机车操作人员个人技术素质，可加工出更标准，更符合相关技术要求的工件，这样可显著减少因工件质量差而引发的轮对压装不合格问题，可提高轮对组装合格率。

4.2尽力规范车轴轮座与车轮孔间隙的选配范围

因轮座与车轮孔配合间隙情况，会对轮对压装力产生一定影响。若轮座与车轮孔间隙因存在测量误差造成配合间隙过小，这样会使轮对组装压力降低，反之轮对组装压力会增大，对此，应严格检测各轮座与车轮孔的实际配合间隙，及时发现哪些配合不合理的轮对，具体可通过把实际轮对实际压装情况及时反馈给轮对选配者，这样轴承压装实际合格率可得到显著提升。

4.3应重视养护维修轮对压装设备

最大限度的减少压装轮对时，因设备因素而使轮对压装合格率的现象。在实际压装作业中，轮对压装机的轴线同心于车轴轴线与否，以及车轮与油压机的垂直度情况等，都会对货车轮对压装质量造成严重影响，对此我们必须重视定期检测轮对压装机的精度情况，一旦发现其精度不达标应及时安排专业人员维修，以有效提高轮对一次压装合格率。

4.4提高作业人员素质

为使轮对组装合格率更高，还应重视努力提升岗位职工技术素质。不仅应让他们主动学习《轮规》、岗位操作规范、严格按组装工艺作业，而且还应强化他们与兄弟单位的合作交流学习，应给他们多提供一些外出学习的机会，以充分提高他们的作业技能。

结束语

提高车辆轮轴加工、组装工艺属于一项系统工程，其具有一定复杂性，只有并充分掌握提高车辆轮轴加工、组装工艺质量的措施，从日常作业来抓，从日常管理来抓，全方位入手，这样才能有效提高轮轴加工、组装水平，才能更好地保障车辆安全运行。

参考文献：

［1］中华人民共和国铁道部．铁路货车轮轴组装检修及管理规则［M］．北京：中国铁道出版社，2007．

［2］梁红琴，杨浪，赵永翔．货车轮对压装过程仿真及参数影响研究［J］．铁道车辆，2013（5）．