吳忠舉，劉志堅(jiān)，劉春生

（智奇鐵路設(shè)備有限公司技術(shù)開(kāi)發(fā)部，山西 太原 030032）

引言

鐵路輪對(duì)主要起車輛承載、運(yùn)行及制動(dòng)等作用，它一般由車輪與車軸以過(guò)盈配合方式組成一體，大致可分為客車輪對(duì)、貨車輪對(duì)、地鐵輪對(duì)、機(jī)車輪對(duì)和動(dòng)車輪對(duì)等。輪對(duì)在檢修過(guò)程中會(huì)因各種原因（如：車輪磨耗到限、齒輪箱檢修或制動(dòng)盤磨耗到限等）需進(jìn)行輪軸退卸。通過(guò)壓力機(jī)將力作用在軸端及車輪輪轂內(nèi)側(cè)或輪輞內(nèi)側(cè)，克服車輪轂孔與車軸輪座之間的摩擦力后將車輪從車軸上退下。此種方式對(duì)于客車輪對(duì)、貨車輪對(duì)、車輪上帶有注油孔的動(dòng)車組輪對(duì)是沒(méi)有問(wèn)題的，但對(duì)于車輪沒(méi)有設(shè)計(jì)注油孔的地鐵輪對(duì)（帶齒輪箱）來(lái)說(shuō)，是存在問(wèn)題的。

為了減小輪軸退卸過(guò)程的力，目前多種車輪上都設(shè)計(jì)了注油孔。通過(guò)注油孔向車輪轂孔內(nèi)注入高壓油，將輪轂漲開(kāi)，然后只需施加很小的退卸力（大約80~90 kN）就可以將車輪從車軸上退下。而對(duì)于沒(méi)有注油孔的車輪退卸力可達(dá)1 000~1 500 kN。由于地鐵輪對(duì)（帶齒輪箱）的齒輪箱與車輪間隙較小（大約20~25 mm），而插板自身很厚（大于60~80 mm），無(wú)法插入到車輪轂孔與齒輪箱之間的間隙內(nèi)，所以無(wú)法實(shí)現(xiàn)退卸齒輪箱側(cè)車輪時(shí)輪轂內(nèi)側(cè)受力的目標(biāo)。如將插板做成能插入車輪轂孔與齒輪箱之間的厚度，就無(wú)法保證它有足夠的剛度。

1 無(wú)注油孔車輪的退卸方式

目前對(duì)車輪無(wú)注油孔的地鐵輪對(duì)（帶齒輪箱）車輪退卸方式有2種：一是采用壓力機(jī)的退卸擋板與車輪輪輞內(nèi)側(cè)面接觸方式進(jìn)行車輪退卸；二是采用單柱龍門式壓力機(jī)與輪對(duì)退卸工裝配合使用進(jìn)行車輪退卸。

1）方式一。采用壓力機(jī)的退卸擋塊與車輪輪輞內(nèi)側(cè)面接觸方式進(jìn)行車輪退卸。在壓力機(jī)上的擋板上下部位安裝2個(gè)擋塊。由于輪對(duì)帶有齒輪箱，為了使退卸擋塊不與齒輪箱干涉，擋塊的間距需能將齒輪箱放入，這導(dǎo)致車輪的輪輞內(nèi)側(cè)面接觸面積就非常小（如下頁(yè)圖1、2所示），約40~50 cm2。其優(yōu)點(diǎn)：工裝簡(jiǎn)單，只需制做4個(gè)壓力塊；連接簡(jiǎn)單，兩4個(gè)壓力塊只需要使用螺栓簡(jiǎn)單固定到設(shè)備上；退卸效率高，輪對(duì)一次裝卸就可以將2片車輪退下。其缺點(diǎn)：擋塊與車輪輪輞接觸面積小，作用在輪輞上的壓強(qiáng)較大，使得車輪輻板發(fā)生變形，從而使得車輪輪轂部位受到了力矩作用，這極易導(dǎo)致車輪退卸時(shí)車軸輪座拉傷，造成車軸報(bào)廢。為了減少拉傷機(jī)率，有時(shí)采用火焰切割的方式預(yù)先將車輪輻板切割，減小轂孔與輪座之間的作用力。但這存在割傷車軸輪座的危險(xiǎn)性，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力影響交貨周期。

圖1 車輪與擋塊接觸狀態(tài)

圖2 與擋塊接觸區(qū)域

2）方式二。單柱龍門式壓力機(jī)與輪對(duì)退卸工裝配合使用進(jìn)行車輪退卸。在單柱龍門式壓力機(jī)龍門橫梁下方放置車輪退卸工裝設(shè)備（如圖3所示），將輪對(duì)放置在工裝上進(jìn)行輪軸退卸。其優(yōu)點(diǎn)：將需要退卸車輪的地鐵輪對(duì)（帶齒輪箱）吊放在輪對(duì)退卸工裝上，需要退卸的車輪放到退卸工裝的外側(cè)（如圖4所示）。在退卸車輪時(shí)車輪轂孔和車輪輪輞兩處同時(shí)受力，增加了受力面積而且還能有效的抑制了車輪的變形，這就保證了車輪在退卸時(shí)受力均勻不發(fā)生拉傷車軸的現(xiàn)象。其缺點(diǎn)：退卸工裝笨重，工裝在使用時(shí)需要使用橋式起重機(jī)進(jìn)行運(yùn)輸；一次裝夾不能完成兩側(cè)車輪的同時(shí)退卸，退卸效率低下。

2 新型的退卸工裝設(shè)備

針對(duì)于上述2種地鐵輪對(duì)（帶齒輪箱）退卸車輪方式存在的問(wèn)題，有必要設(shè)計(jì)1種新型的退卸工裝設(shè)備。這種新型的工裝設(shè)備需解決無(wú)注油孔的地鐵輪對(duì)（帶齒輪箱）車輪在退卸時(shí)存在2個(gè)主要問(wèn)題：退卸壓力大，車輪容易發(fā)生變形，這樣車輪退卸拉傷，導(dǎo)致車軸報(bào)廢的現(xiàn)象發(fā)生；齒輪箱側(cè)車輪轂孔與齒輪箱之間間隙小，常規(guī)的退卸車輪轂孔端面的方式不能實(shí)現(xiàn)。

圖3 單柱龍門式壓力機(jī)

圖4 退卸的車輪吊放到退卸工裝外側(cè)

結(jié)合前2種退卸方式的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行綜合分析設(shè)計(jì)。通過(guò)綜合分析設(shè)計(jì)，該工裝設(shè)備采用固定式結(jié)構(gòu)安裝到壓力機(jī)上，不進(jìn)行拆卸，這樣可以減少吊裝。為了解決齒輪箱側(cè)車輪轂孔與齒輪箱之間間隙小的問(wèn)題，采用輪輞接觸退卸。為了避免上述方式一輪輞退卸產(chǎn)生的接觸面積小的問(wèn)題，將增大退卸擋板與車輪輪輞內(nèi)側(cè)面的接觸面積，將退卸擋板設(shè)計(jì)成C型插口，這樣使得退卸擋板與車輪接觸面積增大（大約400~450 cm2）如上頁(yè)圖5所示，有效的降低了車輪單位面積上產(chǎn)生的壓強(qiáng)，進(jìn)而降低車輪的變形，使得在退卸車輪過(guò)程中不發(fā)生車輪退卸拉傷，導(dǎo)致車軸報(bào)廢的現(xiàn)象發(fā)生。為了增加以增加新型工裝設(shè)備的鋼性，防止在車輪退卸過(guò)程中發(fā)生變形。將工裝設(shè)計(jì)成為3個(gè)接觸面與設(shè)備接觸（如圖6所示），增加工裝設(shè)備的剛性。具體實(shí)施（如圖7所示）。

圖5 淺藍(lán)色區(qū)域?yàn)樵黾拥慕佑|面積

圖6 新型工裝三維模型

圖7 實(shí)際退卸效果

3 結(jié)語(yǔ)

上述方案實(shí)施后，在退卸無(wú)注油孔的動(dòng)車輪對(duì)齒側(cè)車輪過(guò)程中達(dá)到了良好效果，使得退卸力由原來(lái)的1 500~2 000 kn，降低到800~1 000 kn，基本杜絕了由于退卸產(chǎn)生的拉傷現(xiàn)象。該工裝的設(shè)計(jì)研發(fā)達(dá)到了預(yù)期效果為公司降低了成本，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。