周云峰 劉長(zhǎng)江

(中車長(zhǎng)春客車股份有限公司 吉林 長(zhǎng)春 130052)

1 概述

2014年起，中車長(zhǎng)春客車股份有限公司承接了部分北京地鐵機(jī)場(chǎng)線車輛輪對(duì)檢修任務(wù)(見(jiàn)圖1)，主要包括車輪檢修或更新，軸承更換，車軸檢修。制動(dòng)盤及接地滑環(huán)不退卸，以檢查為主。

北京地鐵機(jī)場(chǎng)線車輛輪對(duì)為直線電機(jī)城軌車輛輪對(duì)，區(qū)別于常規(guī)城軌車輛輪對(duì)：(1)輪對(duì)本身不安裝齒輪傳動(dòng)裝置，不具備傳動(dòng)功能；(2)軸承置于車輪內(nèi)側(cè)，沒(méi)有常規(guī)意義上的軸頸；(3)輪對(duì)采用AAR標(biāo)準(zhǔn)制造，車輪直徑最大僅為660 mm，輪軸過(guò)盈配合量最大可達(dá)0.36 mm。

圖1 北京地鐵機(jī)場(chǎng)線車輛輪對(duì)

2 檢修工藝

2.1 輪對(duì)分解

2.1.1車輪退卸

北京地鐵機(jī)場(chǎng)線車輛輪對(duì)輪軸過(guò)盈量較大，為0.29 ～0.36 mm，車輪內(nèi)側(cè)帶有注油孔，因此采取梯次增壓、保壓的注油方式輔助退卸車輪。先將退卸工裝安裝到壓力設(shè)備上，將輪對(duì)吊運(yùn)到反扒機(jī)輔助工裝的合適部位，連接注油設(shè)備；啟動(dòng)注油機(jī)，向車輪內(nèi)梯次注油、保壓，注油壓力最大不超過(guò)180 MPa，啟動(dòng)壓力設(shè)備退卸車輪(見(jiàn)圖2)?？紤]到輪對(duì)退卸過(guò)程中的平衡性，先退卸帶有制動(dòng)盤一側(cè)的車輪，再退卸另一側(cè)車輪。

圖2 輪對(duì)車輪退卸

2.1.2軸箱軸承分解

將軸承退卸卡板安裝到軸承軸箱內(nèi)側(cè)合適部位，通過(guò)4根連桿連接到另一側(cè)的壓力機(jī)固定卡板上；啟動(dòng)壓力機(jī)，將軸箱軸承整體從車軸上退卸下來(lái)(見(jiàn)圖3)。使用卡簧鉗取出軸箱卡槽內(nèi)的卡簧，再將軸承取出。同一軸端退卸下的整套軸承經(jīng)確認(rèn)后，用扎帶捆扎牢固，包裝后放入指定包裝盒內(nèi)，做好標(biāo)識(shí)。北京地鐵機(jī)場(chǎng)線車輛輪對(duì)軸承的安裝結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)未對(duì)軸箱軸承的密封問(wèn)題做充分考慮，經(jīng)長(zhǎng)期運(yùn)用，軸箱、軸承接觸表面銹蝕嚴(yán)重，導(dǎo)致軸箱、軸承分離困難，為確保退卸后的部件質(zhì)量，采取了長(zhǎng)時(shí)間浸泡后再使用壓力機(jī)退卸的方式分離軸箱、軸承。

圖3 軸箱與軸承分離

2.2 部件檢修

2.2.1制動(dòng)盤檢查

清除制動(dòng)盤散熱筋、盤轂上的污垢和雜物。檢查制動(dòng)盤狀態(tài)，各連接螺栓不得松動(dòng)，開(kāi)口銷不得丟失及折損，散熱筋、摩擦面不得存在貫通裂紋，摩擦面裂紋限度符合要求；檢查制動(dòng)盤位置(見(jiàn)圖4中L2)，制動(dòng)盤中心距盤座端面距離須在規(guī)定范圍內(nèi)，否則退卸制動(dòng)盤，選配其他制動(dòng)盤重新組裝。

2.2.2接地滑環(huán)檢查

清除接地滑環(huán)上的污垢和雜物。檢查接地滑環(huán)狀態(tài)，接地滑環(huán)磨耗超限時(shí)退卸，更換新滑環(huán)；檢查接地滑環(huán)位置(見(jiàn)圖4中L5)，接地滑環(huán)端面距滑環(huán)座端面距離須在規(guī)定范圍內(nèi)，否則退卸接地滑環(huán)，選配其他接地滑環(huán)重新組裝。

2.2.3車軸檢修

(1)車軸修復(fù)

考慮到北京地鐵機(jī)場(chǎng)線車輛輪對(duì)的特殊結(jié)構(gòu)和作用，沒(méi)有完全按照《鐵路客車輪軸組裝檢修及管理規(guī)則》(以下簡(jiǎn)稱輪規(guī))標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢修，只參考了部分內(nèi)容。車軸軸身部位，去除表面油漆、銹蝕，打痕、碰傷深度不超過(guò)1 mm時(shí)，經(jīng)打磨光滑、去除毛刺和高點(diǎn)、消除銳角后繼續(xù)使用，超限時(shí)更換新軸。車軸軸承座部位，距軸承座兩端30 mm范圍內(nèi)不允許存在劃痕、凹痕和擦傷，30 mm以外部位，縱向劃痕、凹痕、擦傷在總面積、深度不超過(guò)規(guī)定限度時(shí)，清除毛刺后可繼續(xù)使用。

在不更新車輪的情況下，參照動(dòng)車組檢修標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的輪座檢修標(biāo)準(zhǔn)。輪座劃傷深度大于0.3 mm時(shí)更換車軸；劃傷深度在0.15 ～0.3 mm范圍內(nèi)用120#以上砂紙打磨，打磨后劃傷深度須小于0.15 mm，劃傷寬度超過(guò)2 mm時(shí)打磨后劃傷寬度須大于其原劃傷寬度的2倍；劃傷深度不大于0.15 mm時(shí)，用180#以上砂紙打磨去除高點(diǎn)、毛刺，打磨后劃傷深度須小于0.1 mm。輪座部位不許有貫通劃傷。

在更新車輪的情況下，考慮到下一次輪對(duì)檢修需求，參照輪規(guī)制定輪座檢修標(biāo)準(zhǔn)。車軸輪座輕度劃痕使用磨削方式消除，劃痕深度較深時(shí)使用先車削后磨削的方式消除，在保證車軸輪座劃痕消除的情況下，加工量應(yīng)盡量小，加工后車軸輪座直徑、同一軸輪座直徑差均應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi)，并保證輪座與軸身連接部位圓滑過(guò)渡。輪座加工后，表面粗糙度、圓度、圓柱度滿足要求。

(2)車軸尺寸檢測(cè)

如圖5所示，檢測(cè)車軸輪座、軸承座、制動(dòng)盤(接地滑環(huán))座，均應(yīng)在規(guī)定限度內(nèi)。在截面I-I、Ⅱ-Ⅱ位置互成90°測(cè)量車軸輪座直徑，車軸輪座直徑須滿足與輪轂孔內(nèi)徑的過(guò)盈量要求；在截面Ⅲ-Ⅲ、Ⅳ-Ⅳ位置互成90°測(cè)量車軸軸承座直徑，軸承座直徑為131.82～ 131.86 mm；在截面V-V位置互成90°測(cè)量車軸制動(dòng)盤(接地滑環(huán))座直徑，安裝座直徑為141.19～141.23 mm。

圖4 制動(dòng)盤、接地滑環(huán)位置檢測(cè)

圖5 車軸檢測(cè)示意圖

(3)車軸探傷

按照AAR標(biāo)準(zhǔn)對(duì)車軸進(jìn)行全軸超聲波穿透探傷檢查，外露表面進(jìn)行磁粉探傷檢查。以下3種情況下均須報(bào)廢車軸：車軸存在裂紋；輪座透油透銹；車軸透聲不良或難以判斷。

2.2.4車輪檢修

對(duì)于不更新的車輪須進(jìn)行檢修，車輪踏面不得存在裂紋、缺損、剝離、擦傷、局部凹陷等缺陷，缺陷須全部鏇除，踏面應(yīng)符合樣板要求，表面粗糙度達(dá)到Ra 25 μm。車輪進(jìn)行表面磁粉探傷，輪輞進(jìn)行超聲波探傷，不得存在裂紋或缺陷。同一車輪直徑差不大于0.5 mm；同一輪對(duì)車輪直徑差不大于1 mm。清洗車輪表面螺栓孔并進(jìn)行通止規(guī)檢查，通規(guī)通過(guò)，止規(guī)3扣內(nèi)止住，手試不得有明顯晃動(dòng)，螺紋損壞不得超過(guò)2扣且不得連續(xù)。

2.2.5軸箱體檢修

軸箱體采用打砂除銹，打砂前對(duì)軸箱體內(nèi)孔進(jìn)行防護(hù)。對(duì)軸箱體外表面進(jìn)行磁粉探傷檢查，發(fā)現(xiàn)裂紋時(shí)更新。使用砂紙磨除軸箱體內(nèi)孔銹蝕，內(nèi)表面粗糙度應(yīng)達(dá)到Ra 6.3 μm，內(nèi)徑有縱向劃痕或擦傷，深度在規(guī)定范圍內(nèi)時(shí)，將邊緣棱角磨平后使用，局部磨耗深度超限時(shí)更換。

軸箱體經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用其內(nèi)孔表面會(huì)產(chǎn)生銹蝕，消除后可能造成內(nèi)孔尺寸超出設(shè)計(jì)尺寸，因此結(jié)合以往檢修經(jīng)驗(yàn)制定了軸箱內(nèi)孔檢修限度標(biāo)準(zhǔn)，在滿足正常使用的情況下，避免軸箱體大量報(bào)廢。如圖6所示，軸箱體A、B兩處承載區(qū)尺寸應(yīng)在規(guī)定限度內(nèi)。

圖6 軸箱體尺寸檢查示意圖

2.3 輪對(duì)組裝

輪對(duì)組裝前，過(guò)盈配合部件應(yīng)在常溫下至少同溫8 h。軸承組裝時(shí)按照過(guò)盈量要求選配軸箱軸承裝置進(jìn)行壓裝(見(jiàn)圖7)，壓裝時(shí)須在軸承內(nèi)圈和軸承座表面均勻涂抹適量潤(rùn)滑脂，壓裝力應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi)，再用一定的壓力使防塵擋圈與防塵板座密貼，并檢查軸承游隙。

圖7 軸承壓裝

車輪壓裝時(shí)按照過(guò)盈量要求選配車輪，壓裝時(shí)須在車軸輪座和車輪轂孔均勻涂抹適量潤(rùn)滑脂，壓裝力應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi)，再用一定的壓力使車輪與軸承貼合。組裝后的輪對(duì)車輪踏面徑向跳動(dòng)不大于0.6 mm，車輪輪輞內(nèi)側(cè)軸向跳動(dòng)不大于0.8 mm，輪對(duì)內(nèi)側(cè)距在(1 356±1)mm范圍內(nèi)，同一輪對(duì)任意3點(diǎn)內(nèi)側(cè)距之差不大于1 mm。

輪對(duì)組裝后參照輪規(guī)進(jìn)行電阻檢測(cè)，電阻值不大于0.01 Ω。同時(shí)，考慮車輪與車軸壓裝過(guò)程中使用了特殊的潤(rùn)滑脂，因此在輪對(duì)壓裝24 h后進(jìn)行了反壓試驗(yàn)。

3 技術(shù)難點(diǎn)及解決方法

北京地鐵機(jī)場(chǎng)線車輛輪對(duì)具備軸承內(nèi)置，車軸直徑小、長(zhǎng)度短，軸身帶有錐度，沒(méi)有軸端三孔，輪軸過(guò)盈量大等特殊結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，給輪對(duì)檢修工藝研究帶來(lái)了一定困難。

3.1 沒(méi)有現(xiàn)成標(biāo)準(zhǔn)可以參考

由于沒(méi)有現(xiàn)成的標(biāo)準(zhǔn)可以參考，通過(guò)深入分析輪對(duì)圖紙和運(yùn)用維護(hù)說(shuō)明書，參考CRH5型動(dòng)車組檢修標(biāo)準(zhǔn)、鐵路客車輪軸組裝檢修及管理規(guī)則等技術(shù)文件，結(jié)合輪對(duì)最高運(yùn)行速度120 km/h的使用條件，按照更新車輪與檢修車輪2種方式制定輪對(duì)檢修標(biāo)準(zhǔn)和工藝流程，并與用戶進(jìn)行深入研討，得到最終確認(rèn)。

3.2 輪對(duì)拆裝工裝須全部重新設(shè)計(jì)

軸承內(nèi)置和不帶軸端三孔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使得已有車輪、軸承拆裝工裝均不能直接應(yīng)用，須重新設(shè)計(jì)。因此，設(shè)計(jì)制作了車輪退卸、車輪壓裝、軸承退卸、軸承壓裝、輪轂孔加工刀架等特殊工裝，并在實(shí)際運(yùn)用中不斷改進(jìn)和完善，確保各檢修工序順利實(shí)施。

3.3 軸箱軸承分離困難

軸箱軸承為間隙配合，軸承裝入軸箱后用卡簧封閉，此結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)正常組裝，但輪對(duì)經(jīng)過(guò)多年運(yùn)用軸箱、軸承間銹蝕嚴(yán)重，拆卸存在較大困難，常規(guī)方法無(wú)法拆卸?？ɑ膳c軸箱、軸承間的間隙非常小，將卡簧從軸箱體的卡槽內(nèi)拆卸的過(guò)程比較困難，必須使用強(qiáng)度較高、頭部較小的大規(guī)格彎嘴卡簧鉗；軸箱內(nèi)壁與軸承外圈銹蝕嚴(yán)重，無(wú)法通過(guò)正常方式將軸箱從軸箱體內(nèi)取出，經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，采取油脂長(zhǎng)時(shí)間浸泡后使用壓力機(jī)退卸的方式分離軸箱、軸承。

3.4 車軸超聲波探傷

制動(dòng)盤及接地滑環(huán)鑲?cè)氩啃枰暡ㄌ絺麢z查，但沒(méi)有對(duì)應(yīng)的靈敏度試塊。利用現(xiàn)有結(jié)構(gòu)相近的靈敏度試塊，經(jīng)反復(fù)校對(duì)，確定了反射波與實(shí)物位置的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過(guò)查閱資料制定車軸探傷標(biāo)準(zhǔn)，完成車軸超聲波探傷。

3.5 大過(guò)盈量輪對(duì)壓裝

車輪輪座直徑為130 mm，輪軸過(guò)盈量為0.29 ～0.36 mm，壓裝力標(biāo)準(zhǔn)范圍為535 kN～936 kN。這種小軸頸、大過(guò)盈量、低壓裝力的輪對(duì)壓裝之前沒(méi)有開(kāi)展過(guò)，不具備工藝能力。經(jīng)了解，通過(guò)改變輪座表面及輪轂孔表面的粗糙度或使用特殊潤(rùn)滑脂均能影響輪對(duì)壓裝力和壓裝曲線。基于這點(diǎn)考慮，使用廢車軸及舊車輪選配加工，多次開(kāi)展壓裝及反壓試驗(yàn)，并通過(guò)試驗(yàn)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，掌握了輪軸加工形位尺寸范圍、油脂種類和涂抹量，完成了輪對(duì)壓裝，并掌握了壓裝工藝。

4 結(jié)束語(yǔ)

按照以上工藝檢修北京地鐵機(jī)場(chǎng)線車輛輪對(duì)累計(jì)已超過(guò)80條，因車軸劃傷超限、探傷裂紋等原因報(bào)廢7條，檢修成功率達(dá)到91.25%。截至目前，部分檢修后的輪對(duì)運(yùn)行時(shí)間已達(dá)1年，運(yùn)行里程超過(guò)10萬(wàn)km，整體運(yùn)行狀況良好，未發(fā)生任何質(zhì)量問(wèn)題，表明制定的輪對(duì)檢修工藝總體上是合理的?！?/p>