城軌車輛軸箱軸承壓裝軸頸劃傷異常分析

范德萬

中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司 山東青島 266111

目前國(guó)內(nèi)B型地鐵城軌車輛軸箱軸承多采用雙列圓柱滾子軸承結(jié)構(gòu)，軸承與輪對(duì)的組裝多采用冷壓裝技術(shù)。冷壓裝技術(shù)簡(jiǎn)單、可靠，但如壓裝前軸頸防護(hù)不當(dāng)還會(huì)造成軸頸部分的劃傷。

國(guó)內(nèi)某B型地鐵城軌車輛輪對(duì)軸箱裝用的雙列圓柱滾子軸承結(jié)構(gòu)軸箱軸承，該軸承由兩套相同的軸承單元組成，軸承結(jié)構(gòu)靠近車軸軸端面處有擋邊環(huán)，擋邊環(huán)與車軸間隙配合。在軸承壓裝過程中，會(huì)有軸承擋邊環(huán)與車軸軸頸干涉且劃傷軸頸的現(xiàn)象發(fā)生。本文在現(xiàn)有組裝工藝基礎(chǔ)上，分析導(dǎo)致劃傷異常的原因，并針對(duì)原因制定相應(yīng)改進(jìn)措施，減少軸頸劃傷率[1]。

1 軸承壓裝工藝及問題

1.1 壓裝工藝

軸箱軸承壓裝在恒溫、恒濕組裝間內(nèi)進(jìn)行，而且在壓裝之前，輪對(duì)及軸箱軸承必須同溫一定時(shí)間后再進(jìn)行組裝，以保證測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，具體壓裝步驟如下：

（1）尺寸檢測(cè)。在壓裝前，分別對(duì)軸頸表面及軸承內(nèi)圈等接觸面做清潔處理，同時(shí)檢測(cè)軸承內(nèi)圈及軸頸尺寸是否符合壓裝要求。

（2）潤(rùn)滑劑涂抹。為保證軸承壓入過程順暢，在軸頸壓入端起始部位均勻涂抹一層潤(rùn)滑劑。

（3）軸承壓裝。在軸頸端部安裝輔助引導(dǎo)套，引導(dǎo)套組裝到位后，將軸承預(yù)先套裝在引導(dǎo)套上；將輪對(duì)推入壓力機(jī)壓裝設(shè)定位置，啟動(dòng)設(shè)備，按預(yù)定程序自動(dòng)壓裝。軸箱軸承壓裝示意如圖1所示。

1.2 存在問題

軸承壓裝過程中，存在軸承擋邊環(huán)與軸頸干涉現(xiàn)象，壓裝結(jié)束后，發(fā)現(xiàn)車軸軸頸上行進(jìn)距離部分存在劃傷現(xiàn)象，見圖2、圖3所示，且劃傷深度超限，導(dǎo)致車軸報(bào)廢。同時(shí)，該條輪對(duì)組成的前工序完成的作業(yè)內(nèi)容需要返工、拆卸，更換新品車軸重新組裝，重新退卸存在部件報(bào)廢風(fēng)險(xiǎn)且大大影響作業(yè)進(jìn)度及作業(yè)效率，造成人力、物力經(jīng)濟(jì)損失[2]。

2 問題分析

軸承自動(dòng)壓裝時(shí)，壓裝機(jī)的壓裝套頂在軸承端面上推進(jìn)整個(gè)軸承行進(jìn)。分析軸頸劃傷的原因：

引導(dǎo)套尺寸偏小導(dǎo)致引導(dǎo)套與軸頸端面形成的“臺(tái)階”過大，且擋邊環(huán)內(nèi)圈與引導(dǎo)套為間隙配合，軸承預(yù)組裝至引導(dǎo)套上待壓裝時(shí)，擋邊環(huán)因重力作用整體耷拉在引導(dǎo)套上，其內(nèi)圈與引導(dǎo)套上圓柱面接觸，與下圓柱面存在間隙；同時(shí)，軸承壓裝過程中，擋邊環(huán)在壓力機(jī)推進(jìn)下行進(jìn)，但卻未能立即歸位與軸頸同心，造成與軸頸上表面存在干涉，導(dǎo)致軸頸劃傷。

3 改進(jìn)措施

綜合以上分析得出結(jié)論，在保證軸承能夠流暢套入引導(dǎo)套前提下，控制引導(dǎo)套尺寸，減小引導(dǎo)套與軸頸斷面連接處的“臺(tái)階”大小，能夠有效避免軸頸劃傷現(xiàn)象的發(fā)生。根據(jù)以上的原因分析及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，改進(jìn)引導(dǎo)套結(jié)構(gòu)尺寸是可行的，同時(shí)考慮借助工裝改進(jìn)壓裝工藝，避免壓裝過程擋邊環(huán)與軸頸的直接接觸。

3.1 結(jié)構(gòu)尺寸改進(jìn)

現(xiàn)有引導(dǎo)套直徑尺寸實(shí)測(cè)值為Φ118.9mm，軸頸直徑尺寸為Φ120mm以上，引導(dǎo)套直徑與軸頸直徑差值大于1mm。增大引導(dǎo)套直徑以減少引導(dǎo)套與軸頸的“臺(tái)階”效應(yīng)，同時(shí)，引導(dǎo)套直徑也不宜過大，否則影響軸箱軸承比較方便流暢的預(yù)裝到引導(dǎo)套上。引導(dǎo)套結(jié)構(gòu)尺寸改進(jìn)后為（119.5±0.05）mm，可保證軸箱軸承方便順暢的預(yù)裝到引導(dǎo)套上的同時(shí)減小“臺(tái)階”。

3.2 壓裝工藝改進(jìn)

考慮軸承、擋邊環(huán)分步組裝。首先，軸承組裝前將軸承擋邊環(huán)取下妥善放置，避免粘附異物等；同時(shí)，制作壓裝過渡工裝，代替擋邊環(huán)受力推進(jìn)軸承壓裝行進(jìn)，壓裝過渡工裝內(nèi)孔尺寸適當(dāng)增加，完全規(guī)避壓裝過程可能與軸頸的接觸，并能實(shí)現(xiàn)軸承的壓裝作業(yè)。然后，軸承壓裝到位后，取下過渡工裝，檢查接觸面無異常后，將擋邊環(huán)組裝到軸承軸端對(duì)應(yīng)位置。最后，可使用銅棒輕輕敲擊，確保組裝到位[3]。

4 結(jié)語

本文基于實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)的軸頸劃傷現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問題、分析原因并提出改進(jìn)措施。引導(dǎo)套尺寸優(yōu)化改進(jìn)后，引導(dǎo)套與軸頸端面“臺(tái)階”大大減小，降低了該結(jié)構(gòu)軸承壓裝軸頸劃傷現(xiàn)象。同時(shí)，使用改進(jìn)后的壓裝工藝方法，產(chǎn)品壓裝質(zhì)量穩(wěn)定，可從根本上規(guī)避擋邊環(huán)劃傷軸頸的風(fēng)險(xiǎn)，提高了軸承壓裝合格率。