何业建 罗宇滔 刘海强

摘 要：弹性车轮为轮箍和轮芯之间镶嵌防振橡胶，用来缓和轮轨冲击振动、降低轮轨冲击噪声、减少转向架传动装置的动应力、降低轮轨磨耗、提高线路、车辆和车轮的使用寿命，提高车辆运行平稳性，提高乘客乘坐舒适度。由于中间镶嵌了弹性橡胶件，因此，保证产品组装后的踏面跳动及内轮辋面跳动极为困难。

关键词：弹性车轮；镶嵌；橡胶；产品组装

中图分类号：U270.3 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）21-0089-02

Abstract： The elastic wheel is inlaid with anti-vibration rubber between the tyre and the wheel core， which is used to alleviate the wheel-rail impact vibration， reduce the wheel-rail impact noise， the dynamic stress of the bogie transmission device， and the wheel-rail wear， and improve the service life of the line， the vehicle and the wheel， the running stability of the vehicle and the comfortability of passengers. Because the elastic rubber parts are embedded in the middle， it is very difficult to ensure the tread run-out and the inner rim run-out after the product assembly.

Keywords： elastic wheel； inlaid； rubber； product assembly

引言

弹性车轮是近代城市轨道交通车辆逐渐推广的一种低轴重、低速及小轮经的城铁车轮。该车轮是一种分体式车轮，主要配件由轮箍、橡胶件、压环及轮心等组成。弹性车轮按结构形式分类，一般分为压缩型弹性轮（图1所示）、剪切型弹性轮（图2所示）及压剪复合型弹性轮（图3所示）。

压剪复合型弹性车轮采用了既能承剪又能承压的结构，中间的橡胶件通常采用V字结构，不仅能合理应用轮内空间，而且其压应力和剪应力的分配可以通过橡胶件的张开角度来进行调整，可将轴向刚度和径向刚度达到期望的最佳匹配，该种结构为目前使用较为普遍的弹性车轮结构。

1 工艺过程

1.1 工艺策划

1.1.1 设计要求

弹性车轮组装后主要的控制项点除了螺栓扭矩、静平衡要求外，还有踏面跳动及内轮辋面跳动0.5mm的公差。

1.1.2 工艺分析

产品工艺路线为：轮箍与橡胶件的组装——轮心与工装的组装——轮箍组件与带轮心工装的组装——装配压环——内轮辋面跳动检测及踏面跳动检测——内轮辋面跳动检测及踏面跳动检测复检（自然时效处理4小时以上）——静平衡试验——刚度试验及扭转试验（抽检25%）——附件装配——精整。

该工艺路线中主要控制项点为：（1）为保证跳动问题，应考虑工装的定位方式、定位精度及夹紧方式；（2）由于橡胶件存在弹性变形，因此在轮箍与橡胶件的组装过程中，应将橡胶件充分展开的情况下组装至轮箍中。

由于橡胶件对组装类产品的影响暂时无数据来源，因此，需采用单件试制——小批量试制方式对组装数据进行收集及工艺方式进行验证。

1.1.3 工装设计

按照一般钢类结构件的组装经验，根据产品的结构特性进行工装设计，主要项点为：（1）采用轮心定位方式，定位精度为间隙配合0.1mm；（2）采用轮缘限位，限位精度为单边0.2mm；（3）定位夹紧采用轮心压紧方式夹紧，施工夹紧采用压紧外轮辋面方式夹紧[1]。

1.2 產品试装

由于设计要求中的两项跳动要求使用了工装进行保证，固在产品组装过程中仅需使用十字交叉法拧紧方式进行保证螺栓扭矩要求[2]。

1.3 试装检验

使用以上方法进行产品组装后，部分产品出现踏面跳动超差的情况，再静置4小时以上后，踏面跳动超差情况超过70%。因此，需对以上的工艺方法进行修订。

2 工艺过程再分析

根据前期工艺试制情况分析得出：由于橡胶件的因素，应充分考虑其在组装过程中存在的应力集中及变形情况，由于组装工装为刚性结构，组装过程中限制了橡胶件的变形量及应力释放过程，因此，在组装后及静置过程中均处于一种弹性变形过程，导致产品组装后的结果与在工装上的结果存在极大的差异。因此，该产品的组装应采用柔性组装的方式进行，即在组装过程中，应让橡胶件自行进行应力释放，或应促成其进行应力释放，以减少产品脱模后产生的变形量，避免不合格品的产生。

2.1 工艺改进

2.1.1 工装改造

为了实现产品的柔性组装，因此，保留轮心定位装置，但须去除辅助限位装置，让产品在组装过程中轮箍可随橡胶的变形而移动，当然，在产品组装过程中应时刻关注轮箍的移动量，控制轮心至踏面的距离差。

2.1.2 工艺方法改进

为监控组装过程中轮心至踏面的距离差，但又要减少操作者在组装过程中频繁使用游标卡尺带来的组装效率低下的影响。因此，合理设置测量点，采用塞尺对距离差进行实时监控。

组装过程仍然使用十字交叉拧紧法对螺栓进行装配，而唯一不同的地方在于，当发现某个方向的塞尺发生松动或者过紧时，在下一轮拧紧时控制该位置螺栓扭矩，同时，使用敲击法促进橡胶件的应力释放及变形。