退卸没有设计注油孔的铁路轮对新方法

2014-08-21吴忠举刘志坚刘春生

机械管理开发 2014年2期

吴忠举，刘志坚，刘春生

（智奇铁路设备有限公司技术开发部，山西太原 030032）

引言

铁路轮对主要起车辆承载、运行及制动等作用，它一般由车轮与车轴以过盈配合方式组成一体，大致可分为客车轮对、货车轮对、地铁轮对、机车轮对和动车轮对等。轮对在检修过程中会因各种原因（如：车轮磨耗到限、齿轮箱检修或制动盘磨耗到限等）需进行轮轴退卸。通过压力机将力作用在轴端及车轮轮毂内侧或轮辋内侧，克服车轮毂孔与车轴轮座之间的摩擦力后将车轮从车轴上退下。此种方式对于客车轮对、货车轮对、车轮上带有注油孔的动车组轮对是没有问题的，但对于车轮没有设计注油孔的地铁轮对（带齿轮箱）来说，是存在问题的。

为了减小轮轴退卸过程的力，目前多种车轮上都设计了注油孔。通过注油孔向车轮毂孔内注入高压油，将轮毂涨开，然后只需施加很小的退卸力（大约80~90 kN）就可以将车轮从车轴上退下。而对于没有注油孔的车轮退卸力可达1 000~1 500 kN。由于地铁轮对（带齿轮箱）的齿轮箱与车轮间隙较小（大约20~25 mm），而插板自身很厚（大于60~80 mm），无法插入到车轮毂孔与齿轮箱之间的间隙内，所以无法实现退卸齿轮箱侧车轮时轮毂内侧受力的目标。如将插板做成能插入车轮毂孔与齿轮箱之间的厚度，就无法保证它有足够的刚度。

1 无注油孔车轮的退卸方式

目前对车轮无注油孔的地铁轮对（带齿轮箱）车轮退卸方式有2种：一是采用压力机的退卸挡板与车轮轮辋内侧面接触方式进行车轮退卸；二是采用单柱龙门式压力机与轮对退卸工装配合使用进行车轮退卸。

1）方式一。采用压力机的退卸挡块与车轮轮辋内侧面接触方式进行车轮退卸。在压力机上的挡板上下部位安装2个挡块。由于轮对带有齿轮箱，为了使退卸挡块不与齿轮箱干涉，挡块的间距需能将齿轮箱放入，这导致车轮的轮辋内侧面接触面积就非常小（如下页图1、2所示），约40~50 cm2。其优点：工装简单，只需制做4个压力块；连接简单，两4个压力块只需要使用螺栓简单固定到设备上；退卸效率高，轮对一次装卸就可以将2片车轮退下。其缺点：挡块与车轮轮辋接触面积小，作用在轮辋上的压强较大，使得车轮辐板发生变形，从而使得车轮轮毂部位受到了力矩作用，这极易导致车轮退卸时车轴轮座拉伤，造成车轴报废。为了减少拉伤机率，有时采用火焰切割的方式预先将车轮辐板切割，减小毂孔与轮座之间的作用力。但这存在割伤车轴轮座的危险性，费时、费力影响交货周期。

图1 车轮与挡块接触状态

图2 与挡块接触区域

2）方式二。单柱龙门式压力机与轮对退卸工装配合使用进行车轮退卸。在单柱龙门式压力机龙门横梁下方放置车轮退卸工装设备（如图3所示），将轮对放置在工装上进行轮轴退卸。其优点：将需要退卸车轮的地铁轮对（带齿轮箱）吊放在轮对退卸工装上，需要退卸的车轮放到退卸工装的外侧（如图4所示）。在退卸车轮时车轮毂孔和车轮轮辋两处同时受力，增加了受力面积而且还能有效的抑制了车轮的变形，这就保证了车轮在退卸时受力均匀不发生拉伤车轴的现象。其缺点：退卸工装笨重，工装在使用时需要使用桥式起重机进行运输；一次装夹不能完成两侧车轮的同时退卸，退卸效率低下。

2 新型的退卸工装设备

针对于上述2种地铁轮对（带齿轮箱）退卸车轮方式存在的问题，有必要设计1种新型的退卸工装设备。这种新型的工装设备需解决无注油孔的地铁轮对（带齿轮箱）车轮在退卸时存在2个主要问题：退卸压力大，车轮容易发生变形，这样车轮退卸拉伤，导致车轴报废的现象发生；齿轮箱侧车轮毂孔与齿轮箱之间间隙小，常规的退卸车轮毂孔端面的方式不能实现。

图3 单柱龙门式压力机

图4 退卸的车轮吊放到退卸工装外侧

结合前2种退卸方式的优缺点进行综合分析设计。通过综合分析设计，该工装设备采用固定式结构安装到压力机上，不进行拆卸，这样可以减少吊装。为了解决齿轮箱侧车轮毂孔与齿轮箱之间间隙小的问题，采用轮辋接触退卸。为了避免上述方式一轮辋退卸产生的接触面积小的问题，将增大退卸挡板与车轮轮辋内侧面的接触面积，将退卸挡板设计成C型插口，这样使得退卸挡板与车轮接触面积增大（大约400~450 cm2）如上页图5所示，有效的降低了车轮单位面积上产生的压强，进而降低车轮的变形，使得在退卸车轮过程中不发生车轮退卸拉伤，导致车轴报废的现象发生。为了增加以增加新型工装设备的钢性，防止在车轮退卸过程中发生变形。将工装设计成为3个接触面与设备接触（如图6所示），增加工装设备的刚性。具体实施（如图7所示）。