朱博文，路永婕，王建西，孙 英

(1.太原中车时代轨道工程机械有限公司，山西 太原 030027；2.石家庄铁道大学，河北 石家庄 050043；3.石家庄铁道大学 省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室，河北 石家庄 050043；4.石家庄铁道大学 教育部道路与铁道工程安全保障重点实验室，河北 石家庄 050043；5.中车太原机车车辆有限公司，山西 太原 030027)

1 轮对注油压装理论计算

1.1 最大结合压力

根据产品图样，查询《铁道车辆用LZ50钢车轴及钢坯技术条件》(TB/T 2945—1999)可知，LZ50车轴的屈服强度σs为345MPa；查询《铁路货车用辗钢整体车轮》(TB/T 2817—2018)及参考文献[7]，CL60车轮的屈服强度σs为351 MPa；车轴、车轮弹性模量为E=206 GPa，泊松比γ=0.3[8-9]，轮座公称尺寸d=194 mm，车轮直径公称尺寸D=840 mm。在不产生塑性变形条件下，轮对的最大结合压力算式分别为

1)车轴

P轴max=0.5σs

(1)

2)车轮

P轮max=aσs

(2)

通过计算得出P轴max=172.5 MPa，P轮max=191.750 MPa。所以，在不产生塑性变形条件下，其最大结合压力为172.5 MPa，满足《机车轮对组装技术条件》(TB/T 1463—2015)中注油压装油压不大于170 MPa的规定。

1.2 注油油压计算

轮毂和轮座接触应力为

(3)

式中：δ为过盈量，取值为0.175～0.213 mm；εW=1(实心轴)。

(4)

通过计算可得Pkmin=89.664 MPa；Pkmax=109.134 MPa。注油油压Pm=1.1Pk[10]，Pm∈[98.630，120.047]MPa，即理想状态下理论注油压力为120.047 MPa。考虑轮轴形位公差、过盈量等因素，经试验验证可知，在轮对压装工艺实际中注油压力为140 MPa时为宜。参考同类型不同产品轮对，轮对压装过盈量应为0.175～0.291 mm，理论注油油压为98.405～164.008 MPa。

1.3 油压对车轮直径变化量影响

不同注油压力引起的车轮直径变化量计算式为

(5)

计算当注油压力分别为130 MPa、140 MPa、147 MPa、170 MPa、172.5 MPa时车轮最小直径变化量，如表1所示。

表1 车轮毂孔直径变化量

2 轮对注油压装过程有限元仿真

为验证有限元模型的正确性，将理论计算结果和仿真结果进行对比，根据产品图纸建立轮对注油压装有限元模型。……