高速动车组车轮检修技术研究

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学术

高速动车组车轮检修技术研究南车青岛四方机车车辆股份有限公司一朱崇飞/赵言贵/张峰

摘要： 高速动车组车轮在退卸后会出现内孔划伤现象，目前暂无车轮内孔划伤标准，为保证车轮检修质量上述划伤车轮需封存处理。为节约检修成本，本文对划伤深度和宽度与压装力的影响进行了理论分析，得出划伤深度对压装的影响。为验证理论的正确性，本文对划伤车轮进行了

工艺压装试验，试验结果证明了理论的正确性。

引言

高速动车组轮对由车轴、车轮和齿轮箱等零部件组成，承担动车组行驶、制动等功能，

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景

是转向架重要的组成部分。车轮与轨道直接接触，车轮检修压装质量直接关系到整列动车组的安全运行。

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高速动车组轮对在高级检修时须将车轮从车轴上注油退卸进行检修，车轮注油退卸时， 车轮会偶发性的出现内孔划伤现象。目前，高速动车组车轮内孔划伤无明确检修标准，为保

证车轮的检修质量，对于出现内孔划伤的车轮均采取隔离封存措施[ 1]。 为节约检修成本，急需开展车轮内孔划伤对车轮压装影响的技术研究。本文先从理论上对划伤与车轮压装关系进行分析，然后再采用工艺试验进行验证，最后得出划伤对车轮压装的影响。 1 .理论计算 1 . 1 .车轮压装合格标准高速动车组车轮与车轴压装需符合 E N 1 3 2 6 0

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彭费溧蔓( u i 图 1划伤组与对比组试验数据

当划伤处与车轴配合面过盈配合时，过盈量比 e变小，压装力 F w变小；当划伤处与车轴 u 0,压装力 F w 0。从上述的理论分析可

磨工艺，划伤与周边圆滑过渡：c )为降低其余压装影响因素对试验的影响，要求本次工艺试速度、润滑剂涂抹量等参数均相同。 图1为划伤组与对比组车轮压装力数据结果，从图可以看出，划伤组与对比组车轮压装力均在在 8 8 5 k~ 9 2 5 k N之间，两组数据无明显

配合面为过渡或间隙配合时，配合面摩擦

系数验中划伤组与对比组的车轮的打磨工艺、压装以看出，不管划伤深度如何取值，车轮内孔出现划伤后，划伤处的压装力比未划伤处的压装力均要小。但需注意：虽然车轮划伤处的压装

标准[ 2],车轮与车轴压装为过盈量配合，压装采取冷压方式，压装力需满足 6 8 0 k N< F< 1 1 6 0k N。

力存在降低趋势，但其对整个车轮压装力的影车轴与车轮压装时，压装力 F理论计算公响需通过比列因子 a进行判断。 对现车检修过程中车轮内孔划伤深度和宽

大小关系；划伤组的数据与划伤深度亦无明显关系。由此可以得出，现有的划伤深度对车轮压装力的影响可以忽略不计。 (见图 1 )3 .结论

式[ 3]为：F - k e E u n D L。

其中：F为压装力；k为压装系数与车轮形状有关； e为过盈量比； u为装配面摩擦系数； D为装配面直径；L为装配面长度。 为研究划伤处的压装力，将车轮压装配合面的圆周长度 n D对进行微分处理，每一单元圆周长度为 Aw,相应压装配合面积为 A s= LAw。在理想情况下，△s面积上的车轮压装力均相同，则△ F= k￡ E u A s。划伤宽度处的压装力为 F w= k￡ E u L Aw。为研究划伤处的压

度进行统计，在内孔划伤车轮中，5%比例的车轮内孔出现呛轴现象 (注：该现象的车轮直接报废处理 ),9 5%比例的车轮内孔划伤深度 h= ( 0 . 0 5~ 0 . 3 0 )I I l l I I,划伤宽度累计尺寸为 W= ( 1~ 3 )n f l l。根据上述理论分析，比例因子 a=0 . 4%。从数值 a可以看出，上述出现的划伤对车轮压装力的影响可以忽略不计。2 .工艺试验

本文对划伤与车轮压装力的关系进行了理

论分析，并用工艺试验进行了验证，最后得出结论：现有检修过程中出现的内孔划伤较小， 基本不影响车轮压装力的大小。 参考文献： [ 1]铁道标准计量研究所 . T B/ T 1 7 1 8— 2 0 0 3,铁道车辆轮对组装技术条件[ S] .北京： 中国铁道出版社，

2 0 0 3 .[ 2] B S E N1 3 2 6 0: 2 0 0 9, R ai l w a YaP P1i ca ti on s— Wh ee1 se t s a nd bo gi e s—

为验证车轮内孔划伤对压装力几乎无影响，本文对划伤组车轮和对比组车轮进行工

装力 F w对整个压装力 F的影响，设定比例因子a= F w/ F= w/ ( D )。

艺试验，其中划伤组为 8个内孔划伤深度在( 0 . 0 5~ 0 . 3 0 )n e f的车轮，对比组为 8个无划伤正常的车轮。本试验遵循以下原则：a )为降低压装过盈量对压装力的影响因素，试验用车轮的过盈量均控制在 ( 0 . 2 3 8~ 0 . 2 4 0 )l n m范

设定车轮内孔划伤为贯穿性划伤，划伤深度为 h,划伤宽度为 w。若划伤深度 w较小时，

Whe el s et s— Pr od uct re qui r eme nt s L S].L o n d o n: B S I, 2 0 0 9 .

在车轮内孔的压装弹性变形作用下，车轮的划伤处与车轴表面的过盈配合：若 w较大，车轮的划伤处与车轴表面可能存在过渡或间隙配合。

[ 3]京谷好泰，轮轴压装一铁路机车车辆轮对[ M] . P 1 7 6— 1 8 5 . 中国机械 M a c h i n e C h i n a I 5

围内；b )试验过程中，对划伤采取去除高点打