一、问题来源

由于轮对热装工艺对轮轴装配表面有较好的保护作用，轮对退卸后轮座伤害极小，已被很多轨道公司业主所关注。作者根据在深圳地铁1号线、沙特麦加、悉尼和北京地铁14号线等项目的生产应用经验，将车轮热装工艺进行总结和完善，对热装过程失效原因进行了分析，提出了一些解决措施建议，并将本文推广于广大轮轴工艺爱好者共同探讨和改进，从而进一步提高轨道车辆行业的车轮热装工艺水平。

二、车轮热装工艺过程

1. 清除轮轴装配表面及车轮注油孔内的飞边毛刺和油渍等异物，并用清洗剂清洁轮座、车轮外表面以及车轮注油孔。

2. 根据轮对组装技术要求测量轮轴和进行选配（轮座、轮毂孔、轮径及轮径差），并记录检测结果。

3. 将车轴放置到工装夹具上，检测确认车轴小于水平状态（框式水平仪2格以内）后，将车轴固定牢靠。

4. 按轮对组装技术要求，调整好两配对车轮的静不平衡点相对位置。

5. 依次将车轮放入恒温加热箱中加热220℃—240℃，并恒温180min—210min。

6. 待车轮加热恒温结束后，在轮座表面涂上一层植物油（禁止使用桐油），然后将加热车轮吊出并迅速吊至车轴端部上方。

7. 先调整天车大车，使轮毂孔中心纵向上与车轴中心对中，然后再移动天车小车使轮毂内侧端面超出车轴端部10mm左右，然后迅速下降车轮，在轮毂孔中心接近车轴中心前通过变频控制减慢车轮下降速度，慢慢调整使轮毂孔与车轴水平方向上对中后再迅速将车轮套入轮座。

8. 当车轮完全套入后，再通过检测轮位尺寸和用铜锤敲打轮毂内外侧的方法，将轮对的第1片车轮调整组装到位。

9. 将另一片选配好的配对车轮，按第6-8步要求组装到车轴另一侧的轮座上。

10. 通过检测轮对内侧距（图1所示）及轮位尺寸（图2所示）和用铜锤敲打轮毂内外侧的方法，将车轮调整到位。

11. 待轮对冷却至室温后，重新检测轮内侧距、两侧轮位及轮位差、两轮内侧端面跳动。

     图1 轮对内侧距尺寸测量示意图         图2轮对轮位尺寸测量示意图

12. 如检测超差，允许通过向车轮注油孔内高压注油的方式进行调整：跳动超差一般情况下在泄油后可自动回正；内侧距和轮位超差可在泄油状态下使用铜锤敲击调整，检测调整合格后将检测结果填写到组装记录卡上。

13. 检测合格的轮对，在轮对热装或注油调整的48小时后，根据轮对组装技术要求进行机械阻力试验（用百分表检测位移时，百分表针有轻微转动，这是车轴受力产生的弹性变形，加载去除后表针应归零），机械阻力F=4d（d为轮座直径名义尺寸），试验合格的轮对：可用于后续生产，不合格的轮对：车轮拆卸后允许对调或更换其他车轮重新组装。

二、车轮热装工序过程失效原因及分析

1. 轮对组装夹具如果放置不平稳：热装过程中车轴极易发生晃动，极易导致热装车轮发生卡滞；

2. 车轴未夹紧：热装过程中车轮与车轴接触磨擦后，导致车轴与车轮同时向前移动，车轮不能在有效温度下套入车轴轮座上，车轮冷却收缩发生卡滞；

3. 轮轴工操作技术不熟练：装配时间过长车轮不能在有效温度下安装到位，车轮冷却收缩发生卡滞；

4. 天车工与轮轴工间配合不协调：车轮安装不顺畅发生卡滞；

5. 设备加热温度与工艺要求不符：车轮没有被加热到规定的工艺温度，装配间隙过小导致车轮装配发生卡滞；

6. 车轴放置后水平方向倾斜（车轴轴向中心线与水平夹角）过大：此时车轮处于吊挂状态（图3所示），轮毂孔轴向中心线仍保持水平状态，不平行轮轴组装导致装配过程中装配间隙相对变小（图4所示）发生卡滞；

 图3  安装时车轴的状态示意图          图4 轮毂孔与车轴间隙示意图

7. 车轴放置水平方向倾斜过大（图5所示）：车轮在处于倾斜状态下冷却，由于车轮重心偏移，加之车轮加热后与车轴间存在一定间隙，轮毂孔与轮座间便产生了的三角形间隙（图6所示），在这种状态下轮毂孔冷却收缩是不均的，冷却后车轮会向车轴低的一侧倾斜，从而造成车轮组装后的端面跳动超差（城市轨道车车辆轮对端面跳动0.3mm~0.5mm），且车轴处于倾斜状态时通过注油调整，车轮端面跳动是无法修正（车轴处于水平状态情况下，车轮注油泄油后，跳动接近为零）的。

  图5 安装后车轴的状态示意图           图6 阴影部分为轮毂孔不均匀收缩示意图

8. 测量未考虑热涨冷缩因素，导致轮对冷却后轮对内侧距变大超差。

三、轮对热工序过程失效问题解决措施

1. 轮对热装一般情况下需要两人配合作业，轮轴工上岗前必须要充分做好工艺技术培训工作，要使操作者熟知整个操作工艺过程和操作方法，再通过1-2列的轮对热装实际操作后，基本上可以达到熟练操作的能力。

2. 车轮热装开工前，首先检查车轮热装工装夹具是否平稳，可通过调整工装地脚螺栓将夹具调整稳固，并确保车轴放置后处于水平状态，用框式水平尺检验控制在2格内。

3. 天车工与轮轴工配合需要一段时间的磨合，才能达到一定程度上的协调、默契，因而可采用桁架吊车进行作业。

4. 除做好加热恒温设备定保工作外，车轮加热后最好使用点温计辅助检测。

5. 热装过程测量需将加热车轮的膨胀量考虑在内，轮对内侧距尺寸和轮位尺寸检测时，膨胀量的计算公式：

Δd=d-ΔD，

ΔB=B*a*（t₂-t₁），

ΔL=L-ΔB/2

其中：Δd--轮对热装时实测内侧距离尺寸；

d--轮对内侧距名义尺寸；

ΔB--车轮加热后轮辋轴向的膨胀量；

B-车轮轮辋厚度；

a--钢的热膨胀系数12.7*10^-6；

t₂ --车轮加热后温度；

t₁ --车轮加热前温度；

ΔL--轮对热装时实测的轮位值尺寸；

L--轮对轮位值名义尺寸。

参考文献

[1]刘晓岩.铁道车辆轮轴热装工艺[J].机车车辆工艺.2006（4）：29-30+38

[2]TB/T 1718.2-2017, 机车车辆轮对组装[S].北京：中国铁道行业出版社，2017