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【摘 要】本文介绍了南非SA22E型电力机车轮对的结构特点，根据其设计技术要求，从压装设备选型，压装工艺方法的验证和轮对关键尺寸的控制等方面对其轮对压装工艺进行了分析验证，最终形成了相对可靠的、完善的轮对压装工艺方法，有效的保证了该型窄轨轮对压装的顺利进行。
【关键词】南非；SA22E；窄轨；轮对；压装；工艺
0.引言
南非SA22E型双流制窄轨电力机车是我公司为南非铁路客户量身定制的一款车型。该型机车为六轴交流传动货运电力机车，适应铁路轨距为1065mm，能在A25kV/50Hz和DC3000V两种电流制式下运用及自动切换，设计时充分考虑了机车在干燥的沙漠、潮湿的海岸线、长大隧道电阻制动短时高温等的环境适应性。在我公司前期的生产制造过程中并未遇到过类似的窄轨机车类型，因此需要探索新的压装工艺方法。
1.轮对驱动装置结构
如下图1所示，南非SA22E型机车轮对驱动装置集HXD1型与SS6B型轮对驱动装置结构特征于一身，为抱轴箱式结构轮对驱动装置，其设计轨距为1065mm，低于国际通用标准1435mm，是典型的窄轨机车。受窄轨限制，其轮对驱动装置结构更紧凑，外形更复杂，制造难度更高。
结构特点分析。
南非SA22E轮对内侧距为987±1mm，与标准轨内侧距相差近370mm（见下图2）。其车轮为整体碾钢车轮，压装后齿侧车轮内侧轮毂面与齿轮芯之间约有3mm间隙，非齿侧车轮与抱轴箱组装轴领端面密贴，为抱轴箱组装部件限位。轮对驱动装置重量约为4.6t（不带电机约为2.6t）。
2.压装设备选型及改造
2.1设备选型
综合考虑事业部所有压装设备油缸行程，只有新泰格压装机（124-009）可能满足窄轨型轮对的压装。而使用124-009压装机（见下图3）进行南非SA22E轮对压装存在两个大的缺陷：（1）支撑平车承重不够。124-009压装机的支撑平车承重不超过3t，而南非SA22E驱动单元（带电机）总重4.6t，超过其承重限制；（2）设备油缸行程不够。124-009压装机之前主要进行标准轨距轮对的压装，主副压头（包括摆锤和虎口）之间的行程不足，轮对支撑座的间距不够。
因此，一方面我们对南非SA22E轮对驱动装置组装相关工艺流程进行了优化调整：在轮对压装完成后再进行电机及齿轮箱组装，以保证轮对压装的可行性；另一方面我们联合设备厂家对压装机进行了合理改造。
2.2设备改造
通过对124-009压装机虎口、芯轴、支撑装置等配套机械结构附件进行分析，进行了如下改造：
（1）虎口改造：制作加长型虎口，较原虎口加长200mm，保证压装时车轮外侧轮毂面可与虎口接触受力。
（2）摆锤改造：制作加长型摆锤，较原摆锤加长200mm，保证压装一侧车轮时另一侧车轴轴端的受力。
（3）支撑座改造：增加支撑座安装接口螺纹孔，使支撑座可于支撑平台上左右调整并固定，以实现不同长度车轴于轴颈部位的支撑。
（4）支撑座V型块改造：原支撑V型块只适用于地铁型轮对压装，故制作了专用V型块以保证压装时车轴中心高与设备油缸中心高一致。
通过如上改造并进行试用验证，设备机械结构可满足南非SA22E机车轮对的压装。
3.工艺难点分析及方案验证
3.1工艺难点
根据产品技术要求，南非SA22E轮对压装采用注油压装的工艺方法，压装后须保证轮对内侧距、轮位差等关键尺寸合格，轮对组装须符合铁道行业标准TB/T1463-2006。非齿侧车轮压装后要求车轮内侧轮毂面与抱轴箱端部轴领端面密贴，即非齿侧车轮压装合格后不能再进行调整，故在车轮压装时首先压装非齿侧车轮，再压装齿侧车轮，该轮对压装主要工艺难点有：
（1）压装后保证非齿侧车轮与轴领端面须密贴。
（2）轮对内侧距与轮位差的控制。
3.2非齿侧车轮压装工艺方法验证
为保证非齿侧车轮与轴领端面紧密贴合，我们验证了两种非齿侧车轮压装的工艺方法：
方法一：按预设程序进行压装。操作者时刻注意观察压装曲线，在压装将近完成时一旦观察到压装曲线压力值瞬间升起，立即启动急停按钮，完成压装。然后通过使用百分表横向进行抱轴箱轴承游隙复测（见图4），根据测量结果配磨并更换调整垫，保证抱轴承游隙值与压装前一致。
方法二：修正压装程序参数，控制非齿侧车轮压装至距轴领约1mm-2mm时停止。注高压油调整车轮位置使其内侧轮毂面与轴领密贴，使用塞尺测量该位置间隙是否合格，然后通过使用百分表横向进行抱轴箱轴承游隙复测。
验证结果对比如下：
综上，决定采用方法二进行非齿侧车轮压装。在此基础上，我们验证了两种预压装（距最终压装位置约1-2mm间隙）后保证非齿侧车轮与轴领密贴的工艺方法：
（1）非齿侧车轮预压装完成后，轮对立式放置于地坑上，非齿侧车轮在上方。使用高压油泵通过非齿侧车轮注油孔注油，当高压油从车轮两侧均匀溢出时，车轮在自身重力作用下落下并贴死轴领端面，可听到较明显碰撞声响，使用塞尺检查非齿侧车轮与轴领端面间隙，合格；检查抱轴箱转动灵活，复测轴承游隙值，较之前数值一致。
（2）非齿侧车轮预压装完成后，控制压装机输送小车向内移动至压装位置。将非齿侧端设备摆锤打起，调整轮对角度使注油嘴朝里侧，确保车轮与虎口接触时注油嘴不与压头发生干涉。注高压油，利用设备工进按钮对车轮施加较小压力，从而使其与轴领密贴。调整完成后，使用塞尺检查非齿侧车轮与轴领端面间隙，合格；检查抱轴箱转动灵活，复测轴承游隙值，较之前数值一致。
上述两种方式均可实现非齿侧车轮与轴领的密贴，基于加快工序节拍以及减轻操作员工劳动强度的考虑，我们采取了在压装机上水平进行调整的方式，即后一种工艺方法。
3.3内侧距与轮对差的控制
非齿侧车轮内侧轮毂面与轴领须密贴，因此在轮对压装时首先压装非齿侧车轮，在确保密贴后，压装齿侧车轮。轮对内侧距（987±1mm）以及轮位差（≤1mm）的控制只能依靠调节齿侧车轮位置来保证。
在轮对试压装时，两侧车轮压装完成后，测量其内侧距为989.50mm，设计要求为986mm-988mm，超差较大。测量车轮轮位差，非齿侧轴端距车轮外侧轮毂面距离为289.7mm，齒侧轴端距车轮外侧轮毂面距离为290.0mm，轮位差为0.3mm。
此时，由于非齿侧车轮已与轴领端面紧密贴合，只能注高压油向内侧调整齿侧车轮位置，至少需调整1.5mm，轮位差变为1.8mm，超差较多。
经过与设计人员进行讨论，我们提出了三种改进思路：
（1）调整（增大）齿轮毂定位尺寸（1285±0.2mm），使抱轴箱组装整体轴向向齿侧方向移动，从而增大非齿侧轴端距车轮外侧轮毂面距离。
（2）减小车轮轮毂孔厚度。
（3）减小抱轴箱组装调整垫厚度。
从优化的可行性、可靠性方面考虑，最终采用了减小抱轴箱调整垫厚度的方式：通过安装较薄的调整垫，控制轴领组装后车轴端面距轴领端面定位尺寸在470.5±0.3mm范围内。经过组装验证，该方式可行，轮对压装后内侧距与轮位差均可达到设计要求。
4.结束语
通过对南非SA22E型轮对压装工艺进行充分的分析、验证，制定了有效的措施保证了轮对压装满足设计规范要求，为后续同类型机车轮对压装的制造积累了经验。南非SA22E电力机车项目是公司与南非TE公司双方友好合作的继续和深化，将进一步促进南非轨道交通产业链企业发展，增进南非本地工业化能力，为后续建立全方位的合作伙伴关系、建立更广泛的合作奠定了良好基础。 [科]
【关键词】南非；SA22E；窄轨；轮对；压装；工艺
0.引言
南非SA22E型双流制窄轨电力机车是我公司为南非铁路客户量身定制的一款车型。该型机车为六轴交流传动货运电力机车，适应铁路轨距为1065mm，能在A25kV/50Hz和DC3000V两种电流制式下运用及自动切换，设计时充分考虑了机车在干燥的沙漠、潮湿的海岸线、长大隧道电阻制动短时高温等的环境适应性。在我公司前期的生产制造过程中并未遇到过类似的窄轨机车类型，因此需要探索新的压装工艺方法。
1.轮对驱动装置结构
如下图1所示，南非SA22E型机车轮对驱动装置集HXD1型与SS6B型轮对驱动装置结构特征于一身，为抱轴箱式结构轮对驱动装置，其设计轨距为1065mm，低于国际通用标准1435mm，是典型的窄轨机车。受窄轨限制，其轮对驱动装置结构更紧凑，外形更复杂，制造难度更高。
结构特点分析。
南非SA22E轮对内侧距为987±1mm，与标准轨内侧距相差近370mm（见下图2）。其车轮为整体碾钢车轮，压装后齿侧车轮内侧轮毂面与齿轮芯之间约有3mm间隙，非齿侧车轮与抱轴箱组装轴领端面密贴，为抱轴箱组装部件限位。轮对驱动装置重量约为4.6t（不带电机约为2.6t）。
2.压装设备选型及改造
2.1设备选型
综合考虑事业部所有压装设备油缸行程，只有新泰格压装机（124-009）可能满足窄轨型轮对的压装。而使用124-009压装机（见下图3）进行南非SA22E轮对压装存在两个大的缺陷：（1）支撑平车承重不够。124-009压装机的支撑平车承重不超过3t，而南非SA22E驱动单元（带电机）总重4.6t，超过其承重限制；（2）设备油缸行程不够。124-009压装机之前主要进行标准轨距轮对的压装，主副压头（包括摆锤和虎口）之间的行程不足，轮对支撑座的间距不够。
因此，一方面我们对南非SA22E轮对驱动装置组装相关工艺流程进行了优化调整：在轮对压装完成后再进行电机及齿轮箱组装，以保证轮对压装的可行性；另一方面我们联合设备厂家对压装机进行了合理改造。
2.2设备改造
通过对124-009压装机虎口、芯轴、支撑装置等配套机械结构附件进行分析，进行了如下改造：
（1）虎口改造：制作加长型虎口，较原虎口加长200mm，保证压装时车轮外侧轮毂面可与虎口接触受力。
（2）摆锤改造：制作加长型摆锤，较原摆锤加长200mm，保证压装一侧车轮时另一侧车轴轴端的受力。
（3）支撑座改造：增加支撑座安装接口螺纹孔，使支撑座可于支撑平台上左右调整并固定，以实现不同长度车轴于轴颈部位的支撑。
（4）支撑座V型块改造：原支撑V型块只适用于地铁型轮对压装，故制作了专用V型块以保证压装时车轴中心高与设备油缸中心高一致。
通过如上改造并进行试用验证，设备机械结构可满足南非SA22E机车轮对的压装。
3.工艺难点分析及方案验证
3.1工艺难点
根据产品技术要求，南非SA22E轮对压装采用注油压装的工艺方法，压装后须保证轮对内侧距、轮位差等关键尺寸合格，轮对组装须符合铁道行业标准TB/T1463-2006。非齿侧车轮压装后要求车轮内侧轮毂面与抱轴箱端部轴领端面密贴，即非齿侧车轮压装合格后不能再进行调整，故在车轮压装时首先压装非齿侧车轮，再压装齿侧车轮，该轮对压装主要工艺难点有：
（1）压装后保证非齿侧车轮与轴领端面须密贴。
（2）轮对内侧距与轮位差的控制。
3.2非齿侧车轮压装工艺方法验证
为保证非齿侧车轮与轴领端面紧密贴合，我们验证了两种非齿侧车轮压装的工艺方法：
方法一：按预设程序进行压装。操作者时刻注意观察压装曲线，在压装将近完成时一旦观察到压装曲线压力值瞬间升起，立即启动急停按钮，完成压装。然后通过使用百分表横向进行抱轴箱轴承游隙复测（见图4），根据测量结果配磨并更换调整垫，保证抱轴承游隙值与压装前一致。
方法二：修正压装程序参数，控制非齿侧车轮压装至距轴领约1mm-2mm时停止。注高压油调整车轮位置使其内侧轮毂面与轴领密贴，使用塞尺测量该位置间隙是否合格，然后通过使用百分表横向进行抱轴箱轴承游隙复测。
验证结果对比如下：
综上，决定采用方法二进行非齿侧车轮压装。在此基础上，我们验证了两种预压装（距最终压装位置约1-2mm间隙）后保证非齿侧车轮与轴领密贴的工艺方法：
（1）非齿侧车轮预压装完成后，轮对立式放置于地坑上，非齿侧车轮在上方。使用高压油泵通过非齿侧车轮注油孔注油，当高压油从车轮两侧均匀溢出时，车轮在自身重力作用下落下并贴死轴领端面，可听到较明显碰撞声响，使用塞尺检查非齿侧车轮与轴领端面间隙，合格；检查抱轴箱转动灵活，复测轴承游隙值，较之前数值一致。
（2）非齿侧车轮预压装完成后，控制压装机输送小车向内移动至压装位置。将非齿侧端设备摆锤打起，调整轮对角度使注油嘴朝里侧，确保车轮与虎口接触时注油嘴不与压头发生干涉。注高压油，利用设备工进按钮对车轮施加较小压力，从而使其与轴领密贴。调整完成后，使用塞尺检查非齿侧车轮与轴领端面间隙，合格；检查抱轴箱转动灵活，复测轴承游隙值，较之前数值一致。
上述两种方式均可实现非齿侧车轮与轴领的密贴，基于加快工序节拍以及减轻操作员工劳动强度的考虑，我们采取了在压装机上水平进行调整的方式，即后一种工艺方法。
3.3内侧距与轮对差的控制
非齿侧车轮内侧轮毂面与轴领须密贴，因此在轮对压装时首先压装非齿侧车轮，在确保密贴后，压装齿侧车轮。轮对内侧距（987±1mm）以及轮位差（≤1mm）的控制只能依靠调节齿侧车轮位置来保证。
在轮对试压装时，两侧车轮压装完成后，测量其内侧距为989.50mm，设计要求为986mm-988mm，超差较大。测量车轮轮位差，非齿侧轴端距车轮外侧轮毂面距离为289.7mm，齒侧轴端距车轮外侧轮毂面距离为290.0mm，轮位差为0.3mm。
此时，由于非齿侧车轮已与轴领端面紧密贴合，只能注高压油向内侧调整齿侧车轮位置，至少需调整1.5mm，轮位差变为1.8mm，超差较多。
经过与设计人员进行讨论，我们提出了三种改进思路：
（1）调整（增大）齿轮毂定位尺寸（1285±0.2mm），使抱轴箱组装整体轴向向齿侧方向移动，从而增大非齿侧轴端距车轮外侧轮毂面距离。
（2）减小车轮轮毂孔厚度。
（3）减小抱轴箱组装调整垫厚度。
从优化的可行性、可靠性方面考虑，最终采用了减小抱轴箱调整垫厚度的方式：通过安装较薄的调整垫，控制轴领组装后车轴端面距轴领端面定位尺寸在470.5±0.3mm范围内。经过组装验证，该方式可行，轮对压装后内侧距与轮位差均可达到设计要求。
4.结束语
通过对南非SA22E型轮对压装工艺进行充分的分析、验证，制定了有效的措施保证了轮对压装满足设计规范要求，为后续同类型机车轮对压装的制造积累了经验。南非SA22E电力机车项目是公司与南非TE公司双方友好合作的继续和深化，将进一步促进南非轨道交通产业链企业发展，增进南非本地工业化能力，为后续建立全方位的合作伙伴关系、建立更广泛的合作奠定了良好基础。 [科]