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【摘 要】 通过查阅文献资料、咨询相关企业检修情况,从理论上分析查找出引起SS4型电力机车轮对压装蹦吨问题的原因,并通过试验验证,找出解决方案,从而解决SS4电力型机车轮对压装蹦吨问题。
【关键词】 蹦吨;压装试验;轮对组装;压力曲线
一、引言
SS4型电力机车是我国第三代电力机车的“领头”产品,也是我公司既有机车检修的主车型之一,轮对作为机车的最重要的关键部件之一,其检修质量水平将严重影响机车检修质量。车间在轮对组装过程中一直存在的轮对压装蹦吨问题,严重影响轮对检修质量、成本及交货期,成为急需解决的技术难题。
二、问题现状
由于SS4型电力机车轮对箱式分体轮心结构特点,决定注油压装方法是最能有效控制SS4型轮对组装质量的组装方法。在注油压装过程中,压力曲线上升不平稳,曲线波动较大,曲线呈锯齿形不规则上升,即产生蹦吨现象。
在TB/T1463《机车轮对组装技术条件》中对轮对注油压装要求压力上升不规则曲线为不合格压装曲线。且轮对压装曲线出现蹦吨现象,压装力剧烈波动,将对行车安全带来巨大威胁。须将车轮、车轴解体重新压装,在多次压装、解体过程中会造成车轴、车轮拉伤及部件报废,严重影响了轮对检修的质量、成本及交货期,SS4型电力机车轮对组装工序已成为机车检修的瓶颈工序,亟待解决。
三、分析查找蹦吨原因
(一)SS4型轮对组装工艺简介
SS4型轮对组装使用350t压力机进行注油压装,压装时,装配表面均匀涂抹一层植物油,车轴固定不动,压力机活塞推动车轮装配前进,前进至轮心油槽位置时注入高压油,保证压装时配合面之间存在油膜,保证压装质量,前进至工艺尺寸,停止注油及压装。
(二)蹦吨原因分析
SS4型轮对注油压装出现蹦吨现象,可以明显观察到压装前进由初始的匀速前进变为时停时进的间断前进,并发出较大震声,表现在压力曲线上即为上升所示的锯齿形不规则抖动上升,即压装时出现了爬行现象。
通过查阅了关于轮对压装的文献资料得知,轮对组装过程中出现蹦吨时,压装力的变化很不均匀,此时动、静摩擦系数存在差异,轮、轴配合表面处于边界和混合摩擦状态,使轮对组装运动容易产生爬行现象,导致压装蹦吨;造成该配合状态的主要因素有:1、轮、轴的表面状态。2、轮、轴的配合尺寸(主要为过盈量)。
四、解决方案及试验验证
通过上述理论分析,找到了影响SS4型轮对压装产生蹦吨现象的理论因素,为了找到相应的解决方案,车间针对主要因素分别进行了压装试验验证,分析试验结果,找到了相应的解决方案。
(一)压装试验验证
1.轮、轴过盈量验证
根据TB/T1463《机车轮对组装技术条件》,SS4型轮对轮、轴组装过盈量为轮座直径的0.8‰—1.2‰,计算为0.18—0.27mm。為了验证过盈量的大小对轮对压装的影响,将过盈量分为下差、中差、上差三个范围进行加工控制。
统计试验统计数据分析,轮、轴过盈量的大小对SS4型轮对注油压装发生蹦吨现象有一定的影响,但不是主要影响因素,为了保证轮、轴的配合质量及降低对蹦吨的影响,可以优先选取中差范围内的过盈量即0.22-0.25mm。
2.轮、轴尺寸精度验证
SS4型轮对图纸要求车轴轮座圆度及圆柱度为0.05mm,轮心图纸要求轮心内孔圆度及圆柱度为0.03mm,大端在内侧。试验验证轮、轴尺寸精度对SS4型轮对注油压装质量影响。
统计试验统计数据分析轮、轴的尺寸精度(形位公差)在满足图纸要求的范围内,SS4型轮对进行注油压装时,发生蹦吨现象是随机的。即轮、轴的不是造成轮对压装蹦吨的主要原因,满足图纸加工要求即可。
3.轮、轴表面状态验证
轮、轴的表面状态主要与轮、轴的材质、表面硬度、粗糙度有关,其中表面硬度、粗糙度取决于所选择的加工方式。对采用磨削加工及车削后强化滚压两种加工方式加工的车轴轮座,车轴表面硬度、粗糙度进行试验验证。对车轴采用车削加工后滚压的加工方式,使用粗糙度测量仪及硬度计测量获得车轴轮座加工后的表面质量,并进行SS4型轮对压装试验验证数据。
通过上述试验数据统计,对比分析可知,车轴的表面质量尤其是表面硬度是影响SS4型轮对压装蹦吨的重要原因。
(二)解决方案
根据以上试验验证过程总结为了提升SS4型轮对压装质量,避免压装是出现蹦吨现象,制定了如下解决方案。
1.SS4型轮对车轴加工方式选择为磨削加工方式,以提升车轴轮座表面质量,降低轮座表面硬度;
2.SS4型轮对,轮、轴组装过盈量按照TB/T《机车轮对组装技术条件》要求,优先选取中差0.22—0.25mm的范围;
通过以上措施的实施,彻底解决了SS4型轮对压装蹦吨问题,提升了SS4型轮对组装质量,效果显著。
五、结论
对于SS4型轮对压装蹦吨现象,从理论上是一个复杂的摩擦自激振动现象,我们通过实践中的试验验证,找到了一直困扰车间SS4型轮对组装蹦吨问题的解决方案。保证了轮对压装的质量、合格率及轮对交货期,并取得良好的经济效益。
参考文献:
[1] 刘秩勋.车辆轮对组装中跳吨现象的分析[J].机车车辆工艺,2000年1期:37-39.
[2] TB/T1463《机车轮对组装技术条件》中华人民共和国铁道部发
[3] 张有松.《韶山4型电力机车》[M].北京:中国铁道出版社,2001.11
【关键词】 蹦吨;压装试验;轮对组装;压力曲线
一、引言
SS4型电力机车是我国第三代电力机车的“领头”产品,也是我公司既有机车检修的主车型之一,轮对作为机车的最重要的关键部件之一,其检修质量水平将严重影响机车检修质量。车间在轮对组装过程中一直存在的轮对压装蹦吨问题,严重影响轮对检修质量、成本及交货期,成为急需解决的技术难题。
二、问题现状
由于SS4型电力机车轮对箱式分体轮心结构特点,决定注油压装方法是最能有效控制SS4型轮对组装质量的组装方法。在注油压装过程中,压力曲线上升不平稳,曲线波动较大,曲线呈锯齿形不规则上升,即产生蹦吨现象。
在TB/T1463《机车轮对组装技术条件》中对轮对注油压装要求压力上升不规则曲线为不合格压装曲线。且轮对压装曲线出现蹦吨现象,压装力剧烈波动,将对行车安全带来巨大威胁。须将车轮、车轴解体重新压装,在多次压装、解体过程中会造成车轴、车轮拉伤及部件报废,严重影响了轮对检修的质量、成本及交货期,SS4型电力机车轮对组装工序已成为机车检修的瓶颈工序,亟待解决。
三、分析查找蹦吨原因
(一)SS4型轮对组装工艺简介
SS4型轮对组装使用350t压力机进行注油压装,压装时,装配表面均匀涂抹一层植物油,车轴固定不动,压力机活塞推动车轮装配前进,前进至轮心油槽位置时注入高压油,保证压装时配合面之间存在油膜,保证压装质量,前进至工艺尺寸,停止注油及压装。
(二)蹦吨原因分析
SS4型轮对注油压装出现蹦吨现象,可以明显观察到压装前进由初始的匀速前进变为时停时进的间断前进,并发出较大震声,表现在压力曲线上即为上升所示的锯齿形不规则抖动上升,即压装时出现了爬行现象。
通过查阅了关于轮对压装的文献资料得知,轮对组装过程中出现蹦吨时,压装力的变化很不均匀,此时动、静摩擦系数存在差异,轮、轴配合表面处于边界和混合摩擦状态,使轮对组装运动容易产生爬行现象,导致压装蹦吨;造成该配合状态的主要因素有:1、轮、轴的表面状态。2、轮、轴的配合尺寸(主要为过盈量)。
四、解决方案及试验验证
通过上述理论分析,找到了影响SS4型轮对压装产生蹦吨现象的理论因素,为了找到相应的解决方案,车间针对主要因素分别进行了压装试验验证,分析试验结果,找到了相应的解决方案。
(一)压装试验验证
1.轮、轴过盈量验证
根据TB/T1463《机车轮对组装技术条件》,SS4型轮对轮、轴组装过盈量为轮座直径的0.8‰—1.2‰,计算为0.18—0.27mm。為了验证过盈量的大小对轮对压装的影响,将过盈量分为下差、中差、上差三个范围进行加工控制。
统计试验统计数据分析,轮、轴过盈量的大小对SS4型轮对注油压装发生蹦吨现象有一定的影响,但不是主要影响因素,为了保证轮、轴的配合质量及降低对蹦吨的影响,可以优先选取中差范围内的过盈量即0.22-0.25mm。
2.轮、轴尺寸精度验证
SS4型轮对图纸要求车轴轮座圆度及圆柱度为0.05mm,轮心图纸要求轮心内孔圆度及圆柱度为0.03mm,大端在内侧。试验验证轮、轴尺寸精度对SS4型轮对注油压装质量影响。
统计试验统计数据分析轮、轴的尺寸精度(形位公差)在满足图纸要求的范围内,SS4型轮对进行注油压装时,发生蹦吨现象是随机的。即轮、轴的不是造成轮对压装蹦吨的主要原因,满足图纸加工要求即可。
3.轮、轴表面状态验证
轮、轴的表面状态主要与轮、轴的材质、表面硬度、粗糙度有关,其中表面硬度、粗糙度取决于所选择的加工方式。对采用磨削加工及车削后强化滚压两种加工方式加工的车轴轮座,车轴表面硬度、粗糙度进行试验验证。对车轴采用车削加工后滚压的加工方式,使用粗糙度测量仪及硬度计测量获得车轴轮座加工后的表面质量,并进行SS4型轮对压装试验验证数据。
通过上述试验数据统计,对比分析可知,车轴的表面质量尤其是表面硬度是影响SS4型轮对压装蹦吨的重要原因。
(二)解决方案
根据以上试验验证过程总结为了提升SS4型轮对压装质量,避免压装是出现蹦吨现象,制定了如下解决方案。
1.SS4型轮对车轴加工方式选择为磨削加工方式,以提升车轴轮座表面质量,降低轮座表面硬度;
2.SS4型轮对,轮、轴组装过盈量按照TB/T《机车轮对组装技术条件》要求,优先选取中差0.22—0.25mm的范围;
通过以上措施的实施,彻底解决了SS4型轮对压装蹦吨问题,提升了SS4型轮对组装质量,效果显著。
五、结论
对于SS4型轮对压装蹦吨现象,从理论上是一个复杂的摩擦自激振动现象,我们通过实践中的试验验证,找到了一直困扰车间SS4型轮对组装蹦吨问题的解决方案。保证了轮对压装的质量、合格率及轮对交货期,并取得良好的经济效益。
参考文献:
[1] 刘秩勋.车辆轮对组装中跳吨现象的分析[J].机车车辆工艺,2000年1期:37-39.
[2] TB/T1463《机车轮对组装技术条件》中华人民共和国铁道部发
[3] 张有松.《韶山4型电力机车》[M].北京:中国铁道出版社,2001.11