加改型旧轮箍加垫工艺设计的方案构想.doc

加改型旧轮箍加垫工艺设计的方案构想摘 要 本文提出了影响加改型轮箍加垫顺利实施的困难工艺原因及解决技术措施，规范了尺寸配合数据的计算程序及公式，旧轮箍保留与否筛选工艺，以及加改型轮箍加垫施工图纸。关键词 机车 运输 安全 资源 节约1 问题的提出轮箍加装扣环改造是部定机车提速安全保障措施之一1。当轮箍发生松缓，轮箍相对于轮辋向轴端发生横向移动时，由于扣环卡装在轮箍槽中，阻挡横向相对移动趋势，保证车轮内侧距在允许范围内发生变化，扣环起到了安全止挡轮箍的凸出作用，防止机车与钢轨之间的轮轨配合尺寸超越安全限度，为铁路运输安全发挥了重要作用2。机车轮对在正常磨耗使用的情况下，更换一次原形尺寸的新箍，可以持续使用2个中修期；轮心、齿轮、轮箍使用寿命不可能同时到限，必然出现此长彼短的现象，通过二氧化碳气体保护焊修轮心毂内孔及外圆面，恢复过盈配合量后，轮心、齿轮可以继续发挥其剩余使用寿命2；而加改型轮箍由于受到如下三方面因素的制约，使其成为一次性使用产品，原箍原辋过盈配合符合轮对检修工艺标准要求的概率极小；旧箍储备需要占用大量的生产场地；没有可行的技术工艺指导；没有充分发挥其使用寿命的加改型轮箍只能按废钢铁处理，轮箍资源浪费现象严重，悖离了当今创建节约型社会的国策。如何重新改进设计现有轮箍加改扣环工艺，在确保机车走行部安全的前提下，形成加改型轮箍加垫工艺，充分地利用轮箍特种资源，降低检修成本支出，发挥最大的经济效益。2 存在的问题及原因分析根据现行轮箍加改扣环工艺34要求进行加垫，轮心、轮箍以及垫板镶装之后，后续工步遇到如下两个难题，垫板在扁铲的剪切力作用下，不易被铲断，如图1所示。被铲断存留的垫板必然存留飞边、毛刺，其进入扣环槽后，影响扣环正常地镶嵌入扣环槽，如图2所示。*李元太 兰州铁路局兰州西机务段 工程师 兰州 730050 电话 3734740轮箍加改扣环技术标准要求如下：1、轮心内侧面与轮箍扣环槽下边沿距离不大于0.22mm；通俗地讲，扣环槽下边缘与轮辋上侧面几乎平齐，在垫板被铲切的过程中，垫板靠近扣环槽下边缘侧没有阻挡背板的阻力，垫板塑性变形出现折弯，残存飞边及毛刺。正是这项技术数据范围公差带太窄，没有给二次利用轮箍加垫预留加工余量，引起了上述第1项生产难题，后续工步中出现第2项生产难题，由此不能满足如下技术标准：“扣环与扣环槽两侧间隙之和不大于0.5mm”。为了解决上述矛盾，应加宽扣环槽下边缘与轮辋侧面之间的偏差公差带，建议偏差公差带范围为23mm；轮箍加垫的多年实践经验证明，走行安全、轮对检修质量、轮箍资源有效利用是可以兼顾的，同时加装扣环为轮箍异常松缓提供预防性技术措施。3 加改型旧轮箍加垫的工艺方案3.1 加改型旧轮箍加装垫板的工作原理在全面掌握分体轮对结构各部尺寸之间的关联关系、轮箍热塑性系数、具体作业工作要领的前提下，为了保证两配合面之间的静摩擦力均匀、适宜，对配合面的基本尺寸和形位公差如圆度、圆柱度、粗糙度，以及垫板的、外观状态、厚度、层数、间隔距离均做出了明确要求；当轮辋外径面与轮箍内径面过盈配合量不能满足段规相关规定的情况下，通过在两个配合面之间加装适当厚度的冷轧钢质垫板，使之满足相关规定。3.2 加改型旧轮箍加垫工艺设计的关键控制内容在机车轮箍加改扣环工艺和轮箍加垫工艺的基础上，轮箍过盈量、内侧距等基本技术参数保持不变；工艺关键点包括如下内容：按照规范的程序进行选取材料，基本尺寸及形位公差检测，优化计算公式，数据计算、传递、校核，以及必要的机械加工；为了满足铲垫工步的特殊要求，适量地加宽扣环槽下边缘与轮辋侧面之间的偏差公差带，建议偏差公差带范围为23mm；这样，热装加垫轮箍冷缩后，为铲除多余的垫板预留了一定宽度的砧板，同时，可以杜绝垫板边缘残存的飞边、毛刺进入扣环槽，确保了加装扣环及后续工步的正常进行。4 部分基本尺寸及形位公差的计算优化公式4.1 加垫前，筛选轮箍计算公式为保证轮对镟轮精加工后，轮径达到同台车技术要求，应用下列经验公式进行筛选轮箍：H=H1H22.534H3(3H4)H-镟轮后，理论计算轮箍厚度值（mm）; H1-待选轮箍厚度测量值（mm）;H2-待选踏面磨耗深度测量值（mm）;H3-待选轮缘厚度测量值（mm）；H4-待选轮缘垂直磨耗测量值（mm）。4.2 待配轮对轮箍内侧距离测算公式S1=S2-(H5+1+ H6+2)+H7S1-轮箍内侧距离(mm)；若单侧轮箍加垫，S1取值为13480-1mm；若双侧轮箍加垫，S1取值为13460+1mm。S2-轮辋外侧距离(mm);H5-左侧轮箍内径面深度(mm);1-左侧轮箍内挡厚度计划镟削量(mm);H6-右侧轮箍内径面深度(mm);2-右侧轮箍内挡厚度计划镟削量;H7-轮箍热塑性系数，直接影响轮对内侧距变化，随着轮箍类型、加垫轮箍单双侧发生变化，因此，该数据根据长期实践经验统计所得，并推荐如下：电力轮对：若单侧轮箍加垫,H5取值为11.2mm;若双侧轮箍加垫, H5取值为1.82mm。内燃轮对：若单侧轮箍加垫, H5取值为1.21.5mm;若双侧轮箍加垫, H5取值为2.53mm。4.3 轮箍内挡镟削量测算公式1-2=1-2-轮位差(mm);1 -左侧轮辋外侧面至左轴头端面的距离(mm);2 -右侧轮辋外侧面至右轴头端面的距离(mm);1、2 的取值兼顾考虑轮位差、轮箍宽度、轮箍扣环槽挡边厚度、轮箍内侧距离。4.4 钢质垫板厚度、长度计算公式为了保证加垫工作顺利实施，准备0.3、0.35、0.4、0.45、 1.45、1.5mm各种规格的钢质垫板。4.4.1 垫板厚度计算公式如下： H8=1.5(辋箍)/2H8-选取的垫板厚度值箍-轮箍内径平均值辋-轮辋外径平均值4.4.2垫板长度计算公式如下：L=箍/38L-垫板长度-圆周率，取值为3.14箍-轮箍内径平均值5 加改型轮箍去留工艺方案的比较分析对于具有剩余使用寿命需要保留的轮箍，解体扣环采用冷切法；对于无需保留的轮箍，解体扣环采用热割法；冷切法，通过手工剪切扣环接头熔焊体，对扣环施加外力克服圆周方向涨紧力，用拽拉的方式把扣环从轮箍槽中取出，费工费时，工艺复杂，施工难度大，能够保证轮箍表面质量，保留再次利用轮箍的关键环节；热割法，用氧气乙炔高温熔化扣环接头熔焊体及部分轮箍，工艺简单，对轮箍具有破坏性，经过此法处理的轮箍，只能按废钢铁处理。6 结束语在机车轮箍加装扣环改造工艺和非提速轮箍加垫工艺的基础上，通过对加改型轮箍内径面深度、轮辋内侧面与扣环内侧面距离、安全止挡尺寸进行了修订完善，给旧箍加垫后的铲垫，加装扣环检修工作预留一定的加工余量，同时满足轮箍过盈量等基本技术参数保持不变的目标；加改型轮箍加垫图纸见图4，这样，可以使加