铁路货车等级轴承一般检修工艺的设计

沈孝君

（常州轻工职业技术学院 机械工程系，江苏 常州 213164）

1 检修工艺流程

352226X2-2RZ型滚动轴承分为2个等级，即原型352226X2-2RZ和第1等级352226X2D1-2RZ轴承（简称D1等级轴承）。铁道部铁运［2007］98号文《铁路货车轮轴组装、检修及管理规则》中，352226X2-2RZ型滚动轴承的内圈内径和密封座内径尺寸一般检修限度如表1所示［1］。

表1 352226X2-2RZ型滚动轴承一般检修限度

铁路货车轴承一般检修时，等级轴承零件的几何尺寸（表1所列尺寸除外）、表面精度及轴承零件缺陷的检修技术要求均与其原型轴承检修要求相同，因而等级轴承的检修工艺可参考成熟的原型轴承检修工艺。设计的等级轴承的一般检修工艺流程为：等级轴承压退→脱脂、清洗→轴承分解及编号→外观缺陷分解检查→外圈探伤→零件尺寸检测→缺陷手工修磨→轴向自由游隙测定（选配中隔圈）→合套轴承检查验收→二次清洗、烘干→注脂及匀脂→密封罩选配组装→扭矩检查→选配密封座及组装→轴承包装做等级标记→送轴承压装间→与等级轴颈测量选配→与等级轴颈压装→前盖组装→轴承磨合试验→检查验收。

2 检修工艺分析

由于等级轴承与原型轴承相比只是在内圈内径尺寸及密封座内径尺寸上有变化，因此，根据上述工艺流程，只需着重分析等级轴承内圈与密封座内径尺寸检测、轴向自由游隙测定、注脂及等级轴承与等级车轴轴颈的压装工序，并求出最佳工艺方案。

2.1 内圈与密封座内径尺寸的检测

原型352226X2-2RZ轴承内圈内径及密封座内径尺寸是在D925和D724轴承检测仪上，利用扇形比较仪及内径标准件通过比较测量得出的。若在原型轴承检测仪上测量D1等级轴承内圈内径及密封座内径尺寸，测量结果有一定的误差。误差值的计算如图1所示（为便于分析，忽略轴承内圈内径公差尺寸）。

图1 D1等级轴承内圈内径测量误差计算图

图1中，A，B两点为轴承检测仪的固定支点；E为轴承检测仪活动支点；O为原型轴承内圈圆心；O1为D1等级轴承内圈圆心；AE为Φ130 mm原型轴承内圈内径；AE1为D1等级轴承内径测量值；CD为D1等级轴承内径实际值。CD值与AE1值之差即为检测误差。

由图1可知：

所以，AE1＝2×AO3＝2×64.749＝129.498 mm，即所测D1等级轴承的内圈内径值比实际尺寸小了0.002 mm。

由以上计算可知，使用现有的Φ130 mm原型轴承检测仪测量等级轴承内圈内径值，测量误差较大。而且在实际测量过程中，还必须依据所测不同等级的轴承，调整扇形比较仪量程，程序较复杂，影响因素多。因此，为确保测量值的准确、可靠，保证货车轴承的检修质量，应重新设计并制作测量等级轴承内圈内径所用的D1内径标准件，再结合2台D925和2台D724检测仪即可实现对等级轴承内圈内经及密封座内径尺寸的准确测量。

2.2 轴向自由游隙的测定

等级轴承轴向自由游隙的测定，即调配等级轴承在自由状态下所具有的最佳轴向游隙值，从而保证轴承处于最佳工作状态，防止轴承热轴、燃轴，延长轴承的使用寿命。现有的原型轴承轴向游隙测量装置内圈定位环尺寸为Φ130-0.15-0.20mm，比等级轴承内圈内径大，无法对等级轴承进行轴向游隙测定。因此，提出对原型轴承轴向游隙测量装置进行改进，以实现D1等级轴承轴向游隙的测量。改进措施为：（1）将原轴向游隙测量装置的定位环由固定连接改为沉头螺钉连接，并设计制作了D1等级轴承定位环，通过更换不同的定位环来满足不同等级轴承轴向游隙测量的需要；（2）将测量表杆由原来的固定连接改成可调式连接，使百分表测点可调，以提高测量精度。

2.3 注脂

铁路货车等级轴承润滑脂的注入是在专用轴承注脂机上完成的。轴承推入注脂工位，注脂头自动下降伸入轴承内圈，填充润滑脂，定量脂注入轴承内腔后，注脂头自动上升。其中，注脂头是实现润滑脂准确、均匀地喷射到轴承内圈组件里的关键执行部件，也是影响等级轴承注脂的关键部件，其结构如图2所示。原注脂头外径为Φ129.5 mm，而D1等级轴承内圈内径公称直径为Φ129.5 mm，因此原注脂头不能直接用于D1等级轴承的注脂。为保证轴承精确定位，同时考虑注脂头能在轴承内圈里顺畅地进入、上抬及密封圈有足够的预压缩量便于密封，现将注脂头外径设计尺寸改为Φ128.5 mm，同时，将注脂头O形密封圈外径增加1 mm。改进后的注脂头进行注脂试验，完全达到设计要求，现已投入正常使用。

图2 轴承注脂头

2.4 D1等级轴承与RD2-D1等级车轴轴颈压装

铁路货车轴承压装时，为了保证轴承压装质量，必须采用配置压力记录仪的固定式轴承压装机压装轴承，其关键部件为压装油缸，压装油缸结构如图3所示。

图3 固定式轴承压装机压装油缸

原型轴承压装时，压装油缸动作为：外径为Φ129.5 mm的引导套向前伸出，穿过Φ130 mm轴承内腔→顶尖顶入车轴中心孔→活塞杆慢速向前推进至轴承压装到位保压5 s→活塞杆后退→引导套后退。为使此压装机能够用于等级轴承的压装，将引导套外径由Φ129.5 mm改为Φ128.5 mm，同时将与引导套配合的活塞杆的相关尺寸进行相应改进，实现了在同一压装机上对2种不同等级轴承的压装，节约了成本。

3 等级轴承检修、压装的工艺管理措施

D1等级轴承在外观上与原型轴承完全一致，在实际检修过程中原型轴承与等级轴承之间很容易混淆及混装。如：若将D1等级轴承与原型RD2车轴进行压装，将会造成轴承及车轴报废，甚至会损坏轴承压装机；若一套等级轴承错装原型密封座，在等级轴承压装过程中，由于轴承内圈的压装力远大于密封座压装力，根本不能从轴承压装曲线、压力表上发现异常情况，造成密封座与车轴轴颈形成间隙配合，使轴承在运转过程中出现“耍圈”现象，可能引起热轴、燃轴，甚至切轴事故，严重危及铁路行车安全。因此，为杜绝等级轴承在检修及压装过程中发生轴承零件混装或轴承与轴颈错压等工艺问题，采取了如下措施：

（1）等级轴承集中检修、压装。将需要检修的等级轴承分类存放，等数量积累到一定值后（如50套）再进行集中检修、压装。

（2）改变等级轴承检修记录簿字体颜色。原型轴承用黑色字体记录，D1等级轴承用红色字体记录，这样使检修员、压装操作者、检查员、验收员形成视觉冲击，从而在思想上和操作过程中自然地引起重视。

（3）等级轴承退卸后，由分解检查员在轴承外圈表面作“D1”等级标记。等级轴承合套组装后在外圈凹槽内加贴红色“D1”标签，并在包装纸上作相应的等级标记。

（4）在等级轴承选配压装前，由操作者和班长共同核对两端密封座与轴承内圈的等级标记是否一致，并确认与之配合的轴颈为同一等级，签字后方可进行压装。

（5）所有的等级轴承及零配件按等级分类，上料上架，单独存放并作标记。

4 结束语

通过对等级轴承检修工艺及工艺装备的设计改进，特别是工艺管理措施的实施，自1996年8月开始等级轴承检修至今，已检修等级轴承近6 000套，其检修、压装质量完全达到铁道部《铁路货车轮轴组装、检修及管理规则》要求，未发生一起等级轴承混装、错装问题，降低了车辆检修成本，确保了铁路行车安全。