关于铁路货车滚动轴承压装曲线初始端“起尖”问题的浅析

李国伟

摘 要：RE2B轮对在压装353130B轴承时压装曲线初始端经常会出现“起尖”问题。本文针对轴承压装曲线初始端的起尖问题，从轴承与车轴的硬度比较、轴承压装对中找正、轴承压装过盈量、轴承与轮对接触时的液压冲击以及各个轴承造修工厂的新造轴承比较等几个方面进行了原因分析；并对轴承压装初始端起尖大小对轴承压装质量的影响程度和控制措施进行了分析和论述。

关键词：RE2B轮对；轴承；压力曲线；问题；分析

中图分类号： U279 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）11-165-2

1 “起尖”现象及相关情况介绍

1.1 “起尖”现象

从2006年开始，由于铁路产品升级换代，铁路货车由之前的21吨轴重增加为25吨轴重，车轴轴型也由RD2向RE2B转变过度。但随着轴型的转变，同时暴露出新的问题。在轴承压装时，尤其是在压装RE2B型车轴所用轴承时，《滚动轴承压装位移—压力参数曲线》有时会出现“起尖”问题。

“起尖”现象是指《滚动轴承压装位移—压力参数曲线》中在轴承开始接触到车轴时，压力值出现突然增大，并且高于其后的正常压力值的现象。起尖位置和形状示意见图1

RD2型轮对压装轴承时也会出现“起尖”问题，但起尖吨位很小，而且只是个别现象，不像RE2B型轮对组装353130B型轴承普遍。RE2A轮轴目前新造已经不再生产，检修数量也很少，而且轴承压装情况与RE2B轮轴轴承压装情况相同，故在此不再单独述说

1.2 技术标准

对于轴承压装曲线，中国铁路总公司现行技术条件《铁路货车轮轴组装检修及管理规则》（注：《关于印发<铁路货车轮轴组装、检修及管理规则>的通知》（铁运[2007]98号））中的4.9.2.10规定：轴承的压装力及终止贴合压力须符合规定限度（见附表1-3），并保压3s-5s。

《铁路货车轮轴组装检修及管理规则》中对于货车轴承压装过程曲线的形状和走势未进行明确，对于压装曲线“起尖”问题并未解释说明。压装合格与否主要依据是轴承压装力、贴合压力及贴合时间来进行判定，只有在欠压、超压、贴合力不符时才判定结果为不合格，其他情况均为合格，标准不明确，这给现场检验工作带来了一定的困难。

1.3 “起尖”对轴承压装质量的影响

对于现场RE2B轴承压装中《滚动轴承压装位移—压力参数曲线》“起尖”高于68.6kN的轴承，组织进行退卸后检查轴承内圈和轴颈表面，均没有发现任何划伤、擦伤痕迹，车轴轴颈及轴承内径表面均状态良好（其中68.6kN为《铁路货车轮轴组装检修及管理规则》中规定的RE2B轴承最小压装力）。而且原轴承与原轮对再次重新压装时均不再出现《滚动轴承压装位移—压力参数曲线》“起尖”问题，这说明《滚动轴承压装位移—压力参数曲线》“起尖”问题只是由于压装时轴承压装机对轴承压装力的实时反应，并不能够完全代表压装质量问题。

所以“起尖”问题只是轴承在压装过程中微观原因造成的宏观表现，并不会对轴承压装质量产生任何影响。

2 “起尖”原因分析

对于《滚动轴承压装位移—压力参数曲线》中出现的“起尖”的问题，从以下几个方面进行了分析。

2.1 轴承内圈与车轴的材质硬度比较

轴承内圈的材质为渗碳轴承钢（G20CrNi2MoA），RE2B车轴材质为50钢，RD2车轴材质多数为40钢。三者的硬度分别为：渗碳轴承钢硬度为217HB，50钢车轴的硬度为207HB，40钢车轴的硬度为187HB。由于50钢和渗碳轴承钢（G20CrNi2MoA）两者之间硬度相差不大，并且都属于材质较硬的钢材，所以两硬度相同的硬金属相接触时需要克服彼此很大的金属变形所产生的力，因此《滚动轴承压装位移—压力参数曲线》中 “起尖”问题较明显。而RD2车轴的材质为40钢，材质较50钢车轴和轴承内圈较软，故在RD2型车轴压装轴承时基本都是车轴产生的变形，因此《滚动轴承压装位移—压力参数曲线》中 “起尖”问题不明显。

2.2 轴承与轴颈压装时过程分析

2.2.1 轴承自行找正的因素

轴承压装机在压装轴承时为使轴承中心与车轴的中心线在同一条线上，保障轴承顺畅压装。轴承导向套，在轴承压装机液压伸出部位，从而避免了在轴承压装时出现轴承中心线与车轴中心线严重偏离进而导致轴承压溃的问题。

但RE2B车轴的轴颈直径为150+0.068 +0.020mm，导向套直径为φ149mm，两者之间为间隙配合（导向套直径设计的比车轴直径小，主要是为了便于轴承能够顺利引入倒套）。导向套直径小于车轴轴颈直径，两者之间的直径差大约在1mm左右。这样轴承在套入倒套后的轴承中心线与车轴的中心线上下高度差为0.5mm左右

由于轴承压装过程中轴承与车轴能够实现自动找正，因此0.5mm的偏差不会对轴承及车轴造成任何质量上的影响。但是由于轴承和车轴中心线之间存在0.5mm的偏差，从而导致在轴承在刚刚接触到车轴时，需要有一定的外力来实现轴承与车轴的自动找正，这部分找正所需要的作用力也成为《滚动轴承压装位移—压力参数曲线》中 “起尖”问题的原因之一。

2.2.2 车轴轴颈进入轴承时过盈量因素

轴承内圈外侧部位为倒角过度，现场测量倒角宽度为5±1mm，倒角的深度为1.5±0.5mm，车轴轴颈前端为倒角过度，图纸显示RE2B车轴倒角宽度为5±1mm，倒角深度为1mm。两者之间宽度相同，深度相差无几。

车轴与轴承之间为过盈配合，353130B型轴承内圈内径尺寸为150+0.008 -0.033mm，RE2B车轴轴颈段修直径为150+0.068 +0.020mm，内圈与轴颈配合过盈量为0.051～0.101mm。车轴与轴承又是通过冷压装进行组装，故在压装过程中，由于过盈量（以及包括之前分析的车轴与轴承中心线不共线的原因）的存在，所以在压装时轴承与车轴之间首先接触的部位为车轴和轴承的倒角部位，车轴与轴承之间除摩擦力和过盈量产生的力之外，还需要克服两者之间倒角部位接触时产生的横向压力才能过顺利压装，所以在两部位倒角接触时的所承受的压力较大。进而造成《滚动轴承压装位移—压力参数曲线》的“起尖”问题产生。

2.3 轴颈表面处理不彻底

轴颈表面有绣皮、氧化层、杂质未彻底清除，在轴承压入初始阶段需克服更大的摩擦力，从而造成《滚动轴承压装位移—压力参数曲线》的“起尖”问题产生。

2.4 轴承与轮对压装时液压冲击因素

轴承压装机开始进行轴承压装时，轴承随导向套一同运动。在轴承与轴颈刚接触的瞬间由于轴承密封装置存在一定的弹性，导致在刚接触的时刻轴承与车轴之间速度出现非匀速变化。

由于一定的质量的运动物体存在惯性，而且速度的非匀速变化需要有外作用力才能够实现。所以简言之，轴承在与轴颈接触时会发生液压冲击，导致此时压力传感器接受的力较大，因此出现《滚动轴承压装位移—压力参数曲线》的“起尖”问题产生。

3 建议和措施

①每日开工前进行轴承压装机日常性能校验，由工作者、工长、质检员、验收员共同参加，比较压力表折合压力与计算机示值的差值（小于10kN），参加人员确认合格并签章后，方可开工。轴承压装过程中，发生设备故障时，须立即停止压装，设备故障修复后须重新进行轴承压装机日常性能校验，确认合格后方可开工作业。

②轴承压装前需认真检查轴颈除锈是否彻底，确认轴颈表面无油污、灰尘、绣皮、氧化层等杂质附着。并在轴颈上均匀涂抹厚度不低于1mm的Ⅱ号防锈极压锂基脂。

③对于大修轴承增加内圈圆弧的检查，出现轴承造修问题时及时向轴承造修工厂进行反馈，以促进轴承检修质量得到进一步改进。除此之外，在轴承压装间之前使用00号砂布对待压装的轮对轴颈前端倒角部位进行打磨。

④对于压装“起尖”的吨位超过68.6kN的压装轮轴，对轴承进行退卸，检查轴承、轴径无质量问题后再重新进行选配压装。

4 结束语

综上所述，虽然货车轴承压装曲线初始端“起尖”问题是不可避免的，但只要是措施得当还是可以把不合格率控制在较低的程度，满足铁路货车轮对轴承要求，进而提高压装的合格率，提高检修效率，确保轴承压装质量。