改进鱼雷型混铁车车轮旋修工艺
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摘 要：介绍了鱼雷型混铁车车轮踏面磨损的原因，提出了轮对旋修工艺对车辆行车安全的重要性，说明了车轮旋修工艺的现状。结合实际情况分析，在车轮车床卡爪结构和设备功能方面存在问题，并提出了改进方法。
关键词：鱼雷型混铁车;轮缘踏面;磨损;旋修
车轮不仅承受轮轨间的垂向、横向动作用力和摩擦力，而且还承受踏面制动时的热负荷，具有载重、导向、传递制动力和牵引力的功能。在运行中，车辆车轮与钢轨接触部分承受很大的压力和冲击力，其接触表面产生弹性变形和很大的接触应力，左右两轮以不同直径在钢轨上滚动，使车轮磨耗，弯道时磨耗更大。车轮轮缘踏面磨损后要通过旋修作业切削加工。轮对旋修工艺对鱼雷型混铁车行车安全具有直接影响，因此研究其改进办法十分必要。
1 现状分析
未退轴的轮对踏面磨耗、擦伤、轮缘磨耗过限及堆焊后，需采用车床对车轮踏面旋修。C8011B车轮车床是切削加工滚动圆最大直径为1100mm车轮轮缘踏面的专用车床。该车床装有两个仿形刀架，同时或单独完成轮缘踏面的模板式电触点仿形切削加工。经过现场调查，车床在加工机总鱼雷型混铁车轮对时，无法带轴箱加工，需先用压力机退下轴箱轴承，然后再加工，导致车轮旋修效率不高。
2 主要原因分析
2.1 原卡爪存在缺陷
由于C8011B车轮车床结构设计所限，在旋修鱼雷型混铁车轮对时，如果带轴箱加工，轴箱外型尺寸大，车床卡爪油缸需外移才能放下，但外移后卡爪的位置超过其极限位置，顶在了轮辋外侧，卡爪无法装夹。
2.2 加工轮型单一
此设备采用模板式电触点仿形切削加工轮缘踏面，只有一种模板用于加工LM磨耗型踏面车轮，导致设备加工轮型单一，不易修改和增加轮型。加工后的车轮精度受模板制造加工误差、仿形装置电触点调整误差的影响较大，并且缺少鱼雷型混铁车车轮专用模板，导致加工后轮对在运行中磨损较大。
3 改进方法
3.1 优化卡爪结构
设计、制作带轴箱加工轮对的车轮车床卡爪。原卡爪裝夹对应面长20mm，如装夹鱼雷型混铁车轮对，长度需增至45mm。另外，增加长度后有20mm长度悬于套筒端部外，在卡爪固定好轮对后，由于装夹对应面截面尺寸为65mm×15mm，截面宽度偏小，在装夹压力的作用下，卡爪容易弯曲变形，为了防止变形，需加长截面宽度至25mm。为了使卡爪面与套筒外壁贴合，将贴合面设计为115°斜面，这样套筒承受大部分压应力，装夹牢固，加工稳定。当加工轮缘较薄的轮对时，卡爪端面会阻碍车刀加工，在端面设计5mm×5mm进刀槽，车刀可伸入加工，加大了轮对旋修工艺范围。
制作、使用新卡爪装夹鱼雷型混铁车带轴箱轮对，效果良好，安装牢固，试旋修加工过程安全平稳。
3.2 使用新型轮缘踏面模板
原模板是根据LM磨耗型轮缘踏面设计制作的，用它加工鱼雷型混铁车轮对轮缘容易磨损，LM型模板不适合加工鱼雷型混铁车轮对轮缘踏面。经过研究后，决定根据机车JM3型轮缘踏面设计新型模板，专用于加工鱼雷型混铁车车轮。
将AB圆弧半径11mm增大至14mm，与钢轨轨头圆弧13mm更匹配，有效减少踏面磨损。BC部分原采用半径500mm圆弧与相邻线的半径220mm圆弧连接，现设计为半径450mm圆弧连接半径250mm圆弧，使轮轨之间成单点接触，又减少了踏面旋削量，使车轮通过道岔时安全的从翼轨过渡到岔口。其中，半径14mm圆弧尺寸必须保证，所以加工后的轮缘厚度小于34mm。
使用新型模板加工260t鱼雷型混铁车轮对，经半年运用后，对其轮缘厚度进行现场测量，经数据分析，轮缘磨损量平均减少1.182mm，减缓了车轮踏面磨损程度。
3.3 提高车轮踏面旋修质量
规范作业流程，严把质量关。根据冶金车辆检修规程车轮检修技术要求，车轮旋修后用模板检查，轮缘内外侧和踏面部分与样板的间隙应各不超过0.5㎜，轮缘顶点与模板的间隙不超过1㎜;如因轮缘旋至原型而轮毂、轮辋厚度不足，其轮缘厚允许按限度旋削。未经堆焊的轮缘，旋修后距顶点15㎜内允许留有宽不超过5㎜的残沟。旋修后车轮踏面表面粗糙度须达到25μm。
4 结论
在包钢现有铁道车辆车轮踏面旋修的基础上，研究鱼雷型混铁车车轮旋修工艺的改进方法。从车轮车床结构及其加工功能方面，分析了车轮旋修作业中存在的主要问题，并通过优化设备卡爪，使用新型轮缘踏面模板，提高车轮旋修质量的方法改进车轮旋修工艺，有效的提高了旋修作业效率，减缓了车轮踏面磨损。
参考文献：
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作者简介：孙晓丽（1986-），女，汉族，内蒙古包头人，本科，工程师，研究方向：铁道车辆。
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