康東　李越　楊永偉　范麗

摘 要：在輪軸壓裝時(shí)，相關(guān)單位應(yīng)分析輪軸自身圓柱度、過(guò)盈量等幾何參數(shù)的變化對(duì)產(chǎn)品合格率的影響。本文通過(guò)對(duì)輪軸壓裝整個(gè)過(guò)程中車(chē)輪與車(chē)軸的受力分析，找出有關(guān)輪軸壓裝應(yīng)力曲線的影響因素，同時(shí)針對(duì)這些影響因素提出合理性建議，防止出現(xiàn)曲線末端平直的現(xiàn)象，提高輪軸壓裝的合格率。

關(guān)鍵詞：幾何參數(shù);表面粗糙度;壓裝合格率;壓裝曲線

Abstract： In the wheel pair pressing， the relevant unit should analyze the influence of the change of geometric parameters such as the cylindrical degree and the excess amount of the axle on the product qualification. This paper analyzed the force of the wheel and axle during the whole process of axle pressing， found out the influencing factors of the stress curve of wheel to press， and put forward some reasonable suggestions for these influencing factors， so as to prevent the phenomenon of straight curve end straightening and reducing ton， and improve the pass rate of wheel to pressing.

Keywords： geometric parameters; surface roughness; pass rate of fitting; press-fit curve

隨著礦車(chē)運(yùn)輸向大運(yùn)載量發(fā)展，相關(guān)單位對(duì)礦車(chē)輪對(duì)的安全質(zhì)量等要求越來(lái)越高。對(duì)壓裝過(guò)程進(jìn)行多次調(diào)查發(fā)現(xiàn)，造成礦車(chē)輪軸不合格的主要原因與車(chē)輪與車(chē)軸結(jié)合部位的應(yīng)力分布狀態(tài)以及輪軸壓裝質(zhì)量[1]有關(guān)。因此，相關(guān)單位應(yīng)對(duì)輪軸壓裝時(shí)輪軸結(jié)合位置的受力狀態(tài)與所受壓裝應(yīng)力曲線進(jìn)行研究，分析車(chē)輪和車(chē)軸的幾何參數(shù)對(duì)壓裝合格率的影響，讓相應(yīng)生產(chǎn)廠家改進(jìn)相應(yīng)加工工藝流程，提高輪對(duì)質(zhì)量，提高輪軸壓裝合格率，減少人工成本。

1 輪軸壓裝原理分析

從川煤集團(tuán)的廣旺輪軸車(chē)間采用冷壓裝工藝進(jìn)行輪軸壓裝來(lái)看，輪對(duì)的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程采用基孔制配合，車(chē)軸部位主要采用磨削和滾壓加工，以此得到相應(yīng)要求的尺寸和表面粗糙度，車(chē)輪使用坐標(biāo)鏜床加工輪轂的理想壓裝力曲線如圖1所示，每月合格率達(dá)到98%以上。經(jīng)過(guò)壓裝后，部分輪軸壓裝曲線被判定為不合格的原因主要是曲線末端平直[2]。通過(guò)使用ABAQUS軟件對(duì)輪軸壓裝的壓力曲線進(jìn)行仿真研究[3]，通過(guò)仿真輪軸壓裝的壓裝曲線與實(shí)際生產(chǎn)中得到的結(jié)果相對(duì)比可知，輪軸壓裝應(yīng)力與位移關(guān)系曲線末端的平直現(xiàn)象十分普遍，未超過(guò)《窄軌礦車(chē)輪的技術(shù)條件》（MT 307—92）中的規(guī)定限度。

在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，車(chē)軸被壓入車(chē)輪時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)正向壓力p，同時(shí)，輪軸過(guò)盈配合接觸面會(huì)產(chǎn)生一個(gè)徑向正壓力p1以及正壓力F，二者的關(guān)系如圖2所示。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)采集的輪軸壓裝曲線（見(jiàn)圖3）可以發(fā)現(xiàn)，在壓裝過(guò)程中，壓裝應(yīng)力隨壓入長(zhǎng)度增加而增加，且曲線在前面一部分始終保持斜直線，而在后面一部分，隨著壓入長(zhǎng)度的增加，斜率開(kāi)始慢慢減小為0，曲線末端呈現(xiàn)出一種平直的趨勢(shì)。由于輪軸車(chē)間采用冷壓裝，壓裝過(guò)程中孔和軸材料質(zhì)地可以看成不變，同時(shí)摩擦因數(shù)與彈性模量變化微小，可認(rèn)為二者對(duì)壓裝力的影響特別小，可忽略不計(jì)，因此，車(chē)軸與輪轂孔的過(guò)盈配合時(shí)，由接觸面變化引起的過(guò)盈量比發(fā)生改變就成為影響壓裝力變化的重要因素。

通過(guò)相關(guān)彈性力學(xué)理論可知，在孔與軸的過(guò)盈配合過(guò)程中，空心孔壁的厚度對(duì)過(guò)盈配合后的接觸面應(yīng)力分布有一定影響[4]。結(jié)合輪轂的結(jié)構(gòu)與公式（2）可知，在壓入過(guò)程中，隨著接觸面長(zhǎng)度增加，摩擦因數(shù)、彈性模量K等的變化十分微小，可忽略不計(jì)，但在壓裝過(guò)后，輪轂壁變薄致使過(guò)盈量比相應(yīng)減小，這是造成整個(gè)壓裝應(yīng)力曲線斜率發(fā)生改變的主要原因。

2 輪軸壓裝的生產(chǎn)建議

通過(guò)對(duì)輪軸壓裝的過(guò)程進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，壓裝應(yīng)力與壓入長(zhǎng)度之間的初始部分表現(xiàn)為線性關(guān)系，為了消除曲線末端的平直現(xiàn)象，相關(guān)單位主要通過(guò)增加斜率的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)壓裝過(guò)程中的理想曲線。在實(shí)際壓裝過(guò)程中，材料的彈性模量不會(huì)改變，改變斜率的途徑可通過(guò)以下兩種方式實(shí)現(xiàn)：①增加接觸面的過(guò)盈量，在輪對(duì)生產(chǎn)符合國(guó)家安全標(biāo)準(zhǔn)的前提下，增大車(chē)軸與輪轂孔的過(guò)盈配合面;②提高摩擦因數(shù)，在生產(chǎn)中可通過(guò)磨削和滾壓等方式來(lái)改變輪轂孔內(nèi)表面的表面粗糙度，進(jìn)一步提高輪軸之間的摩擦因數(shù)。

參考文獻(xiàn)：

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