地铁车辆转向架装配工艺分析
何旭田，张久远，赵 强
（中国北车集团大连机车车辆有限公司，大连辽宁 116000）
摘 要：阐述了地铁车辆转向架组装工艺分析，提出了转向架的各项装配要求及关键工序，介绍了装配工艺过程及措施。
关键词：交通运输工程；地铁车辆转向架；装配工艺要点；关键工序
1 前言
沈阳地铁增购车辆转向架是中国北车集团大连机车车辆有限公司新开发的转向架，相比以往转向架在结构上有所改进，对生产工艺是一项新的挑战，整个转向架包含齿轮箱装配、轴箱体装配、轮对装配、联轴节装配、转向架总装几个主要部分，如何将各个部件组装成为一个合格的整体转向架是工艺人员需要仔细分析的。地铁车走行部分的转向架承载着整个车体及人员的重量，还担当整列车的运行任务，是车辆的最重要组成部分，对于装配质量要求很高。本文介绍新转向架各部件装配的要求及工艺要点。
2 齿轮箱装配
2.1 热装从动齿轮工艺分析
（1）齿轮加热需要使整个齿轮温度均衡，故需要井式电炉加热，装配前将各配合面和接触面清理干净，确认无毛刺等缺陷方可使用，确认热套工装尺寸是否满足，将大齿轮安装座用水平仪尽可能调整至水平状态，并将车轴的齿端向下竖直吊起待用。
（2）将齿轮放入井式电炉中加热至170±5℃，恒温4h，使之温度均衡，注意最高加热温度不能超过180℃，否则将会影响齿轮性能。
（3）用吊环螺栓将加热好的齿轮坐在大齿轮组装胎具上（图1），轮毂内侧向上，使轴向下插入齿轮内孔，直至车轴轴肩定位端面与安装座基准面充分贴合。
（4）待从动齿轮冷却至室温后，检测齿轮轮毂内侧端面及轮辋外侧端面的跳动，分别不大于0.07mm和0.15mm，若不满足，采用油压方式配合铜锤的敲击进行扶正，扶正油压从60MPa开始，如未扶正再逐步增加10MPa油压，直至跳动达到要求，扶正后对尺寸进行确认。
2.2 安装大轴承组件工艺分析
（1）安装大轴承座组件前在轴承座GW和轴承座轴承GM的内孔表面均匀涂抹一层润滑剂，用垫板将轴承外环圈安装到轴承座GW和轴承座GM内，安装时使用大轴承外圈墩套成十字方向敲击安装到车轴上，轴承内圈端面与大齿轮端面紧靠，待稍微冷却后用安装内环工装敲击3次把清洁干净的密封圈加热到160℃，将密封圈安装到车轴上，用大轴承外圈墩套十字敲击密封圈，使密封圈断面与轴承内圈端面充分贴合。
作者简介：何旭田，男，工程师，研究方向为地铁转向架的加工、装配工艺设计。
图1 大齿轮热装
图2 测大轴承游隙
（2）将轴承内环用电磁感应加热器加热至120℃，严禁超温，再次清理轴承内孔，小端向上安装到车轴上，轴承内圈端面与大齿轮端面紧靠，待稍微冷却后用安装内环工装敲击3次。
（3）把清洁干净的密封圈加热到160℃，将密封圈安装到车轴上，用大轴承外圈墩套十字敲击密封圈，使密封圈断面与轴承内圈端面充分贴合将上述安装好的车轴吊起并以相反的方向放置在车轴安装支座上，用同样的方法安装另一侧的大轴承内圈及密封圈。
（4）将经上述步骤已安装好的车轴吊起，水平放好，将组装好的轴承座GW套在车轴车轮侧，使轴承外圈和轴承内圈贴紧，用车轴轴承座固定工装固定，使轴承座GW不能轴向窜动，轴承座GM装好大调整垫片G，在确认没有毛刺、翻边，且把调整垫的种类、数量记录到记录表，厚度较薄的调整垫片放在轴承座GM侧面，并且用夹子将大调整垫片固定在轴承座GM上后，将其安装到车轴的电机侧，使轴承外圈和轴承内圈贴紧，用车轴轴承座固定工装固定，使轴承座GM不能轴向窜动。
2.3 测量大轴承轴向间隙工艺措施
将齿轮箱垂直吊起（图2），以轴承座GW有顶盖螺纹孔的法兰面为支撑平面放置在大轴承游隙工装法兰面。
在车轴上对称放置用磁力座固定的2个百分表（按180°角放置），百分表的测量端对好轴承座GM的上端面。
转动小齿轮轴，使车轴在±30°角度范围转动，使轴承滚柱校正。当百分表指针从摆动逐渐固定后，读出它们的数值a。
在车轴轴端处拧入专用的吊环螺栓，用行车将齿轮箱垂直吊起。
转动小齿轮轴，使车轴在±30°角度范围转动，使轴承的滚柱校正。百分表的指针摆动静止后读取2个百分表的刻度，当百分表指针由摆动逐渐过渡到稳定状态后，读出它们的数值b。
数值b与数值a的差值，即为间隙量。测量两个不同地点的间隙并计算它们的平均值。两次测量值的平均值就是间隙量的实际测量值，值需控制在0.1～0.16mm。
2.4 测量小齿轮轴向游隙工艺措施
将调整完大轴承游隙的车轴组件水平吊放在齿轮箱组装胎上，将小轴承游隙调整胎与小齿轮联接好，在齿轮箱的加工面上用磁力座固定百分表，百分表的触点与调整胎的上端面接触。
用扭矩扳手用力向上抬起小齿轮，同时反复转动小齿轮，幅度约为±30°，待百分表读数稳定后读出读数记录为A。
按上一步骤反向扳动扭矩扳手，记录数据为B，则C=A-B即为小轴承的游隙。
2.5 测量齿轮齿隙工艺措施
对齿轮齿隙进行测量，将测量齿隙工装安装在小齿轮端面上，把百分表表头置于红色刻线上，尽量使表头垂直于工装。
正、反向摆动测量工装3到4次，保持车轴不动，然后分别读出正、反转时百分表的读数，它们之间的差值即为大小齿轮之间的齿隙。
3 轴箱体装配
3.1 防尘圈、轴箱后盖安装工艺分析
将防尘圈放置于电磁感应加热器上，加热到140℃～150℃（加热过程中用红外温度仪监视控制温度）。
带上棉手套取下防尘圈，热套到车轴上并推到轴肩根部（图3），然后以20°～30°的角度反复旋转防尘圈的同时用力将其向轴肩推动，确保防尘圈与轴肩紧靠。
防尘圈安装完成后待其冷却后进行轴承压装。
3.2 轴承及轴箱体安装工艺分析
用无毛毛巾将车轴轴颈、轴承内圈擦净，以无毛毛巾擦拭后毛巾上无油污为准，并在其表面均匀涂抹一层G-RAPIDPLUS二硫化钼装配膏。
将轴承装入轴箱体中（图4），若在轴箱装入轴承时有犟劲现象，则用铜锤轻轻震击轴承，以便使其完全落入轴箱体内。用螺栓将轴承拆装机的导引轴紧固在车轴轴头上。将已装入轴承的轴箱体放置于导引轴上（后盖朝向车轮），推动轴承和轴箱体紧靠车轴轴头，将导向套套在导引轴上并靠紧轴承外端面。
将轴承压装机推至导向套正对前方，调整压头高度和水平位置使压头顶住导向套正中间；插入固定销，开动压装机，使轴承逐渐压入轴颈；当靠紧防尘挡圈后，将油压升至22～27MPa范围内并保持10s，然后退压，如此反复3次，最后退压，将压头退出。
图3 热装防尘圈
图4 压装轴承、轴箱
4 轮对装配工艺分析及措施
（1）将选配好的车轮用吊具吊起，用锉刀、纱布修整车轮内孔油槽孔等处毛刺，用风吹净螺孔和摩擦片内杂物，用干净的无毛毛巾擦净轮孔、车轮压装保护套，在车轮内孔均匀涂植物油后装于车轴轴颈上，在车轮油孔上安装高压油管接头。
（2）压装齿端车轮，将轴向定位尺放在车轴上，开启压力机，将压入速度控制在30～120mm/min，当压入约60mm后开启高压油泵，油压控制在98～147MPa，在压装过程中，允许注油油压在规定范围内波动。
（3）当车轮轴向定位尺的指针被车轮推动至车轴中心线时，停止压装，此时车轮内侧面距车轴中心线距离为676.5mm（图5）。
（4）压装过程中记录压力曲线。
（5）按工步（1）、（2）压装非齿端车轮，用轮对内距尺测量3次取平均值将车轮内测距控制在1353±1mm，压装过程中记录压力曲线。
（6）吊下车轴，除去导向套，测量轮位差、其值应小于1mm，若不满足注油调整，填写自检记录。轮对压装需满足TB/T-1463—2006《车辆车轮与车轴注油压装技术条件》。
（7）车轮压装完成后进行反压检验，反压力为1200kN，进行3次，两端轮在轴向上不允许有任何移动，反压检验为抽检，频率为每12条抽一根。
5 联轴节装配工艺分析及措施
半联轴节组装（齿轮箱侧）：
（1）清洁鼓型齿孔，除去防腐蚀剂和丙酮在轴上均匀涂抹一层红丹油，在将鼓型齿安装到轴上，并用手小心地推鼓型齿，直到结合面紧密贴合，保证鼓型齿与轴紧密贴合后接触面积大于80％。测量并记录鼓型齿到轴端的距离。
（2）脱脂清洁剂半联轴节将液压高压设备的注油接头安装到轴毂内的孔径上，接着把压装工装拧到轴端m 的孔上，拧紧3个m 螺栓通过推进设备增加扩张压力，慢慢推进鼓形齿，由于鼓形齿的扩张，压装油从鼓形齿和轴的结合面渗出，然后有条理的交替增加径向扩张压力和轴向推进压力，继续推动鼓形齿到所需位置，当鼓型齿与轴端一平时，停止注油，至少保持轴向力15min不变。注意：保证最大扩压为2500bar（图6）。
（3）拆除组装联轴节的工具清除任何可能残留在联轴节内的组装液通过注油完成过盈配合组装24h后，方可对联轴节施加负载插入中心板，注意不要损坏O型圈。此组装状态下注油要求向半联轴节内注油，可以使用中心板的中心孔，注入润滑油，并在中心板上做好标记，同时将联轴节表面油渍清理干净。
图5 车轮压装
图6 联轴节压装
6 转向架总装
6.1 基础制动装置组装工艺分析
（1）将制动单元上的螺纹孔丝堵除掉（保留丝孔内的防锈油），构架制动安装座表面的油污清干净，确保制动安装座表面无油漆和油污。
（2）吊起制动单元，用螺栓、套筒和碟形垫片将其紧固到构架制动安装座上（此处螺栓严禁使用任何润滑脂或紧固胶），将固定闸瓦签的开口销打开，取出闸瓦签，将闸瓦寿命标记朝外放进制动单元闸瓦托内，插入闸瓦签并推入到底部，将自带的开口销从里向外穿过闸瓦签安装到闸瓦托上，开口销开口90°（图7）。
图7 转向架基础制动装配
6.2 转向架落轮组装工艺分析
（1）将已经进行完轴箱装配的轮对按轮对上的轴位号摆放到落轮组装台位上（选配时滚动圆直径同一转向架不大于1mm，同一车辆不大于2mm），将轴箱上的一系弹簧安装座擦拭干净，将轴箱弹簧下部导柱与轴箱体接触面上均匀涂抹一层二硫化钼装配油膏，将垫圈开口朝外摆放在轴箱的一系弹簧的安装座内，将一系弹簧分动拖、按左右分别放置在轴箱弹簧座孔内，且一系弹簧的标记颜色和标记代号同时朝外放置。
（2）将构架翻转后水平吊起至待组装轮对正上方，注意构架端部一个电线系支架对应轴端一个设备，缓慢落下构架，使构架弹簧座与弹簧相对应，微调整一系弹簧，使构架螺孔与一系弹簧螺纹孔相对，用涂抹锁固胶锁固胶的螺栓和垫圈将弹簧与构架紧固。
7 结论
地铁车辆转向架的组装工艺关乎整个列车运行的平稳性，装配过程中的各项过盈配合、间隙配合要求的尺寸不能有任何出入，尤其在齿轮箱、轴箱、轮对、联轴节及总装上要提前做好工艺分析，严格按照工艺要求执行，这样对车间的生产能力及设备要求很高，在原有工装设备基础上再加大投入，增加新的工装设备，确保地铁车辆运行安全。
参考文献
[1]王军.城市轻轨车辆及转向架[J].铁道车辆，2000，38：102-105.
[2]中国北方机车车辆工业集团公司科学技术协会.城轨车辆技术与应用[M].北京：中国铁道出版社，2005.