張洪權 徐相生
（中國北車集團齊（qí）齊哈爾軌道裝備有限責任公司，黑龍江齊齊哈爾 161002）
摘 要：通過調研、分析，對退卸後發（fā）生變（biàn）形的軸承後擋進行修複（fù）重利用提出了（le）科學的解決方案。通（tōng）過長（zhǎng）時間的大量運用結果表明，該方法是科（kē）學的、合理的，能夠滿足鐵路貨車對後擋的運用要（yào）求（qiú）。
關鍵詞：貨車；後擋；矯形；運用
目前（qián），我國鐵（tiě）路貨車軸承（chéng）主要型號為26係列（liè）和（hé）30係列兩種，前者用於（yú）60噸級貨車，後者用於70噸級貨車。在廠修（xiū）中發現，二者所配套（tào）的後擋在（zài）退卸後發生的平均（jun1）報廢率達到50%以上（shàng），26係列甚至達到80%以上。由於報廢後的後（hòu）擋直接以新品補充，造成大量的資（zī）源浪費，也增加了修（xiū）車成本。
1 原因分析
針對前述情況，經過調研後發現：造成後擋大量報廢的主要原因是，當軸承在退卸時，後擋跟防塵板座之間的過盈力與退（tuì）卸力之間形成的力矩，使後擋與防塵板座的配合部發生了永久變形而導（dǎo）致;次要原因為，軸承運用或退卸中造成的（de）整體變形而報廢。
因（yīn）為種情況而發生報廢的，超過報廢（fèi）總量的92%，因此本裝置主要研究如何修複配合部尺寸，以使這些後擋得到合理的科（kē）學利用，提升資源利用率和降低修車成本壓力（如圖1所示）。
2 研製過程
經（jīng）過（guò）前麵的原因分析，要修（xiū）複因變形報廢後的（de）後擋（dǎng），其直接的方（fāng）法就是將發生了變形的後擋通過再次變形（xíng）處理，達（dá）到可以進行機械加（jiā）工、並使之恢複原有（yǒu）運用性能。
通過外力使後擋局部發生可控塑性（xìng）變形，並（bìng）在對其進行機（jī）械（xiè）加工後可恢複原有運用性能的工藝過（guò）程稱為：後擋矯形。
2.1 設（shè）計原則
（1）作為檢修工藝的輔助（zhù）裝備，應先能滿足產品檢修的工藝要求（qiú）。（2）具有操作簡單、安全可靠的特點。（3）工裝製造工藝簡單，成本低，維護（hù）方（fāng）便。
2.2 原理的探索
根據前麵的（de）分析，並經過對（duì）26型後擋進行了多次實驗後，先研製了針對（duì）26型後擋進行矯形的簡易工裝。其原理如圖2所示。
在實際生產中，使（shǐ）用此工裝進行矯形後的後擋可以滿（mǎn）足設計目的。然而，在使用（yòng）中我們（men）發現，雖然此（cǐ）工裝可以將後（hòu）擋（dǎng）配合尺寸矯正合格，但同時也造成後擋牙（yá）口尺寸外漲（zhǎng）φ190超差。（q為受力麵，R為支撐麵）。
顯然，此方案不能完全滿足產品工藝要求。
2.3 新方案的（de）確定
有了之前（qián）失敗的經曆，經過認真分（fèn）析、研究認為：由於後（hòu）擋牙口直（zhí）接（jiē）承受了力偶矩，導致了其（qí）尺寸變大而超差。針對此情況，重新確定了一套方案。其原理如（rú）圖3。
新的矯正裝置避（bì）開了牙口（kǒu）部位，直接對後擋配合部（bù）進行施壓，矯正力矩根（gēn）本作用不到牙口部位。在此原（yuán）理（lǐ）的基礎上，我們重新設計製造了新的矯正裝（zhuāng）置。
圖4是新的26型後擋矯正裝（zhuāng）置（zhì）的示意圖。
該裝置的基（jī）本原理是（shì）：通過（guò）擠壓配合部分外（wài）圓錐麵（miàn），使後擋的配合部位向內收縮並發生微量的永久變形後，再進行微量的（de）精加工（gōng），Z終使其配合尺寸達到工（gōng）藝要求。
該裝置（zhì）主要由一個（gè）鋼板結構的衝壓模架作為一個主載體，包括擠壓環、壓頭（tóu）、定尺環外環等共同組成。
模架除作（zuò）為主載（zǎi）體外，還兼具導（dǎo）向作用，方便工裝在壓力機上進（jìn）行安裝，並在工作時防止壓（yā）頭磕碰到後擋牙口，造成工件損傷。
壓頭提供作用力（lì）q1，與擠壓環提（tí）供的作用力q2，共同形成一對力偶矩，迫使後擋向內（nèi）收縮直至發生塑性變形（xíng）。由於作用力巨大，使擠壓環的磨耗加劇，因此擠（jǐ）壓環采用了模具鋼Cr12製造（zào）;壓頭則采用45鋼製造並經熱處理。
定尺環則用於防止後擋變（biàn）形過度造成（chéng）裂紋而報廢。定尺環采45鋼並表麵熱處理（lǐ），增加耐磨性。
外環的作用是提供足夠的強度（dù）以保證後擋的變形（xíng）得以順利進行，其采用45鋼製造。
經過多次試驗（yàn），Z終確定了（le）合理的壓力和變形量，使原來變形超差的後擋經過Z小量的變（biàn）形和加工得以修複重利用，達到了Z初的研製（zhì）目的（de）。
2.4 製定後（hòu）擋矯正、加工的工（gōng）藝流程
由於采用冷處理矯正後檔變形，所以在矯正過程中有可能產生裂紋（wén）。針對矯形後的後擋采用了磁粉（fěn）探傷的工藝，以此發現後擋（dǎng）在（zài）矯形過程中，由於各種不確定性因素而產生的裂紋（wén）。為此，確定了如（rú）下工藝流程如圖5所示。（經長時間跟蹤探傷未發現有裂紋產生。）如圖6所示。
2.5 30軸承後擋矯形裝置的研（yán）製
有了之前（qián）26軸承後擋矯形裝置的研（yán）製經曆，30軸承後擋矯形裝置的研製則（zé）順（shùn）利（lì）了很多。當（dāng）然，由於30軸（zhóu）承後（hòu）擋的結構（gòu）與26軸承後擋的（de）結構有所不同，其矯（jiǎo）形裝置的具體結構（gòu）及工作原理也略有不同。
圖7所示為30軸承後擋矯（jiǎo）形裝置的原理及（jí）結構簡圖。
同（tóng）26型軸（zhóu）承（chéng）後擋矯形裝置（zhì）類（lèi）似，30型軸承後擋矯（jiǎo）形裝置也采用了一個鋼板模架作載體，包（bāo）括底座、頂出裝置、擠（jǐ）壓機構、定尺環及壓（yā）料裝置等共同構（gòu）成。由於改進了設計，盡管結構更加複雜，製造成本反而降低。
2.5.1 模架
模架采用鋼板模架結構，由上下模板及導向（xiàng）裝置組成，具有製（zhì）造工藝簡單，成本低，剛性好的特點。
本裝置結構緊湊，對導向有（yǒu）一定要求，但又不像傳統衝壓模那樣要求精確導向，所以本裝置適（shì）當降低了（le）導（dǎo）向裝置的製造精度，以便於降（jiàng）低製（zhì）造成（chéng）本。
2.5.2 底（dǐ）座
底座采用t30鋼板焊接後加工而成，模架固定於其上。底座同時（shí）用於安裝頂出裝置。
2.5.3 頂出（卸料）裝置（zhì）
由於之前26型軸承後擋矯（jiǎo）形裝置在使用中發生了後擋與定尺環粘（zhān）在一起的情況，造成卸料（liào）困難（nán）。因此，本次（cì）設計增加了（le）頂出裝置。頂出裝置由三（sān）根頂杆及一個凸輪機構組成（chéng），采用手動控製方式。
2.5.4 定尺環
定尺（chǐ）環是該裝置（zhì）的核心部件（jiàn）之（zhī）一，是用來確定後擋受擠壓的程度，以確保以Z小的變形（xíng）量達到對（duì）後擋變形的要求，降低擠壓力量和產品報（bào）廢風險。定尺環采用45鋼製造並經熱處理。
2.5.5 擠壓（yā）機構
擠壓機構也是本裝置關鍵部分之一，它采（cǎi）用一個開放（fàng）式的（de）擠壓環和一個錐形的壓環來達到目的。
由於作用力很大，磨（mó）耗顯著（zhe），因此擠壓環和（hé）錐套均采用耐（nài）磨鋼製造，錐套采用T10A鋼，擠壓環則采用了（le）60Si2Mn彈簧鋼，並經過不同程度的熱處（chù）理。
另外，在錐套的外麵增加（jiā）了（le）一個磨耗（hào）環，磨耗環采用45鋼製造，經過熱處理，硬度低於錐套約（yuē）10HRC。磨耗環（huán）上加工有存油孔，可以保（bǎo）留潤滑脂（zhī），降低磨擦力。實踐證明，該結構（gòu）可以（yǐ）有（yǒu）效（xiào）降低零件磨耗量。
2.5.6 壓（yā）頭
壓頭采用45鋼（gāng）製造並經熱處理，它的（de）主要作用就是傳遞壓力機的力量至錐套，由錐套收（shōu）縮擠壓環達到使後擋變形的目的。
2.5.7 壓料裝置
由於後（hòu）擋外圓錐的存在，為防止擠（jǐ）壓時後擋向上竄移，設計了壓料裝置。壓料裝置由四個彈性聚氨酯彈簧提供壓緊力。
2.6 製定（dìng）後擋矯正、加工的工藝流程
與（yǔ）26型（xíng）後檔工（gōng）藝流程相同（圖8）。
3 使用結果
經過長時（shí）間的（de）使用證明，該裝置操作勞動強度低，使用方便、安全可靠，能夠達到設計要求。經過該裝置矯（jiǎo）形後的後擋，99%以上均（jun1）可通過探（tàn）傷檢查，不存在裂紋，這證明經矯形（xíng）後（hòu）的產品質量穩定、可靠。
由於大量原本列入報廢的（de）後擋得到重新（xīn）利用，修車成本也得（dé）到一定（dìng）程度的降低，節（jiē）省了資源，達到了項目研究的目（mù）的。
目前，30係列的（de）後（hòu）擋剛進入廠修不久，剛開始進行檢修。但使用此方法進行檢修後的26係列的後擋已經大量上線運用，並超（chāo）過一個廠修期，從未發生過一起質量問題，實踐證明該項目取得了良好的效果（guǒ）。
來源：《中國科技縱橫》2015年（nián）1期
