地铁车辆轮轴圆锥滚子轴承修复技术
摘 要: 通过对已经达到使用周期的地铁车辆圆锥滚子轴承进行修复可行性分析，并制定科学合理的轴承修复工艺，成功实现了地铁车辆轮轴轴承的修复。
关键词: 双列圆锥滚子轴承; 地铁车辆; 轮轴轴承; 修复
某公司地铁车辆装用的轮轴轴承为国外某知名公司专用双列圆锥滚子轴承，此种轴承价格昂贵，在轴承达到使用周期后，用户委托我公司对 8套轴承进行修复。
1 可行性分析
地铁车辆所需修复的轴承为 35XXXX 型双列圆锥滚子轴承，如图 1 所示，一端装有钢制密封罩，另一端装有组合橡胶密封装置。内圈、外圈、中隔圈和密封座表面均经过磷化处理。
经过对轴承额定寿命 L10及修正额定寿命 L1m( 99%可靠度) 进行计算，发现轴承检修周期与轴承修正额定寿命 L1m一致，但与额定寿命 L10相比还有很大的差距。所以，修复前充分掌握轴承使用后的状况，制定科学合理的修复工艺，能够保证修复后轴承在材料、润滑、密封和精度等级等方面达到与原轴承一致，满足用户的使用要求。
2 轴承修复价值评估
轴承是否具有修复价值主要依据轴承自身的损伤状态来判断; 所以损伤的轴承修复前必须经过一套严格的检测程序来判断是否具有修复价值。通常存在严重损伤的轴承很可能无法修复，必须报废。根据轴承的使用工况，下面几种损坏形式认定为不具备再修复条件，主要包括:
( 1) 由于电流通过引起局部放电而造成表面电蚀损伤;
( 2) 零件表面锈蚀严重;
( 3) 因经受高温导致轴承零件表面产生热变色;
( 4) 内、外圈有裂纹或破损;
( 5) 安装和拆卸过程中内圈内径严重拉伤;
( 6) 存在其他影响轴承安装及使用的缺陷已没有修复价值。
3 修复中的关键要素
3． 1 加工表面确定
滚子与套圈滚道接触表面的修复是轴承修复的重点。外圈滚道表面、内圈滚道表面、内圈大挡边表面、滚子滚动面及滚子球基面都是必须进行修复的加工面。
3． 2 不可加工表面确定
根据轴承安装要求，外圈外径面与轴箱为过渡配合; 内圈内径面与车轴为过盈配合。为了保证轴承正常的安装状态，外圈外径面与内圈内径面确定为不可加工表面。
3． 3 磨削量的确定
由于套圈表面进行了磷化处理，用测厚仪测得套圈表面的磷化膜厚度为 0． 003 ～ 0． 010 mm。因此，确定修复时磨加工表面的磨削量为 a =0． 015 mm，以保证一次精磨工序和超精工序的加工留量。
3． 4 更换新零件
在轴承分解、检查和清洗过程中发现，内圈、工程塑料保持架和橡胶密封都受到了不可修复的损坏，因而必须进行报废处理，更换新件。在此应当注意的是，对报废的零件需做上特殊标记，以避免与新部件混淆。
3． 5 轴向游隙和装配高变化解决方案
由于轴承内、外圈表面都进行了磨削加工，则轴承轴向游隙 Ga必然大于轴承原来的轴向游隙，其增加量为
ΔGa= ( 2 × 0． 015a) / tan α，
式中: α 为轴承接触角，此处 α = 10°。经计算得ΔGa= 0． 173 mm。
为了保证轴承轴向游隙符合技术要求，采用修磨中隔圈宽度的办法，修磨量即为轴向游隙的增加量。而修磨中隔圈，将导致装配高变小，装配高的变化量为 ΔT = ΔGa= 0． 173 mm。用户提供的装配高允差要求为 － 0． 42 ～ + 0． 31 mm。对于修磨中隔圈后装配高允差低于要求的，需要做出特殊标记，用户将在安装轴承时选配相应的定位装置。
3． 6 修复工艺
制定科学合理的修复工艺流程是保证轴承修复质量的关键。在对修复过程中的关键要素进行分析后，编制轴承修复工艺如下: 轴承分解→零件清洗→可修复鉴定→进入修复程序→加工表面精磨→加工表面超精→探伤检查→终检→零件磷化→刻打标记→零件清洗、退磁→装配→包装。
4 修复结果
按照制定的修复工艺对轴承进行加工并进行了各项指标检测，在材料硬度、精度等级和外观质量等方面都达到了技术要求。同时，随机抽取 2套经修复的轴承样品进行台架试验，结果表明: 轴承运转良好，温升正常，漏脂率符合相关标准的要求。
通过科学合理地应用轴承修复技术，能够使部分具备修复条件的轴承重新利用，节约能源，降低消耗。
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