摘要：近年来，我国的交通行业发展迅速，火车越来越多。火车轮对作为机车的核心部件，其质量严重影响列车的运行安全和运输能力。目前轮对压装一般依赖人工经验进行轮轴的选配，效率不高且容易产生预估误差，导致压装配对成功率低，修配轮或轴的数量大。因此企业迫切需要借助计算机技术实现轮对依据压装参数进行自动合理地选配，以期提高选配效率。针对火车轮对压装开发一个结合数据库的选配系统，以便能够自动完成其选配工作，并对配对结果实现高效管理，自动生成未配对的配轮卡或配轴卡。本文首先简介了压装原理，根据企业的需求及生产加工实际，确定了最大量选配原则的轮对选配原理与方法，以达到将己加工好的本批次车轮和车轴在满足压装曲线的前提下尽量配完的目标。分析列出了选配系统的功能需求，据此提出了火车轮对压装选配系统的总体功能框架。
关键词：火车轮对；轮对压装；选配方法；系统开发
引言
研究结果表明，运行速度超过120ｋｍ／ｈ后，列车的动力学条件发生显著变化，随着列车运行速度的提高，车轮与钢轨之间的磨损加剧，并且在高速列车的制动过程中，产生大量的摩擦热，加剧了车轮和钢轨因疲劳、剥离等引发的失效问题，给高速列车的安全运行带来极大的隐患，甚至发生安全事故，同时增加了铁路检修成本。现代高铁对轮轨材料提出了更高的要求，更高的耐磨性以及抵抗热疲劳和接触疲劳的性能。
1火车轮对压装选配方法
1.1选配准备
确认轮座和轮毂孔的直径尺寸、圆柱度、粗糙度等压装参数均检测完好，直径尺寸在压装要求的公差范围内；将车轮与车轴的装配尺寸数据准确地录入到选配系统对应的数据库；依据以往的压装经验或仿真分析，确定并输入预压装采用的压装边界条件，即试压阶段要用的最优过盈量范围或最优值；在压装选配前，要确认订单信息，订单号为不同批次轮对的产品标记。
1.2选配方法
①顺配制配对原理:取最小的轮座d，从最小孔径车轮D开始配，依次进行，(优点:补加工少)如果d一δ2<D<d一δ1，则配该轮。②基轴制配对原理:取最小的轮座d，从最大孔径车轮D开始配，依次进行，(优点:废品率低)如果d一δ2<D<d一δ1，则配该轮。基于最大量选配的前提，考虑实际情况及厂家生产加工要求，本文将两种方法综起来运用，完成最大量配对任务指标。
1.3输出结果
当车轴轮座尺寸偏差较大，找不到合适的轮孔来配对时，选配系统将出具配轮卡，配轮卡提供满足过盈量边界条件的轮孔尺寸，重新加工车轮，再进行装配，当然，如果车轴轮座尺寸过大，则要按特定要求返工；过小则报废。配轴卡原理同配轮卡。如果轮孔直径过大则报废车轮；轮孔直径过小的车轮将按原图尺寸及其公差返工。对于装配面的粗糙度、锥度等参数不符合轮对压装工艺要求，但现场进行修整后符合技术指标的车轴（或车轮），可重新录入尺寸参数到选配系统再参与选配。压装后轮对压装曲线合格的即为成品，不合格的需要退轮等待后续处理。
2辗钢整体轮模锻工艺
轮径超过准790mm的车轮需要模锻、轧制、冲孔压弯等整轧工艺。整轧车轮工艺应用广泛,尤其在车轮上。（1）金属冶炼→圆坯用切锭机床切割钢锭，切割后的钢锭通过环形加热炉加热，经高压水除鳞，去除材料表面氧化皮。（2）镦粗、定径压痕钢坯加热后可以获得良好的塑性变形，然后在30MN水压机上镦粗压痕。由于镦粗后的坯料易变形,故需增加一个定径环镦粗工序,规整坯料外形。定径压痕的作用是分配金属的分布,防止成型时有过多的金属流向轮毂，该工序属于预成型。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆（3）成型该工艺主要在80MN水压机上实现，专用模具有上成型模、下成型模、成型环、成型上芯棒、下活套、下芯棒。工艺要求控制成型坯辐板厚度，轮辋四周充型均匀，轮缘充型良好。
3系统开发
在进行系统开发过程中，采用VB6.0程序编写系统界面，在建立的客户端，客户可以完成数据的输入、选配、配轮、配轴、报表、打印、查询、删除等操作，选择SQLServer作为数据库存储的载体。本系统所采用的SQLServer2008数据库，共包含了7个数据表，即：订单信息表、用户信息表、车轴参数信息、车轮参数信息、配对结果表、配轴卡表、配轮卡表。众多数据库的建立，依据VB6.0程序语言及其ActiveXAutomation技术，运用ADO数据访问接口，使得本系统具备人机交互界面简洁、使用方便、可视化高、操作性强等优点，满足了用户对系统的数据存储、数据运算、数据查询、数据输出等需求。
4系统功能结构设计
(1)用户管理功能:利用登录端口，方便系统用户进入软件界面对系统进行操作使用，同时赋予系统用户新建登录信息、修改密码和删除信息的权利。(2)文件管理:对新进订单信息进行备案和存储，便于后续的信息处理;直接在界面上操作打开文件存储路径，方便管理。(3)尺寸参数管理:系统在录入尺寸参数数据的基础上，根据尺寸参数的特性，判断数据的正确与否，存储到对应的数据库中以供调用。(4)选配结果管理:对于配对成功的轮轴，进行存储以及开发输出功能，对于缺轴、缺轮的轮轴，建立配卡信息，完成配对。(5)边界条件检索:根据需要配对的轮轴尺寸参数，提供合适的压装参数进行选择匹配。(6)辅助功能:本系统根据实际功能要求，设置了查询与打印功能，以及列出了该选配系统的系统说明及使用手册，用户能迅速熟悉操作，提高工作效率。
5系统调试与应用
本软件运行环境：WindowXP/7操作系统及以上+SQLServer2008及以上。安装VB6.0或者使用VB6.0中文版工具中的Package&Deployment向导，打包生成Setup.exe，安装于用户计算机，并将该计算机中某个较大的硬盘（如D:\）作为数据库存储地址和文件存储地址。在进行选配之前，根据轮对产品客户订单，本系统用户填写新建订单信息，登记轮对各种必要信息。在车轴参数、车轮参数界面，分别输入所测量的轮轴装配面直径尺寸数据，检查并保存。车轴轮座直径数据输入界面与此类似，其中各装配面的公差与锥度如果满足加工工艺要求，系统中可采用默认值。轮轴参数数组录入并保存后，在各参数满足工艺条件下进入选配环节，根据过盈量和最大配对成功率之选配原则进行自动选配。对选配阶段未能配到车轮的车轴，点击系统界面中“配轮”按钮，根据所设定的边界条件，系统会自动计算出与该轴轮座对应的车轮孔直径尺寸及公差，并输出配轮卡。对选配阶段未能配到车轴的车轮，点击系统界面中“配轴”按钮，根据所设定的边界条件，系统会自动计算出与该车轮孔对应的车轴轮座直径尺寸及公差，并输出配轴卡。
结束语
综上所述，基于最大配对成功率选配原则，运用VB6.0作为开发工具，采用SQLServer数据库技术，完成了火车轮对压装选配系统的开发，能实现火车轮对压装前的快速配对，使得尽可能多的将同批次车轴和车轮配对成功，且自动给出未配对成功的轴或轮对应的配轮卡或配轴卡，利于轮轴返修并重配。该系统操作方便，其功能得到了充分的现场验证，大大提高了轮对压装效率和成功率，还可依据用户需求进行查询打印等功能，具有良好的实用价值。
参考文献
[1]孙宗宸．面向发动机装配的计算机辅助选配方法及系统开发[D]．哈尔滨：哈尔滨工业大学，2007．
[2]李伟.铁路货车轴承智能存取选配系统设计[D]．成都：西南交通大学，2006．
[3]申建利.高速动车轴承轴颈监测及智能选配的研究[D]．太原：太原科技大学，2014．
论文作者:冉庆东
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/10/8
标签：车轮论文; 车轴论文; 系统论文; 尺寸论文; 参数论文; 轮轴论文; 直径论文; 《基层建设》2019年第18期论文;