軌道車輛輾鋼車輪制造技術(shù)

     車輪是軌道車輛走行部最重要的部件之一，其 產(chǎn)品質(zhì)量直接關(guān)系到軌道車輛的行車安全。一方面隨著中國(guó)軌道交通的大力發(fā)展，國(guó)內(nèi)高速動(dòng)車組和城軌地鐵車輛對(duì)新造車輪的需求日益增長(zhǎng)；另一方面，車輪是易損易耗件，需要定期更換，因此維修市場(chǎng)非常龐大。同時(shí)，隨著車速的不斷提高，高速車輪的專業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)要求也越來(lái)越高。目前，國(guó)、內(nèi)外車輪的制造技術(shù)主要有鑄鋼車輪和輾鋼車輪兩種，輾鋼車輪日益增多，是軌道車輛應(yīng)用最廣泛的車輪。

目前國(guó)內(nèi)產(chǎn)能和供應(yīng)情況

     我國(guó)目前軌道機(jī)車車輛車輪的主要生產(chǎn)廠家有馬鞍山鋼鐵股份有限公（以下簡(jiǎn)稱馬鋼）車輪公司、 山西太重車輪廠、中美合資大同愛(ài)碧璽鑄造有限公司、中美合資信陽(yáng)同合車輪有限公司，其中馬鋼車輪公司和太重車輪廠均生產(chǎn)輾鋼車輪，大同愛(ài)碧璽鑄造有限公司和信陽(yáng)同合車輪有限公司均生產(chǎn)鑄鋼車輪。

     近幾年，鐵道部成功引進(jìn)時(shí)速為200 km及以上的動(dòng)車組技術(shù)，動(dòng)車的運(yùn)營(yíng)速度由250 km/h平臺(tái)提高到350 km/h平臺(tái)，并向380 km/h平臺(tái)以上的運(yùn)行速度邁進(jìn)，高速鐵路和動(dòng)車組各項(xiàng)技術(shù)不僅達(dá)到了世界先進(jìn)水平,而且形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高速鐵路成套技術(shù)體系。但作為高速動(dòng)車組關(guān)鍵走行零部件的車輪、車軸，由于制造技術(shù)相對(duì)落后，國(guó)產(chǎn)化尚未完成。因此,實(shí)現(xiàn)高速輪、軸的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)及配套制造能力的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程任重道遠(yuǎn)。

國(guó)外車輪制造廠家簡(jiǎn)述

     魯齊尼（Lucchini)集團(tuán)是歐洲目前的主要鋼鐵企業(yè)之一，也是意大利特種鋼的生產(chǎn)基地。魯齊尼可以生產(chǎn)各種規(guī)格的車輪、輪箍、車軸和制動(dòng)盤，并能夠提供輪對(duì)組裝和維護(hù)服務(wù)。意大利的ETR450、ETR500及芬蘭的SM3、西班牙的S104等動(dòng)車組均采用魯齊尼制造的輪對(duì)。魯齊尼制造的彈性車輪、 消音車輪輪對(duì)還廣泛應(yīng)用于城際列車、城市軌道交通和地鐵車輛，目前，中國(guó)的CRH3、CRH5型車均采用了魯齊尼產(chǎn)品。魯齊尼有很強(qiáng)的科研開(kāi)發(fā)能力，在輪對(duì)開(kāi)發(fā)方面有齊全的設(shè)備，并以開(kāi)展實(shí)物輪、軸性能和疲勞試驗(yàn)聞名于世。

德國(guó)波鴻公司

     德國(guó)波鴻交通技術(shù)集團(tuán)（以下簡(jiǎn)稱BVV)是一家國(guó)際領(lǐng)先的軌道車輛車輪和輪對(duì)制造商，成立于1842年，生產(chǎn)了世界上第1個(gè)鍛造車輪，擁有先進(jìn)的技術(shù)和較大的市場(chǎng)影響力。BVV擁有高速車輪和車軸的先進(jìn)生產(chǎn)線及高速輪對(duì)組裝線，擁有世界最先進(jìn)的車輪熱處理生產(chǎn)線和專有技術(shù)。

GHH - Valdunes 集團(tuán)

     GHH - Valdunes 集團(tuán)是德國(guó) Gutehoffnungshtitte (GHH)公司和法國(guó)Valdunes公司合并成立的公司， 該公司從事高鐵車輪、車軸及輪對(duì)研發(fā)制造的歷史超過(guò)30年,在全球車輪、車軸制造業(yè)占有領(lǐng)先地位。該公司為法鐵SNCF獨(dú)家供應(yīng)商和德國(guó)DB的主要供應(yīng)商，阿爾斯通的高速列車TGV獲得了574.8km/h的世界鐵路速度紀(jì)錄，其上安裝的車輪就是該公司制造的。

輾鋼車輪制造工藝

     輾鋼車輪鍛件的制造采用的主要工藝為：煉鋼、熱成 形、熱處理、機(jī)加工，煉鋼工藝包括煉鋼、爐外精煉和澆注

     熱成形工藝包括預(yù)成型、成型、軋制和沖孔壓彎。圓鋼坯在環(huán)形爐中加熱；預(yù)成型工序的功能是將圓形配料經(jīng)過(guò)鐓粗、預(yù)成型和成型工步；成型即車輪的基本形狀完成，其中輪轂和輪轂孔部位成型結(jié)束，輻板和輪輞部分金屬分配完成，形成基本形狀;軋制的作用是將車輪輻板輾軋擴(kuò)徑，將輪輞軋制到指定高度，并完成車輪踏面和輪緣的成型。目前，用于軋制的車輪乳機(jī)主要有兩種：一種為臥式軋機(jī)，另一種是立式軋機(jī)。沖孔壓彎方式有壓力機(jī)和旋轉(zhuǎn)鍛造機(jī)兩種。輻板壓彎工序用于平整輪輞，且將輻板壓彎變形到所需要的位置，多數(shù)廠家還在這一步完成輪轂孔沖孔。完成熱變形的輪坯，溫度為850 ~950 t，一般采用緩冷和等溫工藝控制冷卻速度，將溫度冷卻至室溫，等待下一步工序。

車輪制造技術(shù)未來(lái)發(fā)展

     我國(guó)目前在高速動(dòng)車組車輪制造方面與世界先進(jìn)水平尚存在一定的差距，尤其在新材質(zhì)特種鋼的冶煉、熱處理工藝研究手段和工作內(nèi)容方面尚不成熟。在未來(lái)發(fā)展中應(yīng)注重于高速車輪材質(zhì)的研發(fā)、新型車輪的預(yù)測(cè)和試驗(yàn)方法、新型車輪淬火方式的研發(fā)、車輪檢測(cè)方式的研究以及輪對(duì)綜合模擬仿真性能檢測(cè)等方面。

     車輪輻板的強(qiáng)度直接關(guān)系到行車安全，輻板形狀對(duì)車輪的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度有著較大的影響。 目前國(guó)內(nèi)外采用的輻板形狀有：S形輻板、波浪形輻板、直輻板和盆形輻板m。直輻板較其他各形輻板質(zhì)量更小，缺點(diǎn)是徑向剛度過(guò)大、軸向剛度較小，然而隨著高速動(dòng)車組的大規(guī)模制造，由于受結(jié)構(gòu)限制，動(dòng)車組動(dòng)力輪對(duì)多采用輪裝式制動(dòng)盤，因此,車輪輻板形狀也多采用直輻板形式，配有高精度的輻板孔以安裝制動(dòng)盤，如中國(guó)CRH1、CRH2、CRH3型動(dòng)車組動(dòng)力輪對(duì)用車輪，這對(duì)高速車輪的受力以及加工均提出了新的要求。

     為保證加工精度、消除累積誤差，同時(shí)簡(jiǎn)化工藝流程，國(guó)際上提出了車輪加工中心的概念，即將車輪成形加工（包括輻板、踏面、輪轂正反兩面）、輻板孔加工、注油孔加工、輪轂孔加工集中在一臺(tái)設(shè)備上完成，保證高效地完成車輪所有部位的精加工，目前，該技術(shù)已經(jīng)在部分工廠得以應(yīng)用。