某国产地铁车辆轴箱轴承与进口轴承的对比研究
来源： 北京市地铁运营有限公司地铁运营技术研发作者：王红艳 李 熙 谢 浩 胡晓菲摘 要：为评价某国产地铁车辆轴箱轴承的性能，将国产轴箱轴承更换前后的轴箱振动、温升进行对比，再将安装的国产轴箱轴承与安装的进口轴箱轴承进行对比研究。结果表明：安装有国产轴箱轴承的试验车未发生报警，轴箱振动情况整体平缓；轴箱最高温升有下降趋势，最高温升稳定在14 ～ 16℃，但比安装的进口轴箱轴承的最高温升偏高8 ～ 10℃。
关键词：地铁车辆；国产轴箱轴承；振动；温升
1 、地铁轴箱轴承现状
1.1 项目概况
地铁车辆的轴箱轴承是车辆走行部重要的零部件之一。目前，轨道交通轴承的主要生产企业有NSK（日本）、SKF（瑞典）和FAG（德国）等，其轴承占据了80% 以上的国际市场份额。但是，国外产品的供货周期长，价格昂贵，售后服务不能可靠保证，一旦轴承失效需要更换，进口产品采购周期较长。并且对于新型地铁车辆或系统设备的开发沟通、配合较难，基本是研发者根据已有轴承系列去选择轴承型号，很少有去为某一新型车辆或设备研制轴承；而且在选配时常常会遇到几何尺寸与载荷相矛盾等问题。
因此，为有效降低地铁车辆轴箱轴承采购和维修成本，缩短车辆维修周期，配合新型地铁车辆的研发，对地铁车辆的轴箱轴承进行国产化研制显得尤为重要。
为评价某国产地铁车辆轴箱轴承的性能，将国产轴箱轴承更换前后的轴箱振动、温升进行对比，再将国产轴箱轴承与进口轴箱轴承的各项性能进行对比研究。试验旨在获得国产轴箱轴承与进口轴箱轴承的性能差异，寻求国产轴箱轴承能够替代进口轴箱轴承。
2 、国产轴箱轴承试验方案
2.1 检测内容
地铁车辆在线运营考核过程中依托JK10450 系统对国产轴箱轴承进行在线温度及振动监测，国产轴箱轴承装车后的检测内容如下：
（1）对轴承外观进行认真检查，主要观察外观、润滑脂泄露、密封等的完好情况。
（2）国产轴箱轴承装车运营考核过程中检测运行过程中的振动、温升情况。
（3）与安装进口轴箱轴承的其他车辆进行对比研究。相同车速、相同运行区间，如温升、振动相差较大，须进行分析处理。
2.2 检测标准
轴箱振动报警限制标准参照GB/T21563-2008 规定修订执行。轴箱温度报警标准参照GB/T7928-2003中9.6 的规定执行。
3 、国产轴箱轴承试验
结合地铁车辆的实际运用情况，正线运行考核试验分为两个阶段：1000 公里的不载客运行考核试验（包括空载试验和重载试验）和10万公里的正线运行考核。正线运行考核过程中，JK10450 系统监测车辆轴箱轴承振动、温升情况。经过近一年的正线运行，安装国产轴箱轴承的试验车已累计完成计划试验里程。
3.1 换装前后比较
试验过程中，监测系统未出现轴箱报警信息，表明国产轴箱轴承运行状态良好。分析每月所有位置振动、温度情况，统计并计算试验车不载客运行和正线运行考核过程中的最高温度、最高温升和最大振动有效值。图1 和图2给出的是试验车轴箱轴承更换前后的振动、温度趋势，可以看到：换装后的轴箱轴承的性能有明显变化。
（1）振动情况：国产化轴箱轴承车辆更换前（区域1），振动有效值在8g 左右；更换后空载、重载以及正线运营10 万公里（区域2）振动情况整体平缓，但振动最大值比换装前偏大。
（2）温升情况：国产化轴箱轴承更换前（区域1），轴箱温度整体趋势比较平稳；更换后的空载与重载（区域2）轴箱温度比更换前温度偏高；正线运营10 万公里（区域3）轴箱整体温度趋势稳定，第一个月的轴承温升最高，为18.3℃，之后轴承温升逐月下降，温升稳定在14~16℃，符合国家标准要求。
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图1 国产轴箱轴承换装前后轴箱振动比较
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图2 国产轴箱轴承换装前后轴箱温度比较
3.2 与其他车辆的进口轴箱轴承比较为了进一步对比国产轴箱轴承与进口轴箱轴承的差异，把试验车空载、重载和正线运营考核试验过程中温升、振动数据，与其他车辆安装的进口轴箱轴承的温升、振动情况进行了对比，见图3 和图4，得到如下结论：
（1）振动情况：国产轴箱轴承（ 安装于08032 车）与进口轴箱轴承（ 安装于08015和08033 车）振动相比，最高振动值稳定在40~60g ；2015 年6 月份后，国产轴箱轴承的
振动值超过进口轴箱轴承。
（2）温度情况：国产轴箱轴承最高温升有下降的趋势，最高温升稳定在14~16℃，但比8 号线其他车辆轴箱最高温升偏高8~10℃。
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图3 国产与进口轴箱轴承最高振动比
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图4 国产与进口轴箱轴承的最高温升对比
通过对比国产轴箱轴承与进口轴箱轴承的振动和温升性能，在试验前期国产轴箱轴承的振动和温升较进口轴箱轴承偏大，分析原因如下：
（1）润滑脂。国产轴箱轴承采用的是铁道Ⅳ型润滑脂，其用于地铁车辆轴箱轴承较少，其是否能够起到很好的润滑作用需要经过长期检验。而进口轴箱轴承采用的是厂家特制润滑图3 国产与进口轴箱轴承最高振动比图4 国产与进口轴箱轴承的最高温升对比脂，已经过了长期使用。
（2）加工工艺较差。国产轴箱轴承与进口产品相比，加工和装配工艺等相对较差。由于前期轴承磨合时间较短，国产轴箱轴承振动和温升较进口产品大。但是经过近一年的正线运营，国产轴箱轴承的振动和温升情况整体平缓，符合国家标准要求。
4 、结语
通过将国产轴箱轴承与进口轴箱轴承进行对比研究。结果表明：安装有国产轴箱轴承的试验车未发生报警，轴箱振动情况整体平缓；轴箱最高温升有下降趋势，最高温升稳定在14~16℃，但比其他安装进口轴箱轴承的车辆轴箱最高温升偏高8~10℃。国产轴箱轴承总体符合地铁车辆所用轴箱轴承的技术要求，能够替代地铁车辆进口轴箱轴承。
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