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【摘 要】改革开放30多年来，随着我国国民经济的快速发展，我国铁路交通业取得了举世瞩目的成就，尤其是在近十年中，我国铁路运输人数以及铁路线长都几乎呈指数型增长。为了应对如此快速的人数增长，铁路机车本身必须具备优良的品质特性。轴承作为机车的重要组成部分，它在很大程度上反应了机车的整体性能，本文从铁路机车轴承的新材料材料、结构以及淬火处理工艺等几方面着手，分析了我国铁路机车轴承的技术现状及水平。
【关键词】国产铁路机车；轴承；技术现状；水平
1 引言
随着我国铁路运输业的快速发展，对铁路机车轴承的性能提出了新的要求，为了使国产机车轴承在与进口轴承竞争的过程中不落下风，在生产国产铁路机车轴承的时候，必须在轴承设计及工艺两方面进行大幅度的改进。就目前来讲，代表国际先进水平的当属瑞典的Svenska Kullager Fabriken（斯凯孚）轴承，而该公司提出ECP设计理念正被越来越多的轴承设计企业所接受。就铁路机车内燃机方面，我国使用较多的是DF4D型内燃机，但由于DF4D内燃机车的最高车速只有145km/h，准高速型DF4D的最高车速也只有170km/h（配属于集通铁路公司的准高速型DF4D的最大速度为每小时150km），所以现在DF4D内燃机车在客运方面主要应用于牵引快速列车和普快列车，少数会牵引特快列车。DF4DH（货运型）限速100km/h，部分DF4D货运型也由重载货运转行做了客运。DF4D型内燃机车还有一种7XXX型号的径向转向架型内燃机车，这种内燃机车的每一个轮轴都是独立的，径向转向架的最小通过曲线半径更小，只有100m。这种机车更适合于山区运行，最小通过曲线半径比Bo-Bo转向架的机车都要小。
2 国产铁路机车轴承技术及水平
2.1 机车轴承新材料使用技术及水平
我国机车轴承生产行业规定，轴承使用的钢种必须为GCr15SiMn型钢或GCr15型钢，而对于壁厚则不小于12毫米，外径不小于250毫米的机车轴承，必须以GCr15SiMn型钢作为生产材料，GCr15SiMn型钢具有良好的淬透性，钢材的中心具有同表层相同的硬度，其硬度在HRC60以上。但即便如此，根据以往的使用经验，这种钢材并不适合使用在受冲击剧烈的机车轴承上，原因在于这种钢材的脆性较大，而韧性较低，所生产的轴承很容易出现裂痕。鉴于此，我国近些年开始将100GrMo7型电渣重熔钢材使用在机车轴承上，SKF是首先使用这种钢材的轴承生产公司，它具有比GCr15型钢材更高的淬透性，其冲击韧性大约是GCr15SiMn型钢材的三倍，在控制强度条件一直的情况下，其等温淬火的基础疲劳度大概是常规热处理方式的2-3倍。目前，我国和瑞典SKF公司均将100GrMo7型电渣重熔钢材作为机车轴承的主要生产材料。从这方面来讲，我国在机车轴承的材料使用方面已经处于世界领先水平。
2.2 机车轴承结构设计技术及水平
2.2.1 采用圆柱滚子轴承的加强型结构
在控制机车轴承尺寸大小不变的前提下，采用轴承加强型结构能显著提高轴承的额定动负荷，改善轴承的动态性能，延长轴承的使用寿命，对于圆柱滚子轴承，当前比较好的生产厂家有德国FAG、瑞典SKF以及日本NSK公司，他们都生产了加强型结构，从而大幅度提高轴承的承载能力，使轴承的摩擦力矩降低。我国自主研发生产的圆柱滚子轴承有552732QY型轴承，该种轴承的将滚子的设计标准由55×32扩大到55×34，而控制滚子的数目不变，这样使得轴承的额定动负荷提高了10.5%，轴承的使用寿命提高了39.5%。
2.2.2 采用斜面挡边的套圈及球面端头滚子
一般来讲，标准圆柱滚子轴承的套圈挡边与滚子端面是在一个平面上，这样一来，在轴承转动过程中，由于两者间的相互摩擦滑动，很容易将轴承里面的润滑脂挤出，再加上轴承转动过程中离心力的作用，很难再将润滑脂填充进去，因此容易造成轴承发热而烧坏。因此，除了要改善轴承内部的润滑条件外，还必须改善轴承抹茶面的接触状态。为此，国产轴承做出的调整是将轴承的套圈挡边换成一些有一定倾斜角的斜面，另外将轴承滚子断面加工成细小的球面，这样一来，当轴承球面端头滚子作用在套圈挡边上时，容易形成润滑脂膜，从而改善轴承的摩擦环境，减少由于摩擦而产生的能量，这既增加了机车轴承的承载能力，有显著提升了轴承的最高允许转速。
2.3 机车轴承淬火处理技术及水平
1992年九月我国成功将贝氏体等温淬火工艺应用于轴承生产中，同马氏体淬火处理工艺相比较，贝氏体等温淬火热处理工艺具有以下优点：（1）运用贝氏体等温淬火处理工艺能够使钢材的冲击韧性提升25%-35%；（2）贝氏体等温淬火处理工艺能够明显提高钢材的断裂挠度，实验表明，将同一种钢材分别经贝氏体等温淬火和马氏体淬火处理，前者的挠度比后者提高了25%；（3）运用贝氏体等温淬火处理时，必须经过四小时的等温过程，可以将奥氏体的含量控制在极低含量（小于2.5%），这样一来，在保证轴承尺寸不变的情况下，机车轴承的稳定性得到了很好的保障；（4）采用 贝氏体等温处理工艺时，由于温度比较均匀，钢材几乎会在同时间发生贝氏体转变，在奥氏体向贝氏体转变的过程中，由于膨胀体积较小，因此不易产生裂纹。
3 结束语
总体来讲，国产机车轴承在结构设计、新材料应用以及淬火热处理技术层面已经基本同世界先进轴承生产商SKF公司接轨，随着日本住友、德国巴斯夫以及美国杜邦等国际著名玻璃纤维和塑钢公司在中国的成功生产案例，相信在不久的将来，属于中国的塑钢保持架机车轴承生产时代必定来临。
参考文献：
[1]刘晓峰，杨启錞.铁路机车牵引电动机轴承润滑脂的研究[J].石油炼制与化工，1997.
[2]David A Pierman.铁路滚动轴承润滑领域的技术发展[J].2000.
[3]韦长城.我国铁路机车牵引电机国产圆柱滚子轴承技术标准的可靠性探讨.
【关键词】国产铁路机车；轴承；技术现状；水平
1 引言
随着我国铁路运输业的快速发展，对铁路机车轴承的性能提出了新的要求，为了使国产机车轴承在与进口轴承竞争的过程中不落下风，在生产国产铁路机车轴承的时候，必须在轴承设计及工艺两方面进行大幅度的改进。就目前来讲，代表国际先进水平的当属瑞典的Svenska Kullager Fabriken（斯凯孚）轴承，而该公司提出ECP设计理念正被越来越多的轴承设计企业所接受。就铁路机车内燃机方面，我国使用较多的是DF4D型内燃机，但由于DF4D内燃机车的最高车速只有145km/h，准高速型DF4D的最高车速也只有170km/h（配属于集通铁路公司的准高速型DF4D的最大速度为每小时150km），所以现在DF4D内燃机车在客运方面主要应用于牵引快速列车和普快列车，少数会牵引特快列车。DF4DH（货运型）限速100km/h，部分DF4D货运型也由重载货运转行做了客运。DF4D型内燃机车还有一种7XXX型号的径向转向架型内燃机车，这种内燃机车的每一个轮轴都是独立的，径向转向架的最小通过曲线半径更小，只有100m。这种机车更适合于山区运行，最小通过曲线半径比Bo-Bo转向架的机车都要小。
2 国产铁路机车轴承技术及水平
2.1 机车轴承新材料使用技术及水平
我国机车轴承生产行业规定，轴承使用的钢种必须为GCr15SiMn型钢或GCr15型钢，而对于壁厚则不小于12毫米，外径不小于250毫米的机车轴承，必须以GCr15SiMn型钢作为生产材料，GCr15SiMn型钢具有良好的淬透性，钢材的中心具有同表层相同的硬度，其硬度在HRC60以上。但即便如此，根据以往的使用经验，这种钢材并不适合使用在受冲击剧烈的机车轴承上，原因在于这种钢材的脆性较大，而韧性较低，所生产的轴承很容易出现裂痕。鉴于此，我国近些年开始将100GrMo7型电渣重熔钢材使用在机车轴承上，SKF是首先使用这种钢材的轴承生产公司，它具有比GCr15型钢材更高的淬透性，其冲击韧性大约是GCr15SiMn型钢材的三倍，在控制强度条件一直的情况下，其等温淬火的基础疲劳度大概是常规热处理方式的2-3倍。目前，我国和瑞典SKF公司均将100GrMo7型电渣重熔钢材作为机车轴承的主要生产材料。从这方面来讲，我国在机车轴承的材料使用方面已经处于世界领先水平。
2.2 机车轴承结构设计技术及水平
2.2.1 采用圆柱滚子轴承的加强型结构
在控制机车轴承尺寸大小不变的前提下，采用轴承加强型结构能显著提高轴承的额定动负荷，改善轴承的动态性能，延长轴承的使用寿命，对于圆柱滚子轴承，当前比较好的生产厂家有德国FAG、瑞典SKF以及日本NSK公司，他们都生产了加强型结构，从而大幅度提高轴承的承载能力，使轴承的摩擦力矩降低。我国自主研发生产的圆柱滚子轴承有552732QY型轴承，该种轴承的将滚子的设计标准由55×32扩大到55×34，而控制滚子的数目不变，这样使得轴承的额定动负荷提高了10.5%，轴承的使用寿命提高了39.5%。
2.2.2 采用斜面挡边的套圈及球面端头滚子
一般来讲，标准圆柱滚子轴承的套圈挡边与滚子端面是在一个平面上，这样一来，在轴承转动过程中，由于两者间的相互摩擦滑动，很容易将轴承里面的润滑脂挤出，再加上轴承转动过程中离心力的作用，很难再将润滑脂填充进去，因此容易造成轴承发热而烧坏。因此，除了要改善轴承内部的润滑条件外，还必须改善轴承抹茶面的接触状态。为此，国产轴承做出的调整是将轴承的套圈挡边换成一些有一定倾斜角的斜面，另外将轴承滚子断面加工成细小的球面，这样一来，当轴承球面端头滚子作用在套圈挡边上时，容易形成润滑脂膜，从而改善轴承的摩擦环境，减少由于摩擦而产生的能量，这既增加了机车轴承的承载能力，有显著提升了轴承的最高允许转速。
2.3 机车轴承淬火处理技术及水平
1992年九月我国成功将贝氏体等温淬火工艺应用于轴承生产中，同马氏体淬火处理工艺相比较，贝氏体等温淬火热处理工艺具有以下优点：（1）运用贝氏体等温淬火处理工艺能够使钢材的冲击韧性提升25%-35%；（2）贝氏体等温淬火处理工艺能够明显提高钢材的断裂挠度，实验表明，将同一种钢材分别经贝氏体等温淬火和马氏体淬火处理，前者的挠度比后者提高了25%；（3）运用贝氏体等温淬火处理时，必须经过四小时的等温过程，可以将奥氏体的含量控制在极低含量（小于2.5%），这样一来，在保证轴承尺寸不变的情况下，机车轴承的稳定性得到了很好的保障；（4）采用 贝氏体等温处理工艺时，由于温度比较均匀，钢材几乎会在同时间发生贝氏体转变，在奥氏体向贝氏体转变的过程中，由于膨胀体积较小，因此不易产生裂纹。
3 结束语
总体来讲，国产机车轴承在结构设计、新材料应用以及淬火热处理技术层面已经基本同世界先进轴承生产商SKF公司接轨，随着日本住友、德国巴斯夫以及美国杜邦等国际著名玻璃纤维和塑钢公司在中国的成功生产案例，相信在不久的将来，属于中国的塑钢保持架机车轴承生产时代必定来临。
参考文献：
[1]刘晓峰，杨启錞.铁路机车牵引电动机轴承润滑脂的研究[J].石油炼制与化工，1997.
[2]David A Pierman.铁路滚动轴承润滑领域的技术发展[J].2000.
[3]韦长城.我国铁路机车牵引电机国产圆柱滚子轴承技术标准的可靠性探讨.