353130B 紧凑型铁路货车轴承

2012-11-30上海联合滚动轴承有限公司项目组200240

装备机械 2012年4期

上海联合滚动轴承有限公司项目组 (200240）

0 引言

为适应物资、客流、信息高速化运转的需求，确保铁路运输大动脉的主导地位，铁道部根据我国国民经济高速发展的趋势，在高速、快捷、安全的前提下，提出了“跨越式发展”的战略目标，实施了开辟新线、扩建改造复线，引进发达国家的先进技术，提高车辆装备水平等举措。客运方面为达到“高速、快捷、舒适”的目标，自1998年开始全国主要干线已进行了多次大提速；货运方面提出了“高速、重载”的目标，车速达到120km/h，车辆装载能力由60t/辆发展为80t/辆，其货车所用的转向架轴承也由本次技术改造前的352226X2-2RZ扩大到353130X2-2RZ轴承（即80t货车重载提速轴承），见图1，这为研制353130B货车重载提速轴承提供了广阔的市场运用前景。

图1 353130B紧凑型铁路货车轴承

1 货车轴承的创新点、先进性及主要技术特点

1.1 产品设计

取消密封座以及整体缩短和紧凑型的设计，以适合缩短的轴颈。轴承采用EC(较之以往轴承设计在轴承内部结构改进,承载能力和寿命增加、根据载荷和转速确定档边角度满足轴向承载力)设计，内圈挡边为锥挡边，内圈滚道为凸度形式，滚子端面为球基面，素线为对数曲线，从而提高了轴承寿命和可靠性。保持架采用工程塑料保持架，避免了钢冲压保持架生产中易出现的旋转单向性问题。353130B塑钢保持架除具备现有安全性能外，其留有独特的滚道及挡边外观检查兜孔，对保证检修质量极为有利。产品外观及组成见图2、图3。

图2 轴承示意

图3 轴承结构

1.2 轴承密封

采用了低摩擦的油封，油封的固定件安装在轴承外圈两牙口上，旋转件安装在内圈大挡边上，使轴承形成一个独立的密封单元，这样既保证了低摩擦力矩，同时防止油脂的泄漏以及杂质进入轴承中。在后挡和靠近轮侧的内圈大端面安装了一个塑钢隔圈，以防止内圈和后挡的接触面的摩擦，能有效地改善微动磨蚀对轴承性能的影响，同时对轴颈也有一定的防护作用。

1.3 轴承套圈

采用渗碳淬火、二次淬火、回火方法，以保证套圈外部有较高硬度，内部有一定韧性，满足铁路轴承耐磨、耐冲击等要求。渗碳淬火用爱协林渗碳炉进行渗碳压模淬火，控制套圈变形量。套圈有效渗碳层深度为1.5～2.3mm。

1.4 制造技术

轴承内圈大挡边采用带有振荡的高速磨削，外圈滚道、牙口一次成型磨削以及外圈滚道、外径一次超精等先进的制造工艺及装备。

2 主要工艺步骤

其生产基本沿用传统轴承加工工艺步骤：

原材料→锻压成形→退火→车加工→热处理→磨加工→探伤、退磁、磷化、清洗→装配→包装。

机加工的工艺步骤如下：

套圈原料→锻压成形→退火→粗车成型→精车加工→清洗→转热处理车间→磨加工→转后续加工车间进行探伤、退磁、磷化、清洗→装配→包装。

其部分生产线见图4。

图4 353130B轴承生产线

3 实施的工艺方式

353130B紧凑型铁路货车轴承的加工难度大、精度要求高。为了确保轴承产品质量、技术参数、性能均达到用户要求，公司采用了以下几方面的独创工艺，使353130B轴承产品各项重要指标均达到要求，且批量后也相当稳定。

3.1 轴承内圈大挡边采用带有振荡的高速磨削

353130B铁路货车轴承内圈大挡边形状为直线。它与滚子球基面为点接触，其摩擦方式为滑动摩擦而且内圈挡边是轴向力的主要承受区域，因此内圈挡边的几何形状、粗糙度、挡边角度误差等各项技术指标均会对轴承的承载能力及使用寿命产生极大的影响。为了很好地解决上述问题，采用了高速振荡磨削的方法对内圈大挡边进行加工。这种加工方法提高了砂轮单个颗粒的耐用度，不仅改善了挡边的表面粗糙度及磨削应力，而且降低了形状误差，同时在加工过程中能使磨削区域充分冷却，减少了磨削烧伤。

3.2 外圈滚道、牙口一次成型磨削

353130B铁路货车轴承采用了整体短缩和紧凑型设计，因此轴承采用了较特殊的低摩擦的盒式油封，缩短了整体尺寸。这种密封方式，其固定件安装在轴承外圈两端牙口上，旋转件安装在内圈大挡边外径上，这样保证了低摩擦扭矩，同时防止油脂泄漏及微振磨蚀颗粒和其他杂质进入轴承中。因此外圈牙口的加工精度会直接影响整套轴承的密封性能。

为了提高外圈两滚道、牙口的加工精度，采用了外圈两滚道、牙口一次成型的加工工艺，这样有效地保证了两滚道、牙口的加工精度，减少了两滚道、牙口之间的相互公差，大大提高了轴承的制造精度。