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從復興號高鐵看軌道車輛軸承應用

2018-02-08

（鐵姆肯公司）

　　國產動車組“復興號”達世界頂尖水準，中國制造再一次吸引了世界的目光——這陣子，燃爆朋友圈的“復興號”高鐵以上檔時速400公里、標準時速350公理刷新了中國鐵路運行速度的新高。正式運行后，京滬間的運行時間將縮短到4.5小時。

復興號

　　軌道車輛車速的不斷攀升對其動力系統(tǒng)提出了不小的挑戰(zhàn)，而作為其中的重要組成部件，齒輪箱的穩(wěn)定性尤為關鍵。在列車高速運轉中齒輪箱中的軸承會面臨三個方面的考驗，一是高速所帶來的潤滑問題，二是高速運轉下的高溫問題，三是頻繁振動的影響。三個嚴苛的關鍵問題均需從優(yōu)化軸承設計入手解決。鐵姆肯公司自1929年便為軌道車輛提供軸承解決方案，深諳其中要義。

　　首先，高速是軌道車輛齒輪箱Z為常見的工況之一。由于圓錐滾子軸承內圈大擋邊與滾子大端面在運轉過程中為滑動摩擦且該區(qū)域較難進行潤滑，如果為齒輪箱選擇圓錐滾子軸承就需要正確的選型。

Timken圓錐滾子軸承

　　鐵姆肯公司建立嚴苛的擋邊線速度選取標準，并通過對不同應用工況進行系統(tǒng)計算分析，對圓錐滾子軸承進行針對性的優(yōu)化設計，有效控制滑動摩擦扭矩，提高了圓錐滾子軸承高速應用范圍。而采用特殊擋邊結構和涂層的軸承，由于加強了局部潤滑、降低擋邊處的發(fā)熱，可以應用到某些轉速極高的齒輪箱中。此外，潤滑是影響軸承速度能力的關鍵因素，而影響軸承潤滑的各種因素有載荷、溫度、游隙、粘度等，對各種因素的影響進行量化分析，進而對齒輪箱潤滑系統(tǒng)的設計提供專業(yè)的建議，也是鐵姆肯公司具備的關鍵技術能力。

　　其次，高溫是破壞齒輪箱正常運行的常見殺手。鐵姆肯公司研究得出，當軸承長期處于超過公認的安全溫度120℃高溫狀態(tài)下運行時，可造成軸承滾道表面熱處理硬度下降和尺寸不穩(wěn)定問題。硬度下降可造成軸承額定載荷能力下降、滾道面易損傷等問題，而尺寸變化將造成內圈松動、跳動超差、結構變形等問題。這些問題嚴重威脅軌道車輛的安全運行。對于高鐵車輛齒輪箱應用，鐵姆肯公司采用特殊熱穩(wěn)定處理以滿足高溫工況的應用要求。

　　除了高速和高溫，頻繁振動也是軌道車輛齒輪箱不容忽視的工況。當車輪受到頻繁的振動沖擊時，這種振動沖擊會直接傳遞到齒輪箱上，特別是安裝在車軸上的軸承將受到較大較頻繁的振動載荷。為了讓軸承避免或減小受到振動載荷帶來的損傷，鐵姆肯公司的軌道車輛齒輪箱軸承采用了表面滲碳熱處理的材料。這種軸承表面硬度高而耐磨，芯部硬度低，韌性好，適用于有沖擊載荷的應用。

　　此外，為防止高速振動工況下軸承突然斷裂，在軌道車輛齒輪箱的軸承選型時，鐵姆肯公司特別注意保持架的強度問題和如何控制保持架的振動現象，通過專業(yè)軟件模擬Z惡劣的運行工況進行強度分析，從而選擇厚度加強、設計優(yōu)化的保持架。實踐證明，鐵姆肯公司高鐵齒輪箱軸承保持架具有足夠的強度來抵御高速振動工況帶來的斷裂風險。

　　鐵姆肯公司嚴苛的遴選和制造標準令其產品同時滿足軌道車輛齒輪箱安全性、可靠性的應用要求，遠超其他工業(yè)用途的產品。在長期的實踐過程中，鐵姆肯公司還在不斷分析總結實際應用環(huán)境對軸承壽命的影響，大力推進創(chuàng)新產品的研發(fā)。

Timken®AP-2軸承

　　目前，鐵姆肯公司作為全球鐵路車輛設備的主要軸承供應商，提供創(chuàng)新型高性能軸承及相關產品和軸承修復服務，包括：

　　Timken®高速鐵路及地鐵車輛齒輪箱軸承
　　Timken®AP™軸承
　　AP-2™軸承
　　牽引電機抱軸箱
　　SureFit™通用后擋
　　EcoTurn®迷宮式密封

　　在中國，鐵姆肯公司的軸承解決方案被廣泛應用于中國高速鐵路車輛齒輪箱上，并得到許多世界知名OEM廠商的高度認可，也與中國的鐵路裝備制造的領軍企業(yè)長期合作，開拓海外市場。

　　鐵姆肯公司將攜創(chuàng)新技術、遍布全球的應用以及服務網絡，繼續(xù)助力軌道車輛的高效、安全和可靠運行，與中國鐵路行業(yè)共同收獲更加美好的未來。