某地鐵車輛國產軸箱軸承與國產新型潤滑脂的應用研究

趙丹陽

北京市地鐵運營有限公司地鐵運營技術研發中心 北京 102208

1 研究背景

軸箱軸承是城市軌道交通裝備中非常關鍵的組成部分。目前，國內地鐵大部分車輛的軸箱軸承為進口產品，主要生產企業有日本精工、瑞典斯凱孚和德國FAG 等。

為評估某地鐵車輛國產軸箱軸承及國產新型潤滑脂的可靠性，將原列車所使用的進口軸箱軸承全部替換為國產軸箱軸承，并對替換前后軸箱的振動、溫升進行記錄對比，再對使用國產新型潤滑脂、Ⅳ型鐵道脂及進口潤滑脂的軸箱軸承溫度趨勢進行對比[1]。

本研究旨在驗證國產軸箱軸承及國產新型潤滑脂能否滿足實際運營需要，進而降低采購成本和維修成本、縮短檢修時間，提高自主維修能力，推動我國軌道交通裝備制造業發展和升級。

2 國產軸箱軸承監測方案

2.1 監測內容

車輛在線運營考核過程中依托在線監測系統對國產軸箱軸承進行溫度及振動監測、記錄并分析數據。

2.2 監測標準

軸箱振動報警限值標準按GB/T21563-2008 規定執行。

軸箱溫度報警標準參照GB/T7928-2003 中9．6 及TB/T3057-2002 的規定執行。

3 國產軸箱軸承試驗情況

本次研究對一列車48 組軸箱軸承進行了更換，其中15 套采用了國產新型潤滑脂，其余為Ⅳ型鐵道脂。

試驗分為兩個階段進行，第一階段為1006 公里的不載客試驗。其中，空載試驗考核里程為916 公里，重載試驗考核里程為90 公里。第二階段為總計10 萬公里的正線運營試驗。

3.1 換裝前后對比

在線監測系統在試驗全程未發現任何報警信息，說明國產軸箱軸承滿足監測標準要求。

對全部振動、溫升數據進行統計分析，情況如下：

①振動情況：應用國產軸箱軸承后車輛振動與原軸箱軸承基本一致。見圖1。

圖1 替換前后震動監測情況

②溫升情況：見圖2。采用進口軸箱軸承（分割線前），軸箱溫度穩定；替換為國產軸箱軸承后（分割線后）溫升比更換前更大，但均符合監測標準要求。

圖2 替換前后溫升監測情況

3.2 潤滑脂應用情況對比

通過對采用三種不同潤滑脂的軸箱軸承在相同試驗條件下采集的溫升數據進行對比，可以發現：安裝國產軸箱軸承車輛的運行最高溫升為19℃，滿足國家標準要求，采用Ⅳ型鐵道脂的軸箱軸承溫升明顯高于進口軸箱軸承的溫升。而填裝了國產新型潤滑脂的軸箱軸承溫升接近進口軸承的溫升。通過對比進口、國產軸箱軸承的振動和溫升指標，我們發現國產軸箱軸承溫升更高，其原因主要有以下兩方面：

①潤滑脂的應用：Ⅳ型鐵道脂在地鐵車輛上使用較少。并且Ⅳ型鐵道脂于2003 年4 月就開始在鐵道車輛上大面積使用，可靠性良好但溫升控制不佳。國產新型潤滑脂的技術指標已達到甚至超越進口潤滑脂，只在可靠性方面還需要進一步驗證[2]。

②加工工藝水平：近幾年國內廠商已經提高了加工工藝的精度等級，但距離進口廠商的加工裝配能力還有一定差距。

4 結語

國產軸箱軸承運營狀態正常，在線監測系統報告正常，無報警，振動、沖擊、溫度詳細數據分析未發現明顯故障信息。

詳細數據與對比情況如下：

①沖擊數據：本次監測未發現明顯故障沖擊信息；

②振動數據：更換軸箱軸承前后，振動趨勢基本相當；

③溫度趨勢：試驗列車在更換國產化軸箱軸承后，新型潤滑脂軸箱軸承整體溫度相比非國產化軸箱軸承均略微偏高1-2℃；Ⅳ型鐵道脂軸箱軸承，整體溫度相比非國產化軸箱軸承均略微偏高3-5℃；試驗列車在更換國產化軸箱軸承后，采用新型潤滑脂的軸箱軸承平均溫升在8．8℃左右，采用Ⅳ型鐵道脂的軸箱軸承平均溫升在12．2℃左右。對比列車平均溫升為7．5℃。

國產軸箱軸承符合地鐵車輛軸箱軸承技術要求，滿足實際運營需要，能夠替代進口軸箱軸承[3]。