120km/h城轨车辆轴承箱结构设计(4)
能紧密相关，可有效降低车辆对铁轨的冲击。
近年来，国内外高速轨道车辆轴箱轴承已从油浴润滑的带挡边圆柱滚子轴
承发展为脂润滑免文护密封式双列圆锥滚子轴承，既承受径向载荷，也承受轴
向载荷，且满足结构紧凑及轻型化的要求，采用脂润滑密封形式可使文修简化，
并可通过减小轴承的轴向间隙提高运行稳定性 SKF 公司将 FEM 有限元解析方法
运用到轴箱轴承设计中，开发出紧凑型圆锥滚子轴承组件（CTUB）。轴承设计中
采用了塑料保持架与低摩擦接触密封，以缩短车轴，减小轴承引起的车轴弯曲，
同时减轻簧下质量。CTUB 组件内还装有监测速度及轴承状态的传感器。由于紧
凑设计能延长文修周期，可进一步提高轴承性能与安全性，具有低运转温度、
润滑脂长寿命、最佳密封性能等特点，已得到广泛地应用，也是轴箱轴承的发
展方向。
从轴承材料上来看，铁路轴承用钢，轴承钢是决定轴承寿命和可靠性的关
键因素之一，轨道交通车辆关键部位轴承工况严酷且变化多端，对轴承钢的性
能，除要求接触疲劳寿命长，耐磨性高以外，还要求其具有强大的冲击韧性和
尺寸稳定性提高轴承钢寿命的首要途径是提高钢的纯净度，因为钢中即使存在
少量的氧化物，硫化物或氮化物夹杂，也会大大降低其使用寿命，因此，高级
轴承钢多采用电渣重熔法。另外，日本根据航空发动机用轴承材料的冶炼工艺
进行高铁轴承用钢的冶炼，其超高洁净度 SAE4320 钢 ( 与我国的 G20CrNi2MoA
钢相当) 采用真空精炼式生产( 电炉—炉外精炼—RH 真空脱气—连铸) 方法，
已在 285km/h 的新干线 700 系高速列车轴承上得到使用。
我国在轴承金属材料的热处理、加工工艺、表面改性等方面的研究还处在
探索，试验阶段。在研制高铁轴承用钢的过程中，相当大的努力都是针对轴承
钢的成分及其加工工艺所做的改进。目前，已研究采用真空精炼渗碳轴承钢代
替电渣重熔轴承钢和提高轴承钢材料纯净度的工艺方法。 针对轨道交通轴承用钢的研究方向主要集中在以下几个方面：
( 1) 热处理工艺的研究，为保证贝氏体处理后的接触疲劳寿命，确保高的
断裂韧性和高的冲击韧性，就必须对热处理工艺进行选择及试验研究。
( 2) 钢种的选择，发展方向是采用 GCr18Mo 进行贝氏体等温热处理，还可
考虑采用 G20Cr2Ni4A 钢。
( 3) 冶炼工艺的研究，钢中氧含量是影响轴承使用寿命的关键因素，要求
氧化物分布均匀、碳化物颗粒细小、低倍组织微密，必须研究既能获得低氧含
量，又能确保其他质量的冶炼工艺。
陶瓷材料的应用更高的要求，如高温、高速、高精度等，仅依靠改进传统
的金属轴承结构或改善润滑条件已经远远不能达到要求，开发新型材料已是大
势所趋。研究发现，某些陶瓷材料具有特别优良的性能，可以在金属材料和高
分子材料难以担当的苛刻工作环境中使用，在具备轴承材料所必需的重要特性
的同时，陶瓷材料的质量仅为钢材质量的 40%，该特点有助实现轴承的轻量化
和高速化。在高温条件下仍能保证高强度和高硬度，使陶瓷轴承具有良好的耐
磨性。将陶瓷材料应用于轴承制造，已成为世界高新技术研发与应用的热点。
从轴承润滑上来看，轴承润滑状况的正确判定对制定列车文修周期具有指
导意义。分解检测周期由轴承使用寿命确定，润滑剂在轴承零件中使用寿命最
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