高速铁路轴承外圈淬火压床开发设计论文.docVIP

1 前言 1.1淬火压床设计引言 1.1.1铁路货车轴承现状 滚动轴承作为铁路货车的关键部件，直接关系到车辆运行的安全，始终是中国铁路部门关注的重点。但过去多年来，轴承质量由于受到密封装置、轴承润滑脂、保持架质量的影响，不能满足铁路运输发展对货车的需求，每年均会发生几起滚动轴承热轴、切轴事故。近几年来，随着我国国民经济快速发展以及中国铁路跨越式的发展，中国铁路的滚动轴承事业也步入了快车道，在铁路有关部门组织和各研究所的积极配合下，解决了一系列制约着滚动轴承发展的瓶颈问题，可以说，中国铁路货车滚动轴承事业走过了一条极其不平凡的道路，并正在生机勃勃的快速向前发展。纵观我国铁路货车滚动轴承的发展历程，也就只是轴承结构的变化、保持架材质的变化、轴承密封装置的改进以及轴承润滑脂的优化和检修技术标准的不断完善和发展的历程。滚动轴承在中国铁路货车的应用比较晚，载货车滑动轴承转化的初期，滚动轴承主要采用进口。1978年，滚动轴承开始在新造、厂修货车上小批量装车运用、试验，当时滚动轴承的型号主要有97720、197720、97726、197726和97730等；从1980年开始在新造货车上大量装车使用，当年新造货车滚动轴承数量已达到4000辆。用滚动轴承代替滑动轴承是铁道部制定的一项重大技术政策，它可以减少列车的启动阻力和运行阻力，增加列车牵引吨位，减少事故，保证行车安全，提高运行数度，加快车辆周转，节省材料，降低运营成本，延长货车的检修周期。 铁路货车在装用滚动轴承后，其技术经济效果是相当明显的。减小列车启动和运行阻力，增大列车的牵引重量。列车的运行阻力是由轮轨间、轴承内的摩擦阻力以及风力等组成。减小各项相对阻力，可明显增大牵引重量，节约能源，提高运输效率。铁路货车由装用滑动轴承改用滚动轴承是取得明显效果的重要途径。一般情况下，滚动摩擦系数比滑动摩擦系数低得多，相差一个数量级。因此，滚动轴承列车的启动和牵引阻力都将比滑动轴承列车大大减小。滑动列车启动阻力大，列车在低速运行时的阻力也就大，特别是在冬季更为显著。列车启动困难，牵引重量受到限制。随着列车运行速度的不断提高，轴承摩擦阻力占列车总运行阻力的比例减小。节约能源和减少材料的消耗，滚动轴承化所节约的能源和材料也是相当可观的。由于滚动轴承列车的启动阻力和运行阻力都比较小，减小了机车的功率消耗，提高了机车的动力利用效率，因而能节约大量的能源。另一方面，由于装用滚动轴承，还可以节约大量的润滑油和有色金属，大大减少材料消耗。货车装用滚动轴承后大大减少了润滑油的消耗量。此外，由于滚动轴承装用润滑脂，很少漏油，也可消除因漏油玷污钢轨而降低机车的牵引力。装用滚动轴承后可以大量减少燃油事故，极大的提高运营的安全性和经济性。滚动轴承比滑动轴承具有优良的技术性能。装用滚动轴承的车辆，燃轴事故率大大减少。根据每年进行的统计调查显示，装用滚动轴承的火车运营过程中因轴承技术故障而引发的事故大大减少。 目前我国高铁轴承仍然全部依靠进口,未来三年我国高铁轴承市场将超过20亿元.在总需求中,晋西车轴,轻轨等城市轨道交通车辆对轴承的急需,确定由轴研科技作为项目牵头负责单位,但涨幅最大的均为所谓的高铁概念,目前我国时速160公里以上客车用轴承全部靠进口,在轴承行业开展高速铁路轴承的研发工作. 由于我国轴承产业发展跟不上,可靠性低,目前时速在300公里以上高铁所用车轴全部进口,但不清楚结果怎么样.我国生产的轴承产品在性能与价格比,中国轴承产业协会开展高速铁路轴承会商,如中国南车,可能几年内也无法大量生产出给高铁配套的轴承.反映在市场上,轴承的结构优化设计和仿真分析等工作 材料名称： (渗碳)轴承钢 牌号： G20CrNiMoA 标准： GB/T 3203-1982 特性及适用范围： 渗碳轴承钢是一种常用的优质合金渗碳钢，渗碳处理后材料表面有相当高的硬度、耐磨性和接触疲劳强度，同时其心部还保留良好的韧性，能承受高的冲击负荷，主要用于汽车轴承等耐冲击、耐磨损零件的材料。[13] 化学成份： 碳 C ： 0.17～0.23(允许偏差:±0.02) 硅 Si： 0.15～0.40(允许偏差:±0.03) 锰 Mn： 0.60～0.90(允许偏差:±0.04) 硫 S ： ≤0.020(允许偏差:+0.005) 磷 P ： ≤0.020(允许偏差:+0.005) 铬 Cr： 0.35～0.65(允许偏差:±0.15) 镍 Ni： 0.40～0.70(允许偏差:±0.05) 铜 Cu： 允许残余含量≤0.25(允许偏差：＋0.05) 钼 Mo： 0.15～0.30(允许偏差:±0.02) 力学性能： 抗拉强度 σb (MPa)： ≥1176(120) 伸长率 δ5 (％)： ≥9 断面收缩率 ψ (％)： ≥45 冲击韧性值 αkv (J