主頁 > 軸承知識(shí)(shí)

我國(guó)鐵路貨車滾動(dòng)軸承工程塑料保持架的研究

2018-04-04

　　一、滾動(dòng)軸承保持架的概述
　　滾動(dòng)軸承中的保持架起著多種作用，固定滾動(dòng)體并保持彼此間合適的距離使其能正確的轉(zhuǎn)動(dòng)、引導(dǎo)滾動(dòng)體從載荷區(qū)進(jìn)入非載荷區(qū)以及衰減振動(dòng)等，這就要求保持架具有足夠的強(qiáng)度、韌性、耐磨損、耐腐蝕性能和應(yīng)用可靠性。

　　我國(guó)鐵路貨車前期裝用的滾動(dòng)軸承所采用的保持架，是采取冷沖壓工藝的鋼材質(zhì)保持架，在實(shí)際運(yùn)用中，軸承保持架的破損問題尤其突出。其產(chǎn)生斷裂位置絕大多數(shù)在大擋邊與窗梁的交接處，軸承保持架一旦斷裂，將嚴(yán)重影響滾動(dòng)軸承的正常旋轉(zhuǎn)，以至引發(fā)“熱軸”、“熱切”等惡性行車事故。

　　二、國(guó)外工程塑料保持架的應(yīng)用情況

　　1977年，德國(guó)鐵路已經(jīng)開始在圓錐滾子軸承上試驗(yàn)工程塑料保持架，80年代，歐洲許多國(guó)家均在試驗(yàn)室進(jìn)行貨車滾動(dòng)軸承工程塑料保持架的研究工作，到上個(gè)世紀(jì)80年末期，裝有工程塑料保持架的貨車滾動(dòng)軸承已經(jīng)在歐洲鐵路上進(jìn)行運(yùn)行試驗(yàn)。

　　國(guó)外研究開發(fā)了貨車專用滾動(dòng)軸承工程塑料保持架，工程塑料保持架較鋼材質(zhì)保持架具有良好的耐磨性、耐腐蝕、自潤(rùn)滑、抗沖擊性、質(zhì)量小、成本低等品質(zhì)，即使在無油狀態(tài)，由于工程塑料保持架自潤(rùn)滑的特點(diǎn)，能夠維持滾動(dòng)軸承正常運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間，提高了鐵路貨車滾動(dòng)軸承運(yùn)行的安全性，所以國(guó)外貨車滾動(dòng)軸承裝用工程塑料保持架后，“熱軸”事故大幅度降低，得到了成功的運(yùn)用。

 　　三、國(guó)內(nèi)工程塑料保持架的研究情況

　　工程塑料保持架的應(yīng)用已成為國(guó)內(nèi)外鐵路軸承的發(fā)展趨勢(shì)，開展鐵路貨車滾動(dòng)軸承工程塑料材質(zhì)保持架研制工作極具迫切性和現(xiàn)實(shí)性。針對(duì)我國(guó)國(guó)產(chǎn)鐵路貨車滾動(dòng)軸承原所用的是金屬材質(zhì)保持架在運(yùn)行中曾發(fā)生橫梁斷裂故障，鐵道科學(xué)研究院金屬及化學(xué)研究所、四方車輛研究所、二七車輛廠隆長(zhǎng)泰工程機(jī)械有限責(zé)任公司聯(lián)合，對(duì)工程塑料材質(zhì)保持架進(jìn)行了的研究工作，四方車輛研究所對(duì)客車短圓柱滾子軸承用工程塑料材質(zhì)保持架開展了研究工作，對(duì)材料、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具、工藝和樣件的理化、機(jī)械性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究，設(shè)計(jì)了我國(guó)鐵路貨車滾動(dòng)軸承用工程塑料保持架，目前，我國(guó)鐵路貨車裝用的滾動(dòng)軸承已全部使用了工程塑料保持架。

 　　四、工程塑料保持架的機(jī)理

　　工程塑料合金是指由兩種及兩種以上高分子材料構(gòu)成的復(fù)合體系，實(shí)現(xiàn)不同高分子材料有利性能的結(jié)合，并派生出新的有用性能，以得滿足實(shí)際需要的材料；工程塑料合金制備技術(shù)按形成的合金中不同高分子鏈之間是否有化學(xué)健分為兩大類，即化學(xué)法和物理法。通常前者主要指嵌段共聚和接支共聚，后者主要指機(jī)械共混；隨著高分子合金的發(fā)展，其制備方法已經(jīng)很難單純用化學(xué)法或物理法來描述，合金的制備過程常常同時(shí)伴有化學(xué)反應(yīng)和物理變化，如互穿網(wǎng)絡(luò)（IPN）技術(shù)、反應(yīng)性增容技術(shù)等，甚至在Z簡(jiǎn)單的機(jī)械共混中也存在接支共聚和嵌段共聚等化學(xué)反應(yīng)。

　　高強(qiáng)增韌復(fù)合材料是依據(jù)工程塑料合金可獲得有利性能結(jié)合的原理，針對(duì)鐵路貨車專用滾動(dòng)軸承保持架實(shí)際性能的需求而設(shè)計(jì)。增韌尼龍?jiān)诂F(xiàn)場(chǎng)反映良好體現(xiàn)在彈性體增韌塑料的機(jī)理，橡膠增韌塑料后，對(duì)外來沖擊能的耗散主要表現(xiàn)在形成銀紋，有一定韌性的基體（如PC、PA）有高的裂紋引發(fā)能和低的裂紋增長(zhǎng)能，因此具有過高的無缺口沖擊強(qiáng)度和低的缺口沖擊強(qiáng)度，這類聚合物經(jīng)橡膠增韌后，對(duì)外來沖擊能的耗散主要依賴于產(chǎn)生剪切屈服。可見，對(duì)熱塑性聚合物的增韌，本質(zhì)上在于提高材料的裂紋增長(zhǎng)能。

　　對(duì)于橡膠增韌PA66體系，沖擊能主要消耗于產(chǎn)生斷裂表面的表面能、銀紋的表面能與屈服形變能，以及基體的屈服形變能，當(dāng)對(duì)橡膠增韌PA66進(jìn)行缺口沖擊時(shí)，消耗于銀紋的沖擊能約占總沖擊能的25%，消耗于基體屈服的沖擊能占75%左右。對(duì)于本身具有一定韌性且經(jīng)橡膠增韌的基體，沖擊能的吸收主要表現(xiàn)在引起產(chǎn)生剪切屈服形變上。

　　保持架的應(yīng)用特點(diǎn)要求對(duì)材料抗沖擊特性給予高度重視，所以，材料必須具有較高的沖擊強(qiáng)度。

（來源：鐵道車輛資源平臺(tái)）