CN102914640A - 高铁动车组轴箱轴承润滑脂的选用方法 - Google Patents
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Abstract
一种高铁动车组轴箱轴承润滑脂的选用方法，该选用方法包括三个步骤，第一步骤是润滑脂的理化指标测定，第二步骤是润滑脂的极压抗磨性能测定，第三步骤是润滑脂用于动车组轴箱轴承的性能测定，满足第一步骤理化指标测定的润滑脂才能进入第二步骤的极压抗磨性能测定，满足第二步骤极压抗磨性能测定的润滑脂才能进入第三步骤的动车组轴箱轴承性能测定，同时满足上述三个步骤的润滑脂才能确定为动车组轴箱轴承所选用的润滑脂，本发明是一种简单有效的选用方法，所选用的润滑脂适用于运营速度不小于250Km/h的高铁动车组轴箱轴承，选用的润滑脂具有良好的机械安定性、防锈性、抗氧化性、高温使用性、低温性和润滑性能。
Description
技术领域
本发明属于轴承润滑技术领域，尤其涉及到一种运营速度不小于250Km/h高铁动车组轴箱轴承润滑脂的选用方法。
背景技术
轴箱轴承是高铁动车组走行传动装置中的重要组成部分, 而轴箱轴承的润滑方式采用脂润滑，脂润滑的性能直接关系到高铁动车组轴箱传动的可靠性。
随着对高铁动车组轴箱轴承在结构设计、制造工艺、材料化学成分以及冶炼方法方面的研究不断深入，选用何种润滑脂成为轴箱轴承的首要问题，因为选用的润滑脂直接影响到轴箱的使用寿命和其传动的可靠性。
陈国治在“轴承润滑脂的使用”（哈尔滨轴承，2004,Vol.25 No.4）中指出了选用轴承润滑脂应考虑轴承的工作条件，但未阐述润滑脂的具体选用方法。
薛进在“汽车水泵轴承润滑脂的选用” （轴承，2006，No.7）中以润滑脂的理化指标进行静态试验，但缺乏轴承动态试验的可靠性。
目前，关于轴箱轴承润滑脂的选择并无相应的完整试验体系，只是根据润滑脂的理化指标，或是根据实践经验来进行判断。
润滑脂由于其组成成分的各异性以及网格结构的复杂性，采用润滑脂理化指标来作为高铁动车组轴箱轴承润滑脂的选用不存在严格的对应关系，而靠实践经验来判断不具有理论依据。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种高铁动车组轴箱轴承润滑脂的选用方法，根据该选用方法可以提高高铁轴箱润滑脂的选用成功率，节约润滑脂的选用成本。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种高铁动车组轴箱轴承润滑脂的选用方法，该选用方法包括三个步骤，第一步骤是润滑脂的理化指标测定，第二步骤是润滑脂的极压抗磨性能测定，第三步骤是润滑脂用于动车组轴箱轴承的性能测定，满足第一步骤理化指标测定的润滑脂才能进入第二步骤的极压抗磨性能测定，满足第二步骤极压抗磨性能测定的润滑脂才能进入第三步骤的动车组轴箱轴承性能测定，同时满足上述三个步骤的润滑脂才能确定为动车组轴箱轴承所选用的润滑脂，上述三个步骤分述如下：
第一步骤关于润滑脂的理化指标测定
对初步选用的润滑脂进行理化指标测定试验，测定试验标准如下：
润滑脂的外观，采用目测方式测定，测定润滑脂均匀即可；
润滑脂的相似粘度要求在40℃时≤1800mm2/s，按SH/T 0048标准测定；
润滑脂的工作锥入度要求控制在26.5～29.5mm，按ISO 2137标准测定；
润滑脂在-40℃时的锥入度要求≥12.0mm，按ISO 13737标准测定；
润滑脂的滴点要求≥180℃，按ISO 2176标准测定；
润滑脂在168h/40℃时的分油量要求控制在0.5～6.0%，按DIN 51817e f标准测定；
润滑脂的蒸发量要求≤2.0%，按GB/T 7325标准测定；
润滑脂在工作105次后与工作锥入度之差时的延长工作锥入度要求≤4.0mm，按ISO 2137标准测定；
润滑脂在100℃及500h压降时的氧化安定性要求≤0.08MPa，按DIN 51808标准测定；
润滑脂的质量分数水分要求≤0.2%，按ISO 3733d标准测定；
润滑脂的防腐蚀性等级要求≥1级，按ISO 11007标准测定；
润滑脂的水淋流失量要求≤4%，按SH/T 0109标准测定；
润滑脂在颗粒直径10μm以上的杂质含量要求≤200个/cm3，按SH//T 0336标准测定；
润滑脂在颗粒直径25μm以上的杂质含量要求≤50个/cm3，按SH//T 0336标准测定；
润滑脂在颗粒直径50μm以上的杂质含量要求为0个/cm3，按SH//T 0336标准测定；
同时满足上述各理化指标测定的润滑脂才能进入第二步骤，不能同时满足上述各理化指标测定的润滑脂将被淘汰；
第二步骤关于润滑脂的极压抗磨性能测定
对同时满足上述各理化指标测定的润滑脂进行极压抗磨性能测定，极压抗磨性能测定分两项性能指标进行，其中一性能指标在极压四球机进行，要求润滑脂的最大无卡咬负荷PB值≥100kgf并按SH/T 0202标准测定，其中另一性能指标在磨损四球机进行，要求润滑脂的磨斑直径≤0.5mm并按SH/T 0204标准测定，同时满足上述两项性能指标的润滑脂才能进入第三步骤，不能同时满足上述两项性能指标的润滑脂将被淘汰；
第三步骤关于润滑脂用于动车组轴箱轴承的性能测定
对同时满足上述两项性能指标的润滑脂进行性能测定，将同时满足第二步骤的润滑脂封装在动车组轴箱轴承中并在高铁轴承试验机上进行动车组轴箱轴承的性能测定，要求高铁轴承试验机的主轴最大转速≥3000r/min且进行20小时的性能测定，性能测定按EN12082-2007标准执行，在EN12082-2007标准中规定：
①高铁轴承试验机的环境温度=20℃；
②当动车组轴箱轴承的转速=2242r/min时计算出所需风量；
③当动车组的轴重=22t时计算出动车组轴箱轴承的径向载荷和轴向载荷；
④试验方法按EN12082-2007执行，EN12082-2007包括预备试验阶段和性能试验阶段；
在所述20小时内每2min记录1次动车组轴箱轴承的温升和振动，所述温升通过温度传感器测出，所述振动通过轴承振动测量仪测出；从每2min所记录的所有温升和所有振动中分别挑出最大温升值和最大振动值，所述最大温升值≤30℃，所述最大振动值≤1.5倍基础振动值，所述基础振动值是所述预备试验阶段动车组轴箱轴承在转速=2242r/min、计算出的所述径向载荷以及所述轴向载荷条件下运行1小时所测得的平均振动值M，即所述最大振动值≤1. 5 M，同时满足所述最大温升值和所述最大振动值才能确定为动车组轴箱轴承所选用的润滑脂。
由于采用如上所述技术方案，本发明产生如下有益效果：
1、采用本发明所选用的润滑脂具有良好的机械安定性、防锈性、抗氧化性、高温使用性、低温性和润滑性能。
2、本发明为高铁动车组轴箱轴承润滑脂的选用和研制提供一种简单有效的检验手段。
3、本发明节约了选用润滑脂的成本，提高了选用效益。
4、高速铁路轴承试验机模拟了高铁动车组的工作条件，通过台架试验为润滑脂的选用提供了试验依据。
5、通过本发明可以改进润滑脂的配方，也可根据所选用的润滑脂对轴箱轴承提供优化设计。
具体实施方式
本发明是一种高铁动车组轴箱轴承润滑脂的选用方法，该选用方法适用于运营速度不小于250Km/h的高铁动车组轴箱轴承。
本发明的选用方法包括三个步骤，第一步骤是润滑脂的理化指标测定，第二步骤是润滑脂的极压抗磨性能测定，第三步骤是润滑脂用于动车组轴箱轴承的性能测定，满足第一步骤理化指标测定的润滑脂才能进入第二步骤的极压抗磨性能测定，满足第二步骤极压抗磨性能测定的润滑脂才能进入第三步骤的动车组轴箱轴承性能测定，同时满足上述三个步骤的润滑脂才能确定为动车组轴箱轴承所选用的润滑脂。至于所确定的润滑脂是否进行整车试验不是本发明要讨论的章节，因此从某种意义上来讲本发明只是一种初级选用方法。
现给出A、B、C 三种配方的润滑脂，根据本发明的所述三个步骤得出如下结果：
按第一步骤关于润滑脂的理化指标测定汇总于下表：
通过上表可以得出：同时满足上述各理化指标测定的只有 A、B两种润滑脂，而C种润滑脂由于滴点=170℃而＜180℃，故C种润滑脂不能同时满足上述各理化指标测定，因此C种润滑脂未通过第一步骤而被淘汰。
按第二步骤对A、B两种润滑脂进行极压抗磨性能试验。
1、极压性能测定
采用极压四球机，依照标准SH/T 0202测得：A、B两种润滑脂的最大无卡咬负荷PB值均为106kgf而＞100kgf。
2、润滑脂抗磨性能测定
采用磨损四球机，依照标准SH/T 0204测得：A种润滑脂的磨斑直径为0.516mm＞0.5mm，B种润滑脂的磨斑直径为0.408mm＜0.5mm。
可知：虽然A、B两种润滑脂所测出的最大无卡咬负荷PB值均≥100kgf，但A种润滑脂所测出的磨斑直径由于＞0.5mm故不满足第二步骤的选用条件，因此A种润滑脂未通过第二步骤而被淘汰，B种润滑脂通过第二步骤。
对同时满足上述两项性能指标的B种润滑脂进行第三步骤的性能测定，将 B种润滑脂封装在动车组轴箱轴承中并在高铁轴承试验机上进行动车组轴箱轴承的性能测定，要求高铁轴承试验机的主轴最大转速≥3000r/min且进行20小时的性能测定，高铁轴承试验机的主轴转速就是动车组轴箱轴承的转速，当动车组轴箱轴承的转速≥2242r/min时高铁动车的运营速度就≥250Km/h。
性能测定按EN12082-2007标准执行，在EN12082-2007标准中规定：
①高铁轴承试验机的环境温度=20℃；
②当动车组轴箱轴承的转速=2242r/min时计算出所需风量=11600m3/h；
③当动车组的轴重=22t时计算出的径向载荷=86 kN，计算出的轴向载荷=17 kN；
④试验方法按EN12082-2007执行，EN12082-2007包括预备试验阶段和性能试验阶段。
所述20小时内每2min记录1次动车组轴箱轴承的温升和振动，所述温升通过温度传感器测出，所述振动通过轴承振动测量仪测出。
从每2min所记录的所有温升和所有振动中分别挑出最大温升值和最大振动值，挑出的最大温升值=27℃而＜30℃，挑出的最大振动值m≤1.5倍基础振动值，所述基础振动值是指预备试验阶段动车组轴箱轴承在转速=2242r/min、径向载荷=86 kN以及轴向载荷=8.6kN的条件下运行1小时所测得的平均振动值M m/s2，挑出的最大振动值m≤1.5M。所述m和所述M是一个具体值，由于所述m和所述M计算复杂故用字母替代，但所述m和所述M是可以计算出的，如计算出的所述M=5 .1m/s2，而挑出的最大振动值m=6.4 m/s2，6.4＜1.5×5 .1=7.65。
由于B种润滑脂同时满足上述最大温升值和上述最大振动值，因此B种润滑脂才能确定为动车组轴箱轴承所选用的润滑脂。
需要指出的是：第一步骤和第二步骤直接对待选润滑脂进行各指标测定，而第三步骤是一种间接测定，将通过第一步骤和第二步骤测定的待选润滑脂封装在动车组轴箱轴承中，再通过高铁轴承试验机对动车组轴箱轴承进行温升和振动测定，通过最大温升值和最大振动值来评定待选润滑脂是否适用于一定条件下的动车组轴箱轴承，若最大温升值≤30℃且最大振动值≤1.5倍基础振动值，才能初步确定该待选润滑脂是动车组轴箱轴承所选用的润滑脂。所选用的润滑脂具有良好的机械安定性、防锈性、抗氧化性、高温使用性、低温性和润滑性能。
为了公开本发明的目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和本发明范围内的实施例的所有变化和改进。
Claims (1)
1.一种高铁动车组轴箱轴承润滑脂的选用方法，该选用方法包括三个步骤，第一步骤是润滑脂的理化指标测定，第二步骤是润滑脂的极压抗磨性能测定，第三步骤是润滑脂用于动车组轴箱轴承的性能测定，其特征是：满足第一步骤理化指标测定的润滑脂才能进入第二步骤的极压抗磨性能测定，满足第二步骤极压抗磨性能测定的润滑脂才能进入第三步骤的动车组轴箱轴承性能测定，同时满足上述三个步骤的润滑脂才能确定为动车组轴箱轴承所选用的润滑脂，上述三个步骤分述如下：
第一步骤关于润滑脂的理化指标测定
对初步选用的润滑脂进行理化指标测定试验，测定试验标准如下：
润滑脂的外观，采用目测方式测定，测定润滑脂均匀即可；
润滑脂的相似粘度要求在40℃时≤1800mm2/s，按SH/T 0048标准测定；
润滑脂的工作锥入度要求控制在26.5～29.5mm，按ISO 2137标准测定；
润滑脂在-40℃时的锥入度要求≥12.0mm，按ISO 13737标准测定；
润滑脂的滴点要求≥180℃，按ISO 2176标准测定；
润滑脂在168h/40℃时的分油量要求控制在0.5～6.0%，按DIN 51817e f标准测定；
润滑脂的蒸发量要求≤2.0%，按GB/T 7325标准测定；
润滑脂在工作105次后与工作锥入度之差时的延长工作锥入度要求≤4.0mm，按ISO 2137标准测定；
润滑脂在100℃及500h压降时的氧化安定性要求≤0.08MPa，按DIN 51808标准测定；
润滑脂的质量分数水分要求≤0.2%，按ISO 3733d标准测定；
润滑脂的防腐蚀性等级要求≥1级，按ISO 11007标准测定；
润滑脂的水淋流失量要求≤4%，按SH/T 0109标准测定；
润滑脂在颗粒直径10μm以上的杂质含量要求≤200个/cm3，按SH//T 0336标准测定；
润滑脂在颗粒直径25μm以上的杂质含量要求≤50个/cm3，按SH//T 0336标准测定；
润滑脂在颗粒直径50μm以上的杂质含量要求为0个/cm3，按SH//T 0336标准测定；
同时满足上述各理化指标测定的润滑脂才能进入第二步骤，不能同时满足上述各理化指标测定的润滑脂将被淘汰；
第二步骤关于润滑脂的极压抗磨性能测定
对同时满足上述各理化指标测定的润滑脂进行极压抗磨性能测定，极压抗磨性能测定分两项性能指标进行，其中一性能指标在极压四球机进行，要求润滑脂的最大无卡咬负荷PB值≥100kgf并按SH/T 0202标准测定，其中另一性能指标在磨损四球机进行，要求润滑脂的磨斑直径≤0.5mm并按SH/T 0204标准测定，同时满足上述两项性能指标的润滑脂才能进入第三步骤，不能同时满足上述两项性能指标的润滑脂将被淘汰；
第三步骤关于润滑脂用于动车组轴箱轴承的性能测定
对同时满足上述两项性能指标的润滑脂进行性能测定，将同时满足第二步骤的润滑脂封装在动车组轴箱轴承中并在高铁轴承试验机上进行动车组轴箱轴承的性能测定，要求高铁轴承试验机的主轴最大转速≥3000r/min且进行20小时的性能测定，性能测定按EN12082-2007标准执行，在EN12082-2007标准中规定：
①高铁轴承试验机的环境温度=20℃；
②当动车组轴箱轴承的转速=2242r/min时计算出所需风量；
③当动车组的轴重=22t时计算出动车组轴箱轴承的径向载荷和轴向载荷；
④试验方法按EN12082-2007执行，EN12082-2007包括预备试验阶段和性能试验阶段；
在所述20小时内每2min记录1次动车组轴箱轴承的温升和振动，所述温升通过温度传感器测出，所述振动通过轴承振动测量仪测出；从每2min所记录的所有温升和所有振动中分别挑出最大温升值和最大振动值，所述最大温升值≤30℃，所述最大振动值≤1.5倍基础振动值，所述基础振动值是所述预备试验阶段动车组轴箱轴承在转速=2242r/min、计算出的所述径向载荷以及所述轴向载荷条件下运行1小时所测得的平均振动值M，即所述最大振动值≤1. 5 M，同时满足所述最大温升值和所述最大振动值才能确定为动车组轴箱轴承所选用的润滑脂。
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| CN102636348A (zh) * | 2012-04-10 | 2012-08-15 | 洛阳轴研科技股份有限公司 | 高速轴承试验机 |
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2012
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Legal Events
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130206 |