地铁车辆分体式和整体式轴箱轴承对比分析

Internal Combustion Engine &Parts
1城市轨道车辆轴箱轴承类型在高速铁路出现之前，世界上铁路车辆轮对轴箱轴承采用的结构形式主要有三种：圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承和调心滚子轴承。

为适应车辆高速化、大批量运输的发展趋向，各国铁路部门和轴承生产厂家均进行了大量的研究和试验，轴承品种也发生了变迁。

由于圆柱滚子轴承和圆锥滚子轴承已可以承受车辆的轴向力，不需再通过球轴承来承受，因此，从轴承轻量化、车辆高速化方面考虑，后续车辆轴承典型类型主要是双列圆柱滚子轴承或者双列圆锥滚子轴承。

有关研究表明，客车在时速240km/h 条件下，圆柱和圆锥滚子轴承在性能上基本相同，无明显差异。

但当车速超过240km/h 时，即在高速、高负荷条件下，圆锥滚子轴承的性能优于圆柱滚子轴承，主要是因为圆锥滚子轴承摩擦力矩较低、温升较小。

根据车辆轴箱轴承的受力特点及铁路客车轴箱轴承的应用经验，目前城市轨道车辆普遍采用圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承。

根据轴承结构特点，又可分为整体式轴承和分体式轴承。

本文主要对广州地铁A 型车分体式双列圆柱滚子轴承和整体式双列圆锥滚子轴承的特点、工艺、成本等进行对比分析。

2分体式与整体式轴箱轴承的结构和特点对比2.1分体式圆柱滚子轴承结构和特点①结构：2个外圈（两侧带固定档边）+1个内圈（带档边）+1个内圈（不带档边）+滚子+保持架+平挡圈。

②特点：结构简单、成本低廉，制造和检修方便；滚子的滚动表面承受全部径向负荷，轴向负荷只能由滚子端面与挡边来承受。

2.2整体式圆锥滚子轴承结构和特点①结构：2个内圈+1个通用外圈+2个圆锥滚子和聚合物保持架总成+1个中心隔套+润滑脂填充+2个密封系统。

②特点：滚子表面既承受径向载荷，又能承受轴向载荷。

挡边能承受轴向负荷。

检修周期长，故障少，寿命长。

（图1、图2）
图
1分体式圆柱滚子轴承
3轴承拆装工艺、工时情况对比分析
3.1分体式轴箱轴承拆装工艺
广州地铁A 型车分体式轴箱轴承的拆卸工艺流程：①拆卸轴承外圈组件（包括外圈、滚子及保持架）及轴箱→②将轴承外圈组件从轴箱上拆下→③拆卸轴承内圈→④防锈维护、密封包装、装箱。

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—作者简介:刘瑞玲（1991-），女，安徽人，技术助理，硕士，主要研究
方向为城市轨道轮轴系统。

功率变化造成，本系统充分结合了PID 控制器、Smith 预估
补偿算法的优势，以柴油机功率监测为依据，生成相应的补偿与控制信号，检测系统能够实时监测功率变化，再由控制器即时生成对应的控制信号，进而实现智能控制。

图4冷却
水温度智能控制器结构
4结语
本文设计了一个以DSP 处理器为核心控制装置，以Smith 预估补偿算法与PID 控制器相结合的方法作为智能
控制系统，解决了船舶柴油机冷却水温度控制中存在的时滞性问题，能够对被控对象进行在线控制与实时监测，具有很强的实时性与良好的可操作性，能够独立进行自检、控制、显示及报警等功能，系统可靠性更强，有利于船舶动力系统的分布式集中监控。

参考文献:
[1]张少明.船舶柴油机冷却水温度微机控制系统的设计[J].船电技术，2009，29（1）：9-11.
[2]吴云凯.船舶柴油机缸套冷却水自动控制系统的设计[J].自动化仪表，2010，31（2）：28-30.
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[4]霍福翠.采用DSP 的船舶柴油机冷却水温度控制系统设计[J].舰船科学技术，2016（8）：43-45.
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地铁车辆分体式和整体式轴箱轴承对比分析
刘瑞玲
（广州地铁集团有限公司，广州510000）
摘要:目前城市轨道车辆普遍采用分体式圆柱滚子轴承和整体式圆锥滚子轴承，本文主要基于广州地铁A 型车分体式圆柱滚子
轴承和整体式圆锥滚子轴承的实际应用经验，从拆装工艺流程、工时、成本及可靠性等方面对两种轴承进行对比分析，分析结果表明，整体式轴承比分体式轴承拆装工艺简单、维护方便、可靠性高，从全寿命周期考虑，整体式轴承的使用和维护优势明显。

关键词:地铁车辆；轴箱轴承；对比
图2整体式圆锥滚子轴承示意图
安装工艺流程：①轴承刻写编码→②加注油脂→③加热轴箱体内腔，将轴承外圈组件安装至轴箱体上→④安装轴承内圈→⑤安装轴箱及外圈组件。

轴承拆装用到的设备主要有：①中频感应加热器；②激光刻字机；③轴承注油脂设备；④鼓风加热箱等。

图3分体式轴承拆装
工艺流程
3.2整体式轴箱轴承拆装工艺
广州地铁A 型车整体式轴箱轴承的拆卸工艺流程为：①拆卸轴箱→②拆卸轴箱轴承→③装箱。

安装工艺流程：①压装轴承→②安装轴箱。

轴承拆装的工艺设备主要有轴承拆装专用液压机。

图4整体式轴承拆装
工艺流程
3.3工时对比
广州地铁A 型车分体式与整体式轴箱轴承的拆装工时对比情况见表1所示，可以看出，分体式轴箱轴承整列车拆装工时比整体式轴承多出80个工时。

轴承类型拆卸工时安装工时合计分体式轴箱轴承整体式轴箱轴承
114工时104工时
216工时146工时
330工时250工时
表1分体式与整体式轴承拆装工时对比分析
从上述分体式和整体式轴承拆装工艺和工时情况对
比来看，整体式轴承拆装工艺流程简单，维护方便，拆装工时较低。

3.4可靠性及成本对比分析
目前A 型车分体式轴箱轴承出现多起影响正线安全运行的隐患，并且在拆卸时有发现滚子脱落、外圈滚道剥离、轴承热变色等可能影响正线运行的故障，而整体式轴箱轴承在正线及拆卸时未发现影响正线运行安全的故障。

而且根据广州地铁A 型车分体式和整体式轴承的实际运用经验，分体式轴承报废率明显要高出整体式轴承，这主要是由于分体式轴承各部件在使用和维护过程中更容易受到外界环境的影响，而整体式轴承由于其内部部件已由两端的密封罩进行密封保护，不容易受到其他外在因素的影响。

从两种轴承的故障隐患情况和维修报废率来看，整体式轴承的可靠性是要比分析式轴承要高。

分体式轴承和整体式轴承使用寿命均为200万公里，整体式轴承新件和维修的成本明显要高出分体式轴承，整体式轴承新件采购的成本约为分体式的1.22倍，维修成本约为分体式轴承的2.08倍。

但由于分体式轴承报废率明显要高出整体式轴承，在考虑报废成本后，整体式轴承与分体式轴承的全寿命成本相差不多，整体式全寿命成本约为分体式轴承的1.02倍。

4总结
从以上对广州地铁A 型车分体式和整体式轴箱轴承的对比分析中可以看出，整体式轴承从拆装维护及可靠性方面均要优于分体式轴承，但是成本较高，但从全寿命周期考虑，则整体式轴承总体优势明显。

鉴于整体
式轴承具有免维护及可靠性高的优点，建议在成本许可的情况下尽量选用整体式轴承。

图5分体式与整体式轴承对比
参考文献院
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