William C.Vantuono（美）

　　提　要：介绍美国铁姆肯（Timken）公司和布兰柯（Brenco）公司在轴承与密封方面采用的新技术，效果显著。其中布兰柯公司开发的2000系列双列圆锥滚子轴承使轴颈缩短，减少轴颈弯曲58%、减少轴颈应力28%，并采用了长寿命聚脲润滑脂、高性能塑钢保持架及ST—212型新密封；铁姆肯公司开发的AP—2型双列圆锥滚子轴承，也缩短了轴颈，改进了HDL密封，降低扭矩66%，平均降低轴温11℃～17℃，轴承寿命延长37%，并增加了自诊断功能。
　　主题词：铁路货车；轴承；密封；美国
　　密封防潮好，运用温度低，使用寿命长，是新型轴承及密封件的优点。货车轴颈轴承及密封件现代化改造的成果有以下两点：
　　（1）从本质上提高了可靠性，减少了因过早磨损和疲劳所造成的烧损及甩车次数。这不仅是因为改进了轴承本身，而且还是因为改进了轴承密封和润滑。由于100t货车的Z大轴重（GRL）从120t增加到130t，可靠性就更为关键。
　　（2）由于故障探测装置更趋完善，电空制动从试用走向必须用的阶段。因此，轴承及轴承可提供的附加性能已成为研究与发展的关键。
　　Brenco公司和Timken公司是在其产品中采用高新技术的两家供货商。两家公司Z近都采用新设计的轴承和密封件，都致力于开发内装传感器和能为车上动力供电的装置。
　　1　Brenco公司的技术突破
　　在人们的观念中，采用新技术可能会伴随着高成本，但Brenco公司现提供了这样一种货车轴承，即利用了现有轴承设计的Z好结构特点，并克服了它的缺点，但仍保持其经济性。新型2000系列轴承的设计是专门克服零件松动和轴颈圆锥滚子与套圈间的磨损的，因为这是轴承过早损坏的主要原因。
　　新的2000系列轴承，虽与现有货车滚子轴承不能互换，但适合装入侧架导框中，只需在转向架上装一新车轴和新的承载鞍，轮对/承载鞍作为装入现有转向架的一个部件互换即可。
　　据Brenco公司称，2000系列轴承的一个主要特点是减少了轴颈弯曲，使用短轴颈而可保持同一中心距。轴颈Z大应力减少28%，轴承中心线的相对偏转角减少58%。在2000轴承的设计中，还同时考虑了应用现有检修机具的轴颈直径和轴肩几何形状。
　　正进行运用试验的2000系列轴承也揉合了如下几种新技术：
　　（1）Brenco Poly 1，一种延长运行里程的聚脲润滑脂。
　　（2）注塑聚酰胺（稳固性，玻纤填充尼龙）保持架。据说这种保持架由于减少了轴承微粒污染而磨耗率低，减轻了轴承重量，延长了润滑脂使用寿命。这种新型保持架也可在润滑不良状态下保持较高的安全系数，能运行相当长一段时间，长到足以经探测器发现而从运用中剔除出来。
　　（3）ST—212密封件，它由Brenco的子公司Seal Tech研制，据称在液体主唇外侧用一非常有效的弓形流体动力机构，把润滑剂收集到储存腔里。ST—212的特点是依靠主唇的轴承（润滑脂）一侧装流体动力系统把唇上的润滑脂除掉。ST—212还在外侧应用双迷宫式密封，以防止外部污染物侵入轴承。由于具备这些特点，2000系列轴承扭矩极小，运用温度极低。
　　北美铁路协会（AAR）有条件地批准了ST—212密封件，它完全可以与铁路通用轴承密封件（包括Brenco于1992年采用的DDL密封件）互换，在225万多个密封件的应用中，已成功地与不同的润滑脂相容使用。
　　2　Timken公司的高新技术
　　Timken公司采用如下新技术：
　　（1）AP—2型轴承　应用这种轴承的轴颈短而可减少轴颈弯曲。正常运用中，车轴在负载下往往会随轴颈的长短、直径的大小和载荷量的多少而产生弯曲现象。Timken称：“轴颈越短，车轴的弯曲程度越小。减少弯曲就等于减轻轴上一系列轴承零件的磨损。这就是说轴承延长了使用寿命，即减少了调节的可能性”。AP—2型轴承还采用了新型端盖。
　　AP—2型轴承不需用密封座，采用一种新型密封件，它融合了HDL（流体动力迷宫式）密封件和NT（新技术，改进设计）的唇形密封件的优点，提高了可靠性，延长了使用寿命。Norfolk Southern公司（NS）于1994年在50辆车上用AP—2型轴承进行了初步试运。据报道，在长运行里程、大轴重情况下运行良好。NS于1995年又在55辆100tGRL130t的铝制快卸新型漏斗车上装用AP—2型轴承。
　　（2）罐车新型轴承　据说这种轴承对罐车常遇到的腐蚀性环境抵抗性很强。罐车经常在很长一段时间内搁置在这种环境中不使用。据Timken称，由于罐车轴承“运行温度低，因此在轴承冷却时冷凝也少”。又结合改进设计的HDL密封件和专为罐车制的专用润滑脂，使之在防止进入装传统唇形密封件轴承的潮气方面起了极好的作用。
　　（3）优质HDL密封件
　　该密封件于1993年得到AAR的无条件批准，据称这种密封具有可降低峰值运行温度（试运行时降低56℃，正常运行时平均降低11℃～17℃）的优点，产生的扭矩比传统唇形密封件要小（小66%）。据Timken称，这些特点使100t车的轴承寿命延长37%。使用装有HDL配套的HDL密封件，减少了因磨损而使车轴产生的沟纹。
　　（4）对传统唇形密封件也已着手改造　与Axle-Saver新型密封座一起使用，NT密封件也可减少润滑脂的流失，并降低了运行温度。
　　（5）自诊断Smart轴承　现正进行现场试验。据Timken称：“轴承提供Z合理的位置用于监测位于车底下的复杂机械系统。支承结构的轴承是运动传递点。在车上，实时监测可提供包括速度、温度和各种动力特性的临界性能数据。”
　　Timken称，Smart轴承具有以下特性：只在需要时才安排维修，这就方便了车辆的管理，消除了因途中假热轴而造成的不必要停车及检测，方便工程师测定车辆性能数据，加强了电空制动系统的性能。
　　Timken称，他们正在积极组织参与技术合作，来开发监测轴承状况的大型系统。努力将测量数据的通讯系统与在线诊断相结合，并使用先进的微晶体电子仪器。Timken还开发了内置发电机，以向电空制动系统供电的AP轴承，还与AMP公司合作开发带延伸轴、在延伸轴上装轴驱发电机的轴承盖。
　　Brenco还告知说，他们自己设计的发电机轴承正处于研制初期。