本發明專利技術公開了高速列車用長壽命防抱死液體靜壓式軸箱軸承，包括軸瓦、芯軸和密珠層。特征是：軸瓦內孔周向分布有若干油墊，芯軸外圓和軸瓦內孔之間構成了微間隙，密珠層由微小密珠在保持架中密集分布形成并且徑向尺寸小，當密珠層位于芯軸內部時，將芯軸分割成了外芯軸和內芯軸，當軸瓦和芯軸同時為鋼質硬性材料時，在軸瓦的內孔上或者芯軸的外圓上設置軟性薄層，典型結構為長壽命防抱死液體靜壓式雙列圓錐或圓柱軸箱軸承。本發明專利技術的高速列車用長壽命防抱死液體靜壓式軸箱軸承，具有長壽命、防抱死、低摩擦、高精度、高剛度和大阻尼等六個優點，可以大幅提高現有滾動式軸箱軸承的服役性能，符合高速列車未來發展對軸箱軸承的進一步要求。要求。要求。
【技術實現步驟摘要】
高速列車用長壽命防抱死液體靜壓式軸箱軸承
[0001]本專利技術涉及高速列車用軸箱軸承，具體涉及高速列車用長壽命防抱死液體靜壓式軸箱軸承。
技術介紹
[0002]軸箱軸承是高速列車走行部轉向架的核心部件，現有軸箱軸承均為滾動式軸箱軸承，主要有雙列圓錐滾子軸承和雙列圓柱滾子軸承兩種。國產滾動式軸箱軸承由于存在材料、加工和潤滑等多因素難題導致可靠性差，服役壽命短，目前只見臺架試驗未見實車應用。材料問題主要是軸承鋼純凈度和均勻度不夠，加工問題主要是軸承零件加工精度不足。這種多因素難題是國內高端滾動軸承制造的共性問題，僅靠解決單一難題很難短時間內突破，因此國內高速列車軸箱軸承目前主要依賴進口。
[0003]實際應用中，對于200km/h以上高速列車，軸箱軸承要求120萬公里免維護，檢修后使用至240萬公里，在國內外現有技術共同支持下可以滿足。但滾動式軸箱軸承屬于滾動摩擦，滾子和內外圈滾道直接接觸，持續磨損，服役壽命受限于材料表面的疲勞強度，因此隨著高速列車速度進一步增加而服役壽命快速縮短，致使240萬公里的服役壽命要求顯得更為苛刻。目前還沒有研究指出現有軸箱軸承服役壽命能否滿足未來高速列車進一步提速至500km/h乃至700km/h以上的發展需要。
技術實現思路
[0004]針對以上問題，本專利技術嘗試另辟蹊徑，用流體摩擦代替滾動摩擦，將液體靜壓軸承應用于高速列車走行部的軸箱上，用以提高軸箱軸承服役壽命，此時的新型軸箱軸承稱為液體靜壓式軸箱軸承。新型軸箱軸承可以避免解決現有國內滾動式軸箱軸承的多因素難題，并且由于摩擦副之間無接觸，使得軸箱軸承的壽命不再受限于材料表面的疲勞強度，因此具有理論極長壽命等卓越服役性能，符合高速列車未來進一步提速的發展需要。然而不同于傳統精密機床領域的液體靜壓軸承，高速列車使用液體靜壓式軸箱軸承時會受極端溫差和振動干擾等實際環境因素影響，容易抱死，并且一旦抱死將會導致列車側翻，產生危及整車乘客生命的重大安全事故。因此高速列車用液體靜壓式軸箱軸承對防抱死的安全性要求極高，遠遠超過精密機床領域對液體靜壓軸承防抱死的安全性要求，這就需要保證液體靜壓式軸箱軸承始終不能抱死，進而保證高速列車運行的絕對安全。顯然單純提高微間隙中油膜服役可靠性并不足以保證絕對安全，當油膜意外失效時，軸箱軸承內部芯軸和軸瓦直接摩擦，需要確保微間隙中兩者不得抱死。再進一步考慮絕對安全時，即使軸承內部芯軸和軸瓦所在微間隙抱死，軸承外圍也需要設置防抱死的兜底方案，保證高速列車有足夠時間安全停車，以免列車側翻產生重大安全事故。為此，本專利技術提供了靜壓軸承添加微小密珠和硬性材料添加軟性薄層兩種方案獲得長壽命防抱死液體靜壓式軸箱軸承。
[0005]本專利技術提供的具體技術方案是：高速列車用長壽命防抱死液體靜壓式軸箱軸承，包括軸瓦(1)、芯軸(2)和密珠層(3)，其特征在于，軸瓦(1)的內孔上周向分布有若干油墊，
單個油墊由封油面(1
?
1)、油腔(1
?
2)、進油孔(1
?
3)和回油槽(1
?
4)組成，油腔(1
?
2)位于封油面(1
?
1)的內部并和進油孔(1
?
3)相通，回油槽(1
?
4)位于封油面(1
?
1)的外部，芯軸(2)的外圓和軸瓦(1)的內孔之間構成了微間隙(4)，密珠層(3)由微小密珠(3
?
1)在保持架(3
?
2)中密集分布形成并且徑向尺寸小，密珠層(3)位于芯軸(2)的內部或者位于軸瓦(1)的外部，當密珠層(3)位于芯軸(2)的內部時，將芯軸(2)分割成了外芯軸(2
?
1)和內芯軸(2
?
2)，當密珠層(3)位于軸瓦(1)的外部時，密珠(3
?
1)需要在軸瓦(1)的軸向位置上避開進油孔(1
?
3)。
[0006]進一步，當軸瓦(1)和芯軸(2)同時為鋼質硬性材料時，在軸瓦(1)的內孔上或者芯軸(2)的外圓上設置軟性薄層(1
?
5)。
[0007]進一步，當軸瓦(1)和芯軸(2)僅有其中之一為鋼質硬性材料時，另外一個采用銅基或鋁基軟性材料，不再單獨設置軟性薄層。
[0008]進一步，進油孔(1
?
3)處設置有節流單元或恒流單元，當設置為節流單元時，軸承為恒壓型防抱死液體靜壓式軸箱軸承，當設置為恒流單元時，軸承為恒流型防抱死液體靜壓式軸箱軸承。
[0009]進一步，典型結構為防抱死液體靜壓式雙列圓錐軸箱軸承或者防抱死液體靜壓式雙列圓柱軸箱軸承。
[0010]相對于現有技術中的方案，本專利技術的優點是：
[0011]1.本專利技術所采用的液體靜壓式軸箱軸承相比于現有滾動式軸箱軸承，由于采用了流體摩擦，摩擦副之間不接觸，無磨損，故理論服役壽命極長。
[0012]2.本專利技術所采用的靜壓軸承添加微小密珠的防抱死方案，可以防止油膜意外失效時軸承抱死，為高速列車使用液體靜壓式軸箱軸承時提供了兜底安全保障。
[0013]3.本專利技術所采用的硬性材料添加軟性薄層的防抱死方案，可以大幅度減少油膜意外失效時軸承抱死的概率，為高速列車使用液體靜壓式軸箱軸承時提供了基本安全保障。
[0014]4.本專利技術的液體靜壓式軸箱軸承具有長壽命、防抱死、低摩擦、高精度、高剛度和大阻尼等六個優點，可以大幅提高現有滾動式軸箱軸承的服役性能。
[0015]5.本專利技術的典型應用之一是防抱死液體靜壓式雙列圓錐軸箱軸承，有望替換現有高速列車用滾動式雙列圓錐滾子軸承，具有很大應用前景。
[0016]6.本專利技術的典型應用之一是防抱死液體靜壓式雙列圓柱軸箱軸承，有望替換現有高速列車用滾動式雙列圓柱滾子軸承，具有很大應用前景。
附圖說明
[0017]下面結合附圖及實施例對本專利技術作進一步描述：
[0018]圖1為本專利技術的高速列車用長壽命防抱死液體靜壓式軸箱軸承(密珠層位于芯軸內部時)。其中，1、軸瓦，1
?
1、封油面，1
?
2、油腔、1
?
3、進油孔，1
?
4、回油槽，1
?
5、軟性薄層，2、芯軸，2
?
1、外芯軸，2
?
2、內芯軸，3、密珠層，3
?
1、微小密珠，3
?
2、保持架，4、微間隙。為便于理解，圖中刻意放大了微間隙。
[0019]圖2為本專利技術的高速列車用長壽命防抱死液體靜壓式軸箱軸承(密珠層位于軸瓦外部時)。其中，1、軸瓦，1
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1、封油面，1
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2、油腔、1
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3、進油孔，1
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4、回油槽，1
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5、軟性薄層，2、芯軸，3、密珠層，3
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1、微小密珠，3
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2、保持架，4、微間隙。為便于本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.高速列車用長壽命防抱死液體靜壓式軸箱軸承，包括軸瓦(1)、芯軸(2)和密珠層(3)，其特征在于，軸瓦(1)的內孔上周向分布有若干油墊，單個油墊由封油面(1
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1)、油腔(1
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2)、進油孔(1
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3)和回油槽(1
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4)組成，油腔(1
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2)位于封油面(1
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1)的內部并和進油孔(1
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3)相通，回油槽(1
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4)位于封油面(1
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1)的外部，芯軸(2)的外圓和軸瓦(1)的內孔之間構成了微間隙(4)；密珠層(3)由微小密珠(3
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1)在保持架(3
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2)中密集分布形成并且徑向尺寸小，密珠層(3)位于芯軸(2)的內部或者位于軸瓦(1)的外部，當密珠層(3)位于芯軸(2)的內部時，密珠層(3)將芯軸(2)分割成了外芯軸(2
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1)和內芯軸(2
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【專利技術屬性】
技術研發人員：張朋海，
申請(專利權)人：重慶大學，
類型：發明
國別省市：
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