中国高速动车组轴箱轴承自主化取得初步成果,努力化解国产轴承应用风险

国产轴承在高速动车组轴箱轴承领域迈向自主化,带来新希望2023年06月29日 15:02 来源:中国经营网  中国国家铁路集团有限公司(以下简称“国铁集团”)和相关部委正在积极推进高速动车组轴箱轴承的研发和创新项目,这使得中国的高速动车组轴箱轴承自主化取得了一系列成果,初步看到了希望的曙光。中国轴承工业协会总工程师何加群最近在中国轴承工业协会官方公众号上发表了一篇文章,透露了以上信息。

  何加群指出,高速动车组轴箱轴承作为一种对安全性要求极高的产品,目前仍然完全依赖进口,因此高速动车组轴箱轴承的自主化研发成为了国家和社会高度关注的重要项目。应该加快自主化的步伐,争取尽早实现中国高速动车组轴箱轴承的自主、安全、可控。

  关于高速动车组轴箱轴承自主化取得的进展,何加群表示,高速动车组轴箱轴承的国产化应用需要经历两个程序,即科研程序和认证程序。2016年,国铁集团启动了“高速动车组轴箱轴承关键技术研究”重大专项,进行了时速250公里复兴号高速动车组轴箱轴承的仿真设计和样品试制;2018年9月,该项目成功通过了80万公里的耐久性试验考核。同时,还对时速350公里复兴号和时速250公里、350公里和谐号高速动车组的轴箱轴承进行了研发。

  2022年1月5日,国铁集团召开了CR300复兴号动车组自主化轴箱轴承的试用评审会。在会议上,国铁集团科信部制定了高速动车组轴箱轴承自主化在高速动车组综合检测车上装车试用考核周期的新规定。这一新规定大大缩短了装车试用考核的时间,加快了高速动车组轴箱轴承自主化的进程。

  在高速动车组轴箱轴承自主化中尚需解决的问题上,何加群认为,瑞典SKF、德国FAG等国外轴承厂商在产品设计时采用了正向设计,这是基于动力学仿真分析的。而中国企业在设计轴箱轴承时主要依据静力学分析,并结合了正向设计和逆向设计。他指出,中国企业的设计很大程度上是基于对国外轴承在中国应用情况的分析,以及对国外轴承在中国高铁应用中出现故障失效形式的分析,因此设计出来的轴承成品可以与国外产品在形状上相似,但还不能完全做到“神似”。

  何加群举例说,轴箱轴承的工作表面凸度修型似乎已经解决了,但实际上并非如此。目前尚未解决的问题是如何通过超精密加工精确制造出符合设计要求的曲线型面。关于一些关键数值的选择和位置的配置,尚未完全解决。他认为,这些数值和位置不应随意确定,而应建立模型进行分析计算,以得出正确的坐标和数值。他表示希望在这方面有深厚造诣的专家和企业家能够充分发力,加以解决。

  在轴箱轴承的专用钢材方面,何加群指出,中国企业对钢材和热处理方面的研究尚未深入,对国外轴承企业采用的不同钢材和不同热处理工艺机理尚未真正掌握。他说:“目前,中国自主化的高速动车组轴箱轴承采用了日本的技术路线,即渗碳轴承钢。但是我们对欧洲和日本两种技术路线的优劣势尚不清楚,我们为什么要选择日本的技术路线,应该首先进行深入研究。”

  结合中国高铁的发展实际,高铁轴承的使用寿命和免维护周期必须达到更高的要求。何加群透露,最近国铁集团计划将复兴号高速动车组轴箱轴承的使用寿命延长到330万公里,免维护周期不低于165万公里;和谐号的使用寿命延长到290万公里,免维护周期不低于145万公里。此前,和谐号动车组和复兴号动车组的轴箱轴承使用寿命要求为240万公里,免维护周期为120万公里。

  对于自主化的高速动车组轴箱轴承应用风险,何加群表示,任何新生事物都存在风险,这是科学问题,应以科学的精神来对待。

  据统计,截至2019年,中国总共使用了22万套进口高速动车组轴箱轴承,其中有550套轴承发生故障,故障率为0.25%。何加群建议,应深入研究发生故障的进口轴承的故障类型、故障原因和故障机理,识别故障的风险因素,并提出基于高速动车组轴箱轴承全生命周期的故障风险预防措施,以确保故障的风险可防范和可控制。

  何加群建议,国铁集团应加强对高速动车组轴箱轴承在整个运行过程中(如温升、振动、噪音等)的监测,及时预警可能出现的轴承故障,将故障消灭在萌芽状态;轴承制造企业应组建高速动车组轴箱轴承安全运行跟踪服务团队,对轴箱轴承的安全运行进行全生命周期的跟踪服务。

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