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滚动轴承 铁路货车轴承 1 范围 本文件规定了铁路货车用滚动轴承(以下简称轴承)的代号方法、结构型式、外形尺寸、技术要求、 检测方法、检验规则、标志、防锈包装及储存等。 本文件适用于时速不大于160 km/h条件下使用的轴承,供轴承的生产、检验和验收。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件, 仅该日期对应的版本适用于本文件;不注明日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于 本文件。 GB/T 272 滚动轴承 代号方法 GB/T 307.2 -2005 滚动轴承 测量和检验的原则及方法 GB/T 699 -2015 优质碳素结构钢 GB/T 1922 -2006 油漆及清洗用溶剂油 GB/T 2828.1 -2012 计数抽样检验程序 第1部分:按接收质量限(AQL )检索的逐批检验抽样计 划 GB/T 2829 -2002 周期检验计数抽样程序及表(适用于对过程稳定性的检验) GB/T 3203 -2016 渗碳轴承钢 GB/T 4199 滚动轴承 公差 定义 GB/T 5213 -2019 冷轧低碳钢板及钢带 GB/T 6930 滚动轴承 词汇 GB/T 7811 滚动轴承 参数符号 GB/T 8597 -2013 滚动轴承 防锈包装 GB/T 9445 -2015 无损检测 人员资格鉴定与认证 GB/T 11376 -2020 金属及其他无机覆盖层 金属的磷化膜 GB/T 13237 -20 13 优质碳素结构钢冷轧钢板和钢带 GB/T 18254 -2016 高碳铬轴承钢 GB/T 24605 -2009 滚动轴承 产品标志 GB/T 24606 -2021 滚动轴承 无损检测 磁粉检测 GB/T 24608 -2009 滚动轴承及其商品零件检验规则 GB/T 30565 -2014 无损检测 涡流检测 总则 GB/T 34891 -2017 滚动轴承 高碳铬轴承钢零件 热处理技术条件 JB/T 6641 -2017 滚动轴承 残磁及其评定方法 JB/T 7051 -2006 滚动轴承零件 表面粗糙度测量和评定方法 JB/T 8881 -2020 滚动轴承 渗碳轴承钢零件 热处理技术条件 JB/T 10061 -1999 A型脉冲反射式超声探伤仪通用技术条件 1 TB/T 3017.1 -2016 机车车辆轴承台架试验方法 第1部分:轴箱滚动轴承 TB/T 3419 -2015 铁道货车轴承油封 TB/T 3567 -2021 铁路车辆轴承塑料保持架 3 术语和定义 GB/T 4199 和 GB/T 6930 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 密封罩 seal cover 钢板冲压密封零件,固定在轴承外圈上,与油封、密封座组合形成一个空间来储存润滑脂,用于防 止润滑脂漏出或外物入侵。 3.2 密封座 seal wear ring 位于轴承内圈端面外侧的环形零件,固定于车轴上与油封、密封罩组合形成一个空间来储存润滑脂, 用于防止润滑脂漏出或外物入侵。 3.3 油封 oil seal 由金属骨架和橡胶组成的环形密封零件,用于防止润滑脂漏出或外物入侵。 3.4 密封组成 seal assembly 由密封罩、油封和密封座组合形成的密封组件,用于防止润滑脂漏出或外物入侵,适用于 352226 X2-2RZ 型轴承。 4 符号 GB/T 7811 给出的符号适用于本文件。 5 代号方法 5.1 轴承的代号方法应符合 GB/T 272 的规定。轴承后置代号也可采用省略方式,用一个英文字母表示 多种后置代号的含义,如用“A ”和“B ”表示结构型式的改变。 5.2 轴承非标代号由制造商确定。 示例:X 197726 X——制造商代号,19——结构代号,7——类型代号,7——直径系列代号,26—— 内径代号,d=130 mm 。 6 结构型式 轴承的基本结构型式见图 1 和图 2 。 2 图1 带油封的双列圆锥滚子轴承 图2 带密封组成的双列圆锥滚子轴承 7 外形尺寸 轴承的外形尺寸按表 1 的规定。 表1 轴承外形尺寸 单位为毫米 外形尺寸 轴承型号 d D B C 1 B 1 352226 X2-2RZ 130 230 67 150 150 X 197726 130 230 67 150 150 352226 A 130 230 83 160 182 353130 B 150 250 83.15 160 180.6 353132 A 160 270 91 170 195 353132 B 160 270 90.5 170 195 8 技术要求 8.1 材料和热处理 8.1.1 套圈一般采用电渣重熔或线MoA 渗碳轴承钢制造,其化学成分、非金属夹杂 物、力学性能应符合表 2~表 5 的规定,其他要求应符合GB/T 3203 -2016 的规定。热处理后表面硬度 应为 59 HRC~63 HRC,其他热处理要求应符合JB/T 8881 -2020 的规定。 8.1.2 滚子一般采用电渣重熔或线 高碳铬轴承钢制造,其化学成分、非金属夹杂物应符 合表 2~表 4 的规定,其他要求应符合GB/T 18254 -2016 中GCr15 高级优质钢的规定。热处理后硬度 应为 60 HRC~64 HRC,同一零件的硬度差不应大于2 HRC ,其他热处理要求应符合GB/T 34891 -2017 的规定。 3 表2 化学成分(熔炼分析) % 化学成分 牌号 C Si Mn P S Cr Ni Mo G20CrNi2MoA 0.19~0.23 0.20~0.40 0.45~0.70 ≤0.020 ≤0.015 0.45~0.65 1.65~2.00 0.20~0.30 GCr15 0.95~1.05 0.15~0.35 0.25~0.45 ≤0.020 ≤0.015 1.35~1.60 ≤0.25 ≤0.08 化学成分 牌号 Cu Sn As Pb Sb Ca Al G20CrNi2MoA ≤0.20 ≤0.030 ≤0.040 ≤0.0020 ≤0.0050 ≤0.0010 0.015~0.050 GCr15 ≤0.25 ≤0.030 ≤0.040 ≤0.0020 ≤0.0050 ≤0.0010 ≤0.050 表3 其他化学成分 % 化学成分 牌号 O (成品分析) Ti (熔炼分析) 不大于 G20CrNi2MoA (线MoA (电渣重熔) 0.0020 0.0025 GCr15 (线 0.0025 表4 非金属夹杂物合格级别 A 类 B 类 C 类 D 类 DS 类 牌号 细系 粗系 细系 粗系 细系 粗系 细系 粗系 合格级别/级,不大于 G20CrNi2MoA 2.0 1.5 2.0 1.0 0.5 0.5 1.0 1.0 1.5 GCr15 2.0 1.5 1.5 0.5 0 0 1.0 0.5 1.0 表5 力学性能 力学性能 钢棒直径 抗拉强度 R 延伸率A 断面收缩率 Z 冲击吸收能量 KU m 2 牌号 mm MPa % % J > ≤ 不小于 — 80 980 13 45 63 G20CrNi2MoA 80 100 980 12 40 60 100 130 980 11 35 57 8.1.3 密封座应采用符合 GB/T 18254 -2016 规定的 GCr15 高碳铬轴承钢制造。热处理后硬度为 58 HRC~62 HRC,其他热处理要求应符合GB/T 34891 -2017 的规定 8.1.4 中隔圈一般采用符合GB/T 699 -2015 规定的 45 优质碳素结构钢制造。 3 8.1.5 密封罩一般采用符合 GB/T 13237-2013 规定的 10 或 08Al 优质碳素结构钢冷轧钢板或钢带制 造,或符合 GB/T 5213—2019 规定的 DC01 或 DC04 冷轧低碳钢板或钢带制造。 8.1.6 油封骨架一般采用符合 GB/T 5213 -2019 规定的 DC01 、DC03 或 DC04 冷轧低碳钢板或钢带制 造。橡胶应采用丁腈橡胶制造,材料技术要求应符合 TB/T 3419 -2015 的规定。 8.1.7 保持架一般采用 PA66-GF25 玻璃纤维增强聚酰胺 66 制造,352226 X2-2RZ 型、353132 B 型轴 承的保持架材料技术要求应符合 TB/T 3567—2021 中材质1 的规定,X 197726 型、352226 A 型、353130 B 型、353132 A 型轴承的保持架材料技术要求应符合 TB/T 3567 -2021 中材质2 的规定。 8.1.8 当用户有特殊要求时,上述零件也可采用性能相当或更优的其他材料制造。 8.2 公差 8.2.1 轴承内圈的公差应符合表 6 的规定。 表6 轴承内圈公差 单位为微米 Δ V V K S Δ V dmp dsp dmp ia ia Bs Bs d 轴承型号 上极限 下极限 上极限 下极限 mm max. max. 偏差 偏差 偏差 偏差 352226 X2-2RZ 130 -25 -50 14 9 20 — +50 -100 11 X 197726 130 -25 -50 14 9 20 — +50 -100 11 352226 A 130 -8 -33 14 9 11 — +50 -100 7 353130 B 150 -8 -33 15 11 30 50 +50 -50 30 353132 A 160 -8 -33 20 9 30 — +50 -10 11 353132 B 160 -8 -33 18 9 25 30 +50 -50 11 注:表中公差值适用于磷化处理前。 8.2.2 轴承外圈的公差应符合表 7 的规定。 表7 轴承外圈公差 单位为微米 Δ V V K S Δ V Dmp Dsp Dmp ea ea Cs Cs D 轴承型号 上极限 下极限 上极限 下极限 mm max. max. 偏差 偏差 偏差 偏差 352226 X2-2RZ 230 +80 +10 15 10 25 — +50 -250 11 X 197726 230 +30 -40 23 15 50 50 +50 -50 30 352226 A 230 0 -130 15 10 15 — +50 -250 7 353130 B 250 +40 -30 23 15 50 50 +50 -50 30 353132 A 270 +50 -20 20 10 35 — +50 -250 11 353132 B 270 +50 -20 18 10 30 — +50 -50 11 注:表中公差值适用于磷化处理前。 8.3 轴向游隙 轴承的轴向游隙应为 0.60 mm~0.70 mm 。 4 8.4 表面粗糙度 轴承套圈配合表面和端面的表面粗糙度应符合产品图样的规定。 8.5 磷化处理 轴承套圈、密封座和密封罩表面应磷化处理,磷化膜厚度应符合产品图样的规定。 8.6 残磁 353130 B型轴承套圈和滚子的残磁限值为0.25 mT ,其余型号轴承套圈和滚子的的残磁限值为 0.3 mT 。 8.7 润滑 8.7.1 轴承填装的润滑脂应符合用户的要求,其注脂量应符合表 8 的规定。 8.7.2 润滑脂应从两个内组件的滚子大端面部位和中隔圈部位分别注入,内组件滚子大端面部位的油 脂注在滚子与保持架横梁之间及滚子大端面上,中隔圈部位的油脂注在中隔圈与外圈内径面之间。 表8 轴承注脂量 单位为克 油脂分布 轴承型号 注脂量 内组件滚子大端面部位 中隔圈部位 每件外油封内径唇部位 352226 X2-2RZ 400~440 110~125 160~180 5~10 X 197726 320~380 140~160 40~60 — 352226 A 220~260 90~105 40~55 — 353130 B 225~265 90~110 40~60 — 353132 A 280~330 90~115 90~110 — 353132 B 270~310 90~110 80~100 — 8.8 清洁度 轴承组装前定性检查清洁度时应符合 A.1.2 的规定;轴承组装前定量检测清洁度时,含污量的最大 允许值为 80 mg/套,组装前密封件产品含污量应符合表 9 的规定。 表9 组装前密封件产品定量法含污量 单位为毫克/件 零件名称 每件产品含污量的最大允许值 密封罩 10 密封座 10 带密封座的密封组成 20 油封 10 8.9 寿命及台架试验 8.9.1 轴承的使用寿命为 8 年或运行里程 8×105 km 。 5 8.9.2 轴承耐久试验总模拟走行里程不应少于 6×105 km ,试验过程中测量的有效温度和试验后的检验 结果应符合 TB/T 3017.1 -2016 的规定。 8.9.3 轴承热试验总模拟走行里程不应少于 4.5×104 km ,试验过程中测量的有效温度和试验后的检验 结果应符合 TB/T 3017.1 -2016 的规定。 8.9.4 轴承密封性试验应符合 TB/T 3017.1 -2016 的规定。 8.10 裂纹 轴承套圈、滚子和密封座不应有裂纹。 8.11 外观质量 8.11.1 滚动体和磷化前套圈的工作表面、配合表面不允许有烧伤、软点和脱碳,也不允许有毛刺、划 伤、污迹、凹陷、锈蚀、磕碰伤等缺陷。 8.11.2 轴承内圈、密封座装配倒角与内圆柱面连接处应光滑过度,不应有尖棱。 8.11.3 保持架的外观质量应符合 TB/T 3567 -2021 的规定。 8.11.4 油封的外观质量应符合 TB/T 3419 -2015 的规定。 8.12 其他 8.12.1 轴承的密封装置应采用专用模具压装,压装后完好无损,符合产品图样的要求。 8.12.2 用户对轴承有其他技术要求时,可与制造商协商确定。 9 检测方法 9.1 材料和热处理的检验 采用渗碳轴承钢制造的套圈的化学成分、非金属夹杂物、力学性能等要求按照 GB/T 3203 -2016 的规定进行检验;热处理后的质量要求按照JB/T 8881 -2020 的规定进行检验。 采用高碳铬轴承钢制造的滚子的化学成分、非金属夹杂物等要求按照 GB/T 18254 -2016 的规定进 行检验。热处理后的质量要求按照 GB/T 34891 -2017 的规定进行检验。 9.2 公差的测量 轴承尺寸公差和旋转精度的测量按 GB/T 307.2 -2005 的规定。 9.3 轴向游隙的测量 轴承轴向游隙的测量原理如图 3 所示。将未安装密封组成的轴承放在平面上使外圈处于悬空状态, 上下夹紧两内圈,指示仪置于外圈端面,旋转外圈,测量仪表稳定后调整至“0 ”。翻转测量仪 180°, 旋转外圈,测量仪表稳定后指到的数值与“0 ”的相对值即为轴向游隙。也可按已经过验证和用户认可 的等效测量方法进行测量。 6 图3 轴向游隙测量原理图 9.4 表面粗糙度的测量 轴承表面粗糙度的测量按 JB/T 7051 -2006 的规定。 9.5 磷化膜的测量 轴承磷化膜厚度的测量按 GB/T 11376 -2020 的规定。 9.6 残磁的测量 轴承残磁的测量按 JB/T 6641 -2017 的规定,也可采用磁强计或特斯拉计在轴承零件端面和棱角进 行检测。 9.7 注脂量的测量 采用电子秤对注润滑脂前后的轴承进行称重,注润滑脂前后的质量之差为轴承注脂量。电子秤实际 分度值不应大于5 g 。 9.8 清洁度的检测 轴承清洁度的检测及评定方法按附录 A 的规定。 9.9 台架试验方法 轴承耐久试验、热试验和密封性能试验方法按 TB/T 3017.1 -2016 的规定。 9.10 裂纹的检查 9.10.1 轴承套圈、密封座应进行磁粉检测,其检测方法按 GB/T 24606 -2021 的规定。 9.10.2 滚子应进行磁粉检测或涡流检测。磁粉检测方法按 GB/T 24606 -2021 的规定;涡流检测原理 应符合 GB/T 30565 -2014 的规定,其他具体要求由制造商与用户协商确定。 9.10.3 外圈还应进行超声波检测,其检测方法按附录 B 的规定。 9.11 外观的检查 轴承的外观质量采用目视检查。 10 检验规则 7 10.1 出厂检验 10.1.1 轴承应经制造商检验部门检查合格并附有合格证后方可出厂。 10.1.2 轴承的出厂检验按照 GB/T 2828.1—2012 的规定,检验项目和抽样数按表 10 的规定,除尺寸 公差和旋转精度外,其他抽检项目的接收数 Ac=0 ,拒收数Re=1 。 表10 检验项目和抽样数 序号 检验项目 出厂检验a 抽样数 n 型式检验 1 化学成分 √ 每熔炼炉号,n=1 √ 2 非金属夹杂物 √ 每子炉号,n=1 √ 内圈和外圈:每1 000 件,n=1 ; 3 显微组织 √ √ 滚子:每 10 000 件,n=1 表面硬度:每熔炼炉号生产件数 X ≤50,n=2 ; 50<X ≤100,n=3 ;100<X ≤250 ,n=5 ;250 < 4 硬度 √ √ X ≤500,n=7 ;X >500,n=10 ; 心部硬度:每1 000 件,n=1 5 淬硬层深度 √ 每1 000 件,n=1 √ 6 尺寸公差、旋转精度 √ 按 GB/T 24608—2009 的规定 √ 7 轴向游隙 √ 100 % √ 生产件数 X ≤250 ,n=3 ;250 <X ≤500,n=4 ;X 8 表面粗糙度 √ √ >500,n=5 9 套圈和密封座的磁粉检测 √ 100 % √ 10 滚子的磁粉检测或涡流检测 √ 100 % √ 11 外圈的超声波检测 √ 100 % √ 内圈和外圈:每 10 件,n=1 ; 12 残磁 √ √ 滚子:每 100 件,n=1 13 外观质量 √ 100 % √ 14 注脂量 √ 100 % √ 定性检查:每周不应少于 2 次,每次 n ≥2 ; 15 清洁度 √ √ 定量检测:每月不应少于 1 次,每次 n ≥2 耐久试验 b — n=2 √ 16 台架试验 热试验 — n=2 √ b — n=2 √ 密封性能试验 a 出厂检验项目可在生产过程中完成。 b 仅适用于新产品定型。 10.2 型式检验 10.2.1 轴承在下列情况之一时,应进行型式检验: a) 新产品定型时; b) 设计、材料、工艺等有重大改变,可能影响产品质量和性能时; c) 产品停产一年以上、恢复生产时; d) 国家质量监督机构提出进行型式检验的要求时。 8 10.2.2 型式检验项目及抽样数按表 10 的规定。 10.2.3 型式检验的产品应从出厂检验合格的同一批产品中抽取,先对出厂检验项目进行复检,复检合 格后再进行台架试验。在台架试验考核中,每批试验按 GB/T 2829 -2002 的规定,选取一次抽样方案, 样本量按表 10 的规定,合格判定数为 0 ,不合格判定数为 1。 11 标志 11.1 在轴承外圈外表面凹槽的圆周上间隔地标志:轴承代号、商标(或制造商代号)、生产日期(前 两位为年份、后两位为月份)、生产顺序序号(按 6 位阿拉伯数字编排),制造商也可增加内部信息或必 要的外部信息。 示例:外圈外表面凹槽上的标志如图 4 所示。 11.2 在内圈背面上均匀分布地标志:轴承代号、商标(或制造商代号)、生产日期(前两位为年份、 后两位为月份)、材料批次号(按 3 位阿拉伯数字编排)。 示例:内圈背面上的标志如图5 所示。 11.3 为增加轴承的可追溯性,宜可采用 DMC 二维码标志,标志要求由用户与制造商协商确定。 11.4 标志的其他要求应符合 GB/T 24605 -2009 的规定。 图 4 轴承外圈标志示例 图 5 轴承内圈标志示例 12 防锈包装 轴承应整套包装,轴承的防锈包装按GB/T 8597 -2013 的规定。 13 贮存 轴承在正常储运条件下应保证12个月不生锈,防锈期自出厂之日起计算。 9 A 附 录 A (规范性) 清洁度检测及评定方法 A.1 定性检查 A.1.1 检查方法 定性检查的方法有目视检查、手感检查和白布检查,其要求: —— 目视检查:轴承各零件表面及沟角处不得存在肉眼可见的油污、水分、灰尘、纤维、锈蚀和其 他污物。 ——手感检查:轴承各零件表面用手触摸时,手感不得有颗粒物存在。 —— 白布检查:用洁净的棉白细布擦拭轴承各零件表面后,白布上不应呈现污迹。 A.1.2 判定 通过目视检查、手感检查、白布检查三项都达到要求的轴承定性检查为合格;若其中一项不合 格,则轴承定性检查为不合格。 A.2 定量测量 A.2.1 测试仪器和设备 测试仪器和设备见表 A.1 。 表A.1 测试仪器和设备 序号 测试仪器和设备 数量 1 尼龙扁刷、圆刷(规格为 12.7 mm~50.8 mm ) 1 套 2 与被清洗零部件尺寸相适配的带盖容器 1 套 3 分析天平(实际分度值为 0.1 mg ) 1 台 4 烘箱、干燥器和称量瓶 1 套 5 滤膜(孔径为5 μm ) 若干 6 滤网(300 目~360 目,孔径约40 μm ) 若干 7 清洗液(符合 GB/T 1922—2006 规定的 5 号溶剂油) 若干 8 其他常用工具 1 套 A.2.2 测试的准备工作 A.2.2.1 清洁度的测试应在环境清洁、通风良好并具有安全设施的室内进行。 A.2.2.2 操作人员应身着洁净的工作服和工作鞋帽,洗净双手。 A.2.2.3 所有清洗工具和容器等均应清洗干净。 A.2.2.4 所使用的清洗液应用滤膜过滤。 1 A.2.2.5 将滤网平整地放在清洗液中浸泡 10 min,取出后待清洗液挥发干净再置入 100 ℃±5 ℃的烘 箱内烘干 60 min,取出后再置于干燥器内冷却 30 min,然后称重(G1 )待用(用分析天平称重两次, 称重值相差不应大于 0.4 mg )。 A.2.3 测量操作方法 A.2.3.1 清洗轴承零件时,对可拆分的零件要全部拆分,对不可拆分的轴承组件在清洗过程中应施行 转动清洗,清洗时用尺寸合适的洁净刷子将每个零件洗刷三遍,再用新的清洗液冲洗两遍,收集清洗液。 A.2.3.2 用滤网过滤清洗后的清洗液。 A.2.3.3 将滤有杂质的滤网置于称量瓶中,放入 100 ℃±5 ℃的烘箱中烘干 60 min,取出后再放入干 燥器冷却 30 min,然后称得滤网质量 G2 (用分析天平称重两次,称重值相差不应大于0.4 mg )。 A.2.4 计算方法 根据下式计算出每套轴承的含污量 W: W = G – G 2 1 式中: W —— 每套轴承的含污量,单位为毫克每套(mg/套); G1 —— 过滤前滤网重量,单位为毫克(mg ); G2 —— 过滤后滤网重量,单位为毫克 (mg )。 2 A B 附 录 B (规范性) 超声波检测 B.1 探伤操作人员 B.1.1 超声波检测人员,近距视力(或矫正近距视力)在不小于 30 cm 距离处,应达到 5.0 及以上; 非色盲。 B.1.2 从事超声波检测的人员,应取得 GB/T 9445—2015 中规定的超声波无损检测2 级或 2 级以上资 格证书。 B.2 设备与器材 B.2.1 超声波探伤仪 B.2.1.1 超声波探伤仪性能指标应符合如下要求: a) 工作频率范围至少在1 MHz~10 MHz; b) 灵敏度余量≥46 dB (2.5 MHz 钢中纵波); c) 分辨力≥26 dB (2.5 MHz 钢中纵波); d) 垂直线 % ; e) 水平线 %; f) 其他性能指标应符合 JB/T 10061—1999 的规定。 B.2.1.2 数字式超声波探伤仪硬件实时采样频率应≥100 MHz。 B.2.2 探头 规格为 5N5×5FG10 的双晶直探头或技术指标相近的双晶直探头。如使用技术指标相近的探头时应 进行技术指标验证,评审合格后方可使用。 B.2.3 耦合剂 B.2.3.1 应使用机油或磨削液或其他合适的耦合剂。 B.2.3.2