图1  双列圆锥滚子轴承单元TAROL

舍弗勒工业事业部铁路业务管理部门已在铁路应用领域的滚动轴承市场树立并稳固了其领先地位，该部门的发展得益于亚洲铁路运输市场的蓬勃发展，包括大城市高速长途运输、货物运输以及短途运输。

舍弗勒集团是全球知名的滚动轴承生产商和汽车零部件供应商。舍弗勒工业事业部旗下有INA和FAG品牌，为全球市场提供应用支持服务，并向约60个不同行业提供滚动轴承、滑动轴承和直线、直驱产品。产品范围包括225000个产品，从小到几毫米的微型轴承——如用于牙钻的轴承，到外径达几米的大型轴承——如用于风力涡轮机的轴承。舍弗勒工业事业部是俄罗斯高速列车Velaro-RUS和中国CRH3高铁项目轴箱轴承的开发合作伙伴，并涉及众多短途铁路运输的项目，目前进展中的项目之一为新加坡地铁，其铁路业务管理部门在中国已经具备研发能力并建立了轴箱轴承制造工厂。

图2  集成有发电机传感器的轴承

为不同安装位置提供解决方案

舍弗勒集团的产品范围覆盖铁路机车车辆的各种轴承应用，包括轴箱、轴箱轴承以及用于牵引电机和齿轮箱、车辆连接装置、倾摆系统、门系统和其他应用的轴承及零部件。机电一体化装置——如集成有传感器的轴承——提供控制和监控功能的所需信息，增强了现代铁路交通运输的安全性。

轴承在极端条件下的可靠性试验通过自主研发的试验台架完成。在施莱因福特FAG工厂的用于测试铁路机车车辆轴承的试验台架，通过联邦铁路协会（EBA）的认可并认证的，且被授权可以依据DIN EN ISO/IEC 17025:2000标准进行“铁路轴箱轴承性能试验”。此外，位于中国安亭的舍弗勒集团亚太研发中心可进行其他测试。

舍弗勒工业事业部的管理体系也符合最新的国际铁路工业标准（IRIS），于2008年8月获得了TüV Süd认证，之后再次通过两次认证。审核对象包括铁路业务管理及其销售、开发、设计和应用技术部门、球轴承和调心滚子轴承生产以及职业安全和质量管理等职能部门。

图3  FAG轴箱和轴承单元

在高载荷条件下仍具有高可靠性

FAG轴箱轴承承受轮对和转向架构架之间产生的极端载荷，尤其是对于高速列车。开发这类轴承时舍弗勒集团与车辆制造商和运营商紧密合作，优化产品以满足特定的运行工况。轴箱轴承一般采用圆柱滚子轴承、可即时安装的圆柱滚子轴承单元以及调心滚子轴承和圆锥滚子轴承。

双列圆锥滚子轴承TAROL单元尤其易于安装，出厂时已调整好游隙，加注油脂并安装密封。舍弗勒工业事业部提供英制轴承、公制轴承以及必要的锁紧零件、配合件，可以快速可靠地安装。另外，可根据客户需要提供定制零部件、备件和承载鞍。实践证明，圆柱滚子轴承和圆柱滚子轴承单元可靠性也非常好。用作轴箱轴承的圆柱滚子轴承一般有两种主要配置，即两个单列圆柱滚子轴承配对使用，或采用一个双列圆柱滚子轴承单元。圆柱滚子轴承在注脂、密封后即可安装，尺寸的大小根据计算的运行寿命大于300万km确定。

作为转向架构架和轮对间的连接件，轴箱必须能够安全地传递载荷。轴箱设计取决于所受力的传递方式。经过优化的轴箱形状可以改善滚动轴承的压力分布，从而减小特殊负荷，避免受载轴承接触面的应力集中。通过FEM计算的支持，采用综合的试验确保轴箱的优化设计。有限元方法不仅描述了轴箱复杂的几何形状，而且尽可能真实地反映出轴箱复杂的应力梯度分布。可供应的轴箱和承载鞍采用三种材料，分别是球墨铸铁、铸钢或轻金属。滚动轴承通过一系列基于DIN EN 12080标准的检测，包括内、外圈的超声波检测，达到了最高质量级别“class 1”。轴箱轴承需要在专用的试验台架上按照EN 12080标准进行验证。

图4  FAG集成传感器

机电设备提高安全性和效率

现代铁路交通对安全性的要求越来越高，在运行过程中，机车车辆的控制和监控功能需要各种数据记录，这些数据可以通过轴承中集成的传感器采集。舍弗勒工业事业部已研制出集成传感器的轴箱轴承单元（轴箱和轴承并带有传感器），以满足铁路应用日益增长的需求。

双列圆锥滚子轴承单元TAROL（图1）具有高的承载能力，它集成有两个独立的速度和温度传感器，用于测量轴承的转速、旋向和温度，属于轴箱轴承单元的核心部件。速度传感器的输出信号主要用于制动控制系统和WSP（车轮防滑系统），也适用于牵引控制、静止检测、速度显示器、门系统以及欧盟未来的铁路控制系统（ERTMS/ETCS）。温度信号也增强了安全性：通过连续的温度测量来监控轴承的工作状态，可在早期发现故障并及时纠正。该系统还能提供传统的热运行检测功能，可在紧急情况下立即发出警告。

基于集成有发电机传感器轴承的列车支持系统（图2）是一项备受赞誉的全新开发成果，尤其适用于不带独立电源的货车。它通过轮轴上永磁体的旋转运动产生电能。舍弗勒工程师已经开发出了列车支持系统的电子系统和软件，并将其集成于发电机传感器轴承中，成为一套车载装置。利用该装置可记录轴承、轴箱和轨道的工作状况，并通过卫星将这些信息传输到附属控制系统。通过分析这些数据，不仅可作为维护依据，也可用于列车安全系统、在线时刻表生成、线路规划、流程和风险分析以及目标定位。

图5  INA球面滑动轴承系统

适用于高速应用的FAG轴箱和轴承单元（图3），经过优化的轴箱形状改善了滚动轴承的压力分布，从而减小特殊负荷，避免受载轴承接触面的应力集中。FAG集成传感器的轴承（图4）包含两个独立的速度和温度传感器，用于测量轴承的转速、旋向和温度。INA球面滑动轴承系统（图5），用于低地板有轨电车车体间的连接。用于铁路车辆倾摆装置、抗侧滚扭杆装置和产生倾摆运动的驱动单元的INA轴承，如支撑型滚轮单元、带环形槽的圆柱滚子轴承和滚针/推力圆柱滚子轴承。

舍弗勒的产品还可用于齿轮箱和牵引电机的滚动轴承；在货运机车中用于支撑横向安装的牵引电机的抱轴承；用于倾摆技术和稳定系统的轴承；用于轨距调节系统的轴承；用于制动系统的轴承和部件；有轨列车车体之间以及车体和转向架间的连接轴承；门系统轴承；受电弓轴承；轨道用轴承。