很多人觉得我行驶速度高，条件就苛刻，其实未必。这里主要是考量线速度。而这线速度主要是针对轴承的相对运动部分的线速度来讲的。对于高铁、汽车等地面交通工具来说，其轮子的直径已经保证了轴承本身的转速，而这个转速折算下来的轴承线速度其实完全算不上严苛，甚至来说可能还不如你发动机上的轴承环境来的严苛。而真正在速度上严苛的环境往往来自加工行业或者风电行业。比如几万甚至十几万转的主轴。线速度影响什么，主要来说是影响循环周期、影响成膜，影响发热，或者概括的能够理解为影响寿命。当然，这其中涉及的东西还有很多，比如影响发热但热影响又要考虑散热效率；比如影响成膜又取决于润滑方式；比如影响循环周期又要考量载荷的轻重。所以，概略性的理解下就好，再往里，就涉及弹性力学、流体力学、疲劳力学等学科范畴了，有兴趣自己了解就好。

  这里说两句温度影响。首先什么是高温？这个词的定义在不相同的领域的具体描述都不同。所以虽然高温度高压力这两高经常被提及，但不相同的领域内的差别却是相当巨大。比如航发的那个高温度高压力和钻井中的高温度高压力就差得不是一星半点。对于轴承来说，根据其使用的材料，高温度高压力的定义也不同。以马氏体渗碳体为主的轴承，其高温的范畴可能只有200度，因为再高马氏体渗碳体就分解了。而如果是陶瓷轴承，300度可能仅仅是个开始。另外，温度对于轴承的影响主要在于对油膜的影响，其次是热膨胀导致的配合影响。

  轴承的承载一般分两种情况研究，静承载和动承载。前者保证轴承的支撑以不被压溃！后者最大的作用于轴承的疲劳寿命。通常用中多数时候你容易听到的是高速轻载，低速重载和低速轻载。高速重载，大多数都在一些大工程里面了。对于一般的滚动轴承，各主要轴承厂商会在其说明手册里备注各型号轴承对应的静承载和动承载。使用者根据载荷情况即可计算选取合适的承载轴承以使用。一般来说，滚子轴承的承载能力高于滚珠轴承的承载能力；滑动轴承的承载能力高于滚动轴承的承载能力。当然，不同的使用中，还有多层均载轴承的出现（轴向轴承）使得滚动轴承的承载优于滑动轴承。

  油膜问题能说是包括轴承科学在内的所有涉及磨损的科学中的最严重的问题。你的发动机要研究油膜问题，你的轴承也要研究油膜问题。一个轴承，如果你的材料是合格的（这里就不展开了，否则什么白点、粗粒、不均匀，不良金相都得扯出来），那么在允许的载荷和转速条件下，磨损就是主体问题。磨损的实质是表面接合强度低的金属在接合、摩擦过程中断裂消耗的过程。一般的人为软相较硬相不耐磨，但并非全是这样，不多扯。轴承假如没有油膜的覆盖，就会形成干磨半干磨的环境，这是金属磨损最快的一种环境，属于设计使用中要避免的情况。而油膜必须在一定的黏度下才能够有效的附着在金属表面。这里就又涉及到一个油膜黏度的控制和成膜原理。简单来说，油膜太薄，容易在一次接合后破裂，如果后续油膜没形成，那下一次的结合就成了干磨半干磨情况。油膜太厚，容易形成热堆积，切摩擦力会增大，不利于散热和效率。温度低，油膜的流动性降低，黏度升高，不利于动态的补充；温度高，油膜又难以附着成膜，出现干磨半干磨情况。总之，就是“增之一分则太长，减之一分则太短；著粉则太白，施朱则太赤”。当然，现今科技又出现了磁流体润滑，磁悬浮的空气润滑，磁悬浮的真空使用等技术。但依靠油膜的滚动摩擦和滑动摩擦还是主要使用方式。

  振动是影响轴承寿命的一个根本原因。当然，这种观点比较含混，这里说的振动其实就是包括动载荷在内的多种变载荷形式的统称。根据疲劳学来说，一个承载体，当受到持续变载荷作用时，其内部组织边界处会在应力集中的作用下形成微裂纹，而微裂纹会累积长大，当裂纹长度和数量达到一个累积量时，就会出现宏观断裂。早期人们的认识是在一定的载荷之上时，才有上述疲劳断裂的情况出现。而随着材料学的发展，裂尖应力学说等应运而生，早期的认识被打破，人们进入到断裂区能量的研究阶段。但，基本的断裂过程还如上述所述。当然，多说两句，原始裂纹的形成是多种多样的，有组织应力裂纹，缺陷应力裂纹等等。一般的说，对于常用滚动轴承，在限定工作条件下，极限寿命可根据手册计算，误差不大。对于在极限区域工作的，则需要详细的计算，比如雨流统计、能量累积计算等。没学那么深，不现眼了就。

  配合，是对轴承装配状态的确定。这里说的配合不仅指轴承和装配体之间的孔轴配合，也包括轴承本身的游隙。轴承的配合不仅影响轴承本身的寿命，也影响乃至总系统工作的平顺性、精度以及寿命。

  轴承中的黑科技是没有的。但是能把这些已知的科技玩到一个水平之上的全世界屈指可数。这里面有炼钢的问题，有加工的精度问题，有表面形状的处理问题，有乃至使用配套的系统问题，有批量生产的质量控制问题，有装配的工艺问题等等。至于动车轮子上的轴承科技，可能还不如动车上的螺栓有技术含量。

  而抛开动车的使用限制，在其他领域内，轴承的科技含量并不低。比如高精密电主轴的轴承使用，怕是很多生产厂从来就没用对过。呵呵。

  请允许我，吹会牛。题主询问的是轮子里的轴承，好，那么我们从轮端轴承的设计、选型与检测入手。

  目前在中国铁路中，轮端轴承一般是以双列圆锥滚子轴承和圆柱滚子轴承为主的。这主要是受工况影响的，这也是有一定历史的，因为最开始并不是双列圆锥滚子轴承。

  1905年节能试验中使用的有轨电车轴箱轴承(SKF SRB球面滚子轴承 )

  1911年，瑞典长途客运列车首次使用带两个SKF双列自调心球轴承的轴箱。

  20世纪30年代，米其林公司开发了采用橡胶轮胎的米其林23内燃机车，以推出其气动轮胎。通用转向车的质量为950 kg左右，米其林23内燃机车的质量为170 kg(由于采用了汽车和飞机的新型轻质技术)。该车长30.36米，最高时速达到了150公里。采用了圆锥滚子轴承。

  1903年，德国DWF公司(后被SKF收购)推出的首款轴箱轴承采用深沟球轴承

  1907年：由瑞典SvenWingquist发明(之后成立SKF)，1911年推出首款SKF轴箱轴承，采用自调心轴承。

  1905年：美国SRB公司(后被MRC收购，MRC后被SKF接管)推出的首款轴箱轴承之一，采用滚针轴承。

  1920年左右：由SKF—Norma(德国)、FAG和其它公司推出，采用圆柱滚子轴承。后来SKF发明球面滚子轴承，开始取代。

  1925年：由美国Timken公司推出，用于轴箱。使用单列圆锥滚子轴承。

  1954年：由Timken公司开发，1972年：由SKF推出。开始使用双列圆锥滚子轴承。

  2000年：由SKF推出，紧凑型圆锥滚子轴承单元，成为时速160公里的首选。

  目前的铁路轮端轴承设计，全世界越来越趋向于使用两端整体式密封、工厂预润滑的快装式轴承单元。这种轴承单元显著简化了安装过程，并且提高了可靠性与安全性。这是因为，轴承单元的维护工作转移到了轴承供应商的再制造部门或者其它独立的专业机构。这些轴箱轴承单元可以是圆锥滚子轴承单元，也可以是圆柱滚子轴承单元。这两种轴承单元各有特点，并且已经在各类铁路车辆上成功应用。许多铁路运营商与制造商都倾向于在设计时采用其成熟的运行和维护知识与经验。

  早期的圆锥滚子轴承单元采用的是靠在特殊的密封磨耗环上的卡紧密封件，该密封磨耗环要延长轴颈。如前所述，之后的发展阶段是将密封件与轴承整合，密封件直接靠在内圈上。这些紧凑型设计的宽度更小，轴颈更短。此举不仅减小了轴重下的弯曲量，也提供了许多其它优点。

  使用聚合物轴承保持架代替钢保持架或者黄铜保持架能够明显提高可靠性与安全性。该工艺经过大量实验室和线路试验检测，正日趋完善。除少数特殊的应用之外，聚合物保持架可谓是标准设计。

  密封系统也在持续不断的发展中。设计在一直更新，以减小摩擦，降低工作时候的温度，从而延长润滑脂的常规使用的寿命和维护间隔。

  • 驮背运输车：350到450 mm(运输拖车、半挂车或集装箱车—联运)

  圆锥滚子轴承单元于20世纪50年代问世，最初用于美国货车，来取代滑动轴承。美国铁道协会(AAR)制定了关于这种轴承的标准，并且规定内圈、外圈以及滚子一定要使用渗碳钢。

  在高速和超高速应用中，取决于具体的应用要求，可采用渗碳钢和全淬透钢。一般，全淬透钢比渗碳钢更加干净，并且杂质更少。在许多应用中，全淬透钢的性能表现更好。在采用封闭式轴箱的机车、动车组、客车、城市轨道车和货车等应用中，一般都会采用的是全淬透钢。

  说到这里，可能就揭示了轴承黑科技之一——高端材料学，兄弟，你可知道，瑞典人民玩金属比其他欧洲国家加起来还溜。元素周期表上的元素，对不起，小大半是瑞典科学家搞出来的。像这种高速轴承，最难以攻克的不单单是设计，而是金属材料。金属材料的夹杂物在轴承运行中，轻易造成提前次表面金属疲劳。因此国内高端钢材的纯净度较比进口产品略有差距。但是国内货车轴承基本上已经钢材国产化了，只是高铁还不是。

  SKF为中国货车转向架开发了特殊的圆锥滚子轴承单元，以达到中国的铁路标准。该轴承单元两侧装有迷宫唇密封，还带有塑钢隔圈与塑钢保持架。此类圆锥滚子轴承单元(130 x 230 x150)可与中国采用的其它圆锥滚子轴承单元互换。新一代的中国货车的设计规格为80 t货车车厢和速度120 km/h，而以前的设计规则则为60 t货车车厢和速度80 km/h。

  还有一个就是速度，300公里每小时，那么轮端转速就要达到300公里每小时，那我们算一下转速系数。我们假设轮端直径大约在800mm，

  那么角速度大约为207.5弧度/s，转速为3360=1980RPM。（这还不是极限转速）

  那么带来的问题是轴承的精度和润滑要求是比较高的，否则就没办法达到如此高的ndm值。

  说实话，高铁里关于轴承的黑科技并不是很多，我倒是觉得，能不能把一个产品做到极致，是很重要的。轴承这个小东西，的确有很多人都看不上，但恰恰是这个小小部件，能够让飞机飞不高，机床不够稳，汽车开不快。德国和瑞典这两个国家都是典型的工匠国度，崇尚把工业追求到极致。而且技术上一直也伴随别的行业的发展。

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  深入了解了轴承的工作原理，你会发现轴承真的是一个很巧妙的机械元件，虽然简单，但却非常巧妙地利用了材料的特性。

  每种轴承许用接触应力都超过4000MPa，学过机械的都清楚，一般材料的抗拉强度，都只有几百兆帕，再高的也就1000多MPa，轴承承受4000多MPa的接触应力就不会失效吗，这要比材料的抗拉强度高很多啊。这就要从轴承各个零件的受力情况分析了。

  你是不是发现了，轴承每一个零件都是承受压力载荷的，对没错，这就是轴承的这个元件的精妙之处，拿简单的深沟球轴承为例吧，内圈滚道和钢球之间，钢球和外圈滚道之间都是相互之间施加压力载荷。材料在承受压应力的能力必承受拉应力的能力高很多，因此轴承滚道或钢球能承受很高的压应力。

  4000MPa到底是什么概念，就是一平方毫米的面积能承受4000牛的力，即400千克。一个指甲的面积大约是100平方毫米，能承受400X100=40000千克=40吨的重量，四十吨是什么概念呢，一头成年大象的体重是4到6吨，按五吨计算，40吨就是8头成年大象，想象一下8头成年大象站在你的手指甲上是什么状况，是否很壮观，轴承一般包含多个滚动体，因此轴承的承载能力是很高的，这里仅是简单地介绍一下轴承的极限承载能力，至于动态承载能力会有所不同。

  那么轴承是如何承受高温的呢，首先温度为何会上升呢，轴承工作时，滚动体和外圈之间，滚动体和内圈之间，都可能会发生接触摩擦，摩擦就产生热量，热量被轴承零件吸收就会温度上升。对轴承零件来说摩擦是热量的来源。

  那么轴承正常工作时温度真的很高吗，答案是否定的，那么轴承一直持续的工作，怎么降低温度呢，首先要降低热量的产生，怎么办？润滑，减低接触件之间的摩擦系数，摩擦系数降低之后，产生的热量就少了，轴承工作时都是要添加润滑脂或者润滑油来工作的。

  另外轴承的热量也会通过润滑油带走一部分，随着轴承温度的升高，比周围其他零部件温度高时，热量就会通过传导和辐射两种方式散发到其他介质中去。温度差越高，通过热传导和辐射散发的热量就会越多，当温度达到一定值时，摩擦产生的热量和散发出的热量就相等了，这是轴承就处于热平衡状态，也就是轴承的温度就稳定了，不再上升了。

  通常一般材料的轴承使用温度最好不超过120摄氏度，否则就会影响轴承的使用寿命。

  因此，实际上轴承的温度并不是非常高，但是会通过种种方法避免轴轴承温度的升高。

  1） 材料设计：材料耐高温的轴承钢有很多种，主要是自身材料和图层。这点可以在任何的资料中搜索到，如氮化硅、碳化钛等；材料一般要求有高硬度，且自身质量不能太大。

  汽车悬挂了解下？轮边轴承的受力是不能那么简单分析的哈。。。要看高铁轮的支撑是怎样的。。。其结构绝不会是单一径向受力的。。。

  除此以外，无法单一分析轴承的运作情况的，比如轴承运行的温度，应该不会超过水的沸点的，因为是有冷却的，无论是风冷还是水冷。至于两三百度的工作环境，首先肯定是隔绝空气的环境，此外，冷却系统肯定还是要配置的，第三这种高温情况下工作的轴承是有加温系统的（因为材料的热膨胀不可避免，所以常温下这种轴承是直接锁死或者间隙过大的……）