ICS 83 . 140 . 50 CCS G 43
中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准
GB/T 40325—2021
轨道车辆轮对滚动轴承橡胶密封装置
性能试验
performancetestforrubbersealingdeviceofrailwayvehiclewheel
rollingbearing
2021-08-20 发布 2022-03-01 实施
国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会
发
布
GB/T 40325—202 1
前 言
本文件按照 GB/T 1 . 1—2020《标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。 本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国石油和化学工业联合会提出。
本文件由全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会(SAC/TC 35)归口 。
本文件起草单位：南京利德东方橡塑科技有限公司、西北橡胶塑料研究设计院有限公司、广州机械科学研究院有限公司、成都盛帮密封件股份有限公司、常州朗博密封科技股份有限公司、胜利油田长龙橡塑有限责任公司、际华三五一七橡胶制品有限公司、河北华密橡胶科技股份有限公司、南京东润特种
橡塑有限公司。
本文件主要起草人：闫乐营、高静茹、王亮燕、谭锋、范德波、吴兴才、张义贵、曾轶、李藏须、江文养、王林、窦钦谭、周江帆、张贺广、王敏、周慧。
GB/T 40325—202 1
轨道车辆轮对滚动轴承橡胶密封装置
性能试验
1 范围
本文件规定了轨道车辆轮对滚动轴承橡胶密封装置的性能试验方法。
本文件适用于轨道车辆轮对滚动轴承橡胶密封装置(以下简称密封装置)的性能判定。
注：非橡胶密封装置的性能试验可参照本文件。
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 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 260 石油产品水含量的测定 蒸馏法
GB/T 1690 硫化橡胶或热塑性橡胶 耐液体试验方法
GB/T 6031 硫化橡胶或热塑性橡胶 硬度的测定(10 IRHD~100 IRHD)
GB/T 13270 大气 试验粉尘标准样品 模拟大气尘
GB/T 13871 . 1 密封元件为弹性体材料的旋转轴唇形密封圈 第 1 部分：基本尺寸和公差
GB/T 13871 . 2 密封元件为弹性体材料的旋转轴唇形密封圈 第 2 部分：词汇
GB/T 15326 旋转轴唇形密封圈外观质量
SH/T 0327 润滑脂灰分测定法
TB/T 3419 铁道货车轴承油封
3 术语和定义
GB/T 13871 . 2 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
密封装置 sealingdevice
设置于滚动轴承端部，在一定工作温度下，防止轴承润滑介质泄漏，同时防止外部粉尘、液体等杂质侵入的装置。
注 1 ：通常为金属骨架唇形密封圈和组合式密封圈，示意图参见图 1 。
注 2：金属骨架唇形密封圈还可参见 TB/T 3419 给出的结构，或是由供需双方商定的其他结构。
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a)金属骨架唇形密封圈 b)组合式密封圈
标引序号说明：
1 — 骨架;
2 — 弹性体材料;
3 — 紧箍弹簧;
4 — 衬套。
图 1 密封装置示意图
4 试样
4 . 1 试样应为密封装置。
4 . 2 制造试样的弹性体材料与所密封的润滑脂的相容性应符合附录 A 的要求，弹性体材料的性能应符合 TB/T 3419 的要求或由供需双方商定的弹性体材料的性能要求。
4 . 3 试样的尺寸应符合图样或规范要求。
4 . 4 试样的外观质量应符合 GB/T 15326 的要求，骨架应符合 GB/T 13871 . 1 的要求。
5 试验设备
5 . 1 试验设备应由电机、传感器、电磁离合器、偏心调节机构、高低温箱、轴向窜动结构等构成，见图 2 。
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标引序号说明：
1 — 电机;
2 — 传感器;
3 — 电磁离合器;
4 — 偏心调节机构;
5 — 高低温箱;
6 — 注脂孔;
7 — 容脂腔;
8 — 试验用油脂;
9 — 喷嘴;
10 — 试验轴;
11 — 透明观察盒;
12 — 主轴;
13 — 密封孔座及试样;
14— 吹气孔;
15 — 轴向窜动结构。
图 2 试验设备示意图
5 . 2 试验设备应符合以下要求：
a) 试验轴应保持转速误差在 3%以内;
b ) 密封孔座相对于主轴的同轴度应小于 0 .03 mm;在每次试验中，主轴应在动态条件下保持偏心量在 ±0 . 03 mm 内 ;
c) 试验轴的支架和底座的设计应确保最小变形和偏移;
d) 试验轴和热传递系统应保持试验油脂的温度误差在 ±3 ℃以内;
e) 采用的供热方式不应造成试验油脂的局部温度过高而引起试验油脂分解;
f) 试验轴和密封孔座的材料、粗糙度及尺寸应符合 GB/T 13871.1 中规定的要求，并尽可能接近实际使用的轴和腔体内孔;
g) 润滑脂的用量应为容脂腔的 2/3;
h) 应实现密封孔座轴向以 0.1 Hz 的频率和(0~2)mm 可调位移进行往复运动;
i ) 应实现自动记录试样的温度，并可画线;
j) 应具备收集从试样泄漏油脂的装置;
k) 应具有往容脂腔内的加压装置，并应实现脉冲加压;
l) 应具有喷水、喷粉尘的功能，并喷射角可调整 120°。
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6 测量、安装、调整及设定
6 . 1 检查试样外观，测量并记录试样的密封唇内径 犱1、防护唇直径(若有时)、以及衬套内径 犱、衬套圆度。
6 . 2 测量并记录试验轴及密封孔座的直径、表面粗糙度。
6 . 3 清洁试验轴和容脂腔内部，使之不含污染物和外来物质，并填充试验用润滑脂。
6 . 4 用专用胎具把密封装置压入密封孔座和试验轴中，装配到试验机中。
6 .5 调整主轴 和试验轴 的 同轴度 至小 于 0 . 05 mm, 再调整 密封孔座 和试验轴 的 同轴度 至小 于0 . 05 mm 。
6 . 6 按试验要求调整试验轴和密封孔座的偏心量、轴向窜动量。
6 . 7 设定试验脉冲压力、试验温度、试验转速。
试验转速(狀)按公式(1 )进行推导，并增加了 10%的安全裕量：
狀= 110 × 狏max/(6 × π × 犱min ) …………………………( 1 )
式中：
狏max — 车辆的运行速度，单位为千米每小时(km/h ) ;
犱min — 被模拟车轮的直径，单位为米(m )。
7 预备试验
7 . 1 通则
预备试验包括 4 个循环周期，如图 3 所示，每个循环周期由正向、反向两个基本的行程组成，每个基
本行程分启动、恒速、减速、停止四个阶段，每个基本行程运行 30 min停止 5 min。
7 . 2 步骤
7 . 2 . 1 按第 6 章进行测量、安装、调整及试验转速的设定。
7.2.2 设置四个循环周期的恒速运行速度，依次为最大试验速度的 25%、50%、75%和 100%。
7 . 2 . 3 启动试验设备，通过试样内侧贴附的感温探头，实时监控温度，所测温度都应保持在限制范围之内。
7.2.4 完成四个周期的循环后，观察是否有泄漏，如四个循环完成后试样的温度升高不超过 20 ℃ ,且无泄漏，预备试验完成。
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图 3 试验转速周期示意图
8 性能试验
8 . 1 通则
通过预备试验后的试样，才能进行性能试验，每项性能试验都有若干个由正向、反向两个基本行程组成的一个循环。 每个行程都由启动，恒速，减速，停止四个阶段，见图 3 。不同的性能试验的循环次数另有规定，此外，在循环的过程中还根据不同的性能试验的特点增加其他的项 目，比如喷粉尘试验会施加粉尘、喷水试验会加水，循环完成后，观察是否有泄漏以确定是否达到密封效果。
除试验步骤中另有说明外，试验应在标准实验室温度下进行。
8 . 2 密封性能试验
8 . 2 . 1 试验设备
试验设备见第 5 章 。
8 . 2 . 2 试样数量
试样为通过预备试验的两个密封装置。
8 . 2 . 3 试验程序
8.2.3. 1 预备试验后，通过偏心调节结构调整主轴偏心量为 0.1 mm;通过轴向窜动机构设置密封装置轴向窜动量为 0. 6 mm;设置脉冲加压值，在每个工作循环的最大速度阶段内加压一次，最大压力为
0 . 011 MPa, 压力保持时间 4 s。
8 . 2 . 3 . 2 按下列速度等级设置试验速度和试验周期：
a) 对于最大运行速度不超过 200 km/h 的车辆，正反向行程各设定为启动阶段 5 min,恒速阶段以最高试验转速旋转 220 min,然后减速 5 min,停止 10 min,一个循环共计 8 h。循环次数应使累积距离达到约定试验公里数或 60 万公里。
b ) 对于最大运行速度超过 200 km/h 的车辆，正反向行程各设定为启动阶段 10 min,恒速阶段以
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最高试验转速旋转 90 min,然后减速 10 min,停止 10 min,一个循环共计 4 h。循环次数应使
累积距离达到约定试验公里数或 80 万公里。
8 . 2 . 3 . 3 试验过程中，实时监控试样温度。
8 . 2 . 3 . 4 试验结束后，取下密封装置，用煤油清洗干净，并在 20 倍的显微镜下，观察并记录密封圈唇 口有否裂纹、裂口 、积碳、撕裂等缺陷。
8 . 2 . 3 . 5 用吸油纸擦拭透明观察盒内漏出的油脂，通过计算吸油纸前后的质量变化得出油脂的泄露量。
8 . 2 . 4 合格判定
8.2.4. 1 密封装置的温度升高不应超过 40 ℃。
8 . 2 . 4 . 2 密封圈唇口不应有裂纹、裂口 、积碳、撕裂等缺陷。
8.2.4.3 油脂泄漏量应小于 30 g;或符合供需双方合同要求。
8 . 3 粉尘试验
8 . 3 . 1 试验设备
试验设备见第 5 章 。
8 . 3 . 2 试样数量
试样为通过预备试验的两个密封装置。
8 . 3 . 3 试验用粉尘
试验粉尘应符合 GB/T 13270 。
8 . 3 . 4 试验程序
8.3.4. 1 预备试验结束后，通过偏心调节结构调整主轴偏心量为 0.1 mm;通过轴向窜动机构设置密封装置轴向窜动量为 0 .6 mm。
8.3.4.2 将(10~20)g 的试验用粉尘(见 8.3.3)装入透明观察盒内。
8 . 3 . 4 . 3 启动试验设备，进行 10 个循环周期的动态性能试验，试验速度和周期见 8 . 2 . 3 . 2,并通过吹气孔气压不小于 0.2 MPa 向透明观察盒内吹气，使粉尘扬起。
8 . 3 . 4 . 4 试验过程中，实时监控试样温度。
8.3.4.5 10 个循环结束后，拆下密封装置，在密封装置内侧靠近装配间隙处取油脂 30 g,并按 SH/T 0327进行计算灰分含量，取 30 g 未经试验的油脂同样测其灰分含量，计算灰分的增量。
8 . 3 . 4 . 6 拆解密封装置，观察粉尘有无进入密封装置内部;用煤油将密封圈清洗干净，并在 20 倍的显微镜下，观察并记录密封圈唇口有否裂纹、裂口 、积碳、撕裂等缺陷。
8 . 3 . 5 合格判定
8.3.5. 1 密封装置的温度升高不应超过 40 ℃ ,或符合供需双方合同要求。
8 .3 .5 .2 试验后灰分的增量不应超过 2% 。
8 . 3 . 5 . 3 密封圈唇口不应有裂纹、裂口 、积碳、撕裂等缺陷。
8 . 4 喷水试验
8 . 4 . 1 试验设备
试验设备见第 5 章 。
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8 . 4 . 2 试样数量
试样为通过预备试验的两个密封装置。
8 . 4 . 3 喷水装置
8.4.3. 1 喷头满足 120°喷射角要求，喷头流量为 3 L/min。
8 . 4 . 3 . 2 试验用的水要进行着色，以便观察水进入密封圈内的深度。
8 . 4 . 4 试验程序
8.4.4. 1 预备试验结束后，通过偏心调节结构调整主轴偏心量为 0.1 mm;通过轴向窜动机构设置密封装置轴向窜动量为 0 .6 mm。
8 . 4 . 4 . 2 进行 10 个循环周期的动态性能试验，试验速度和周期见 8 . 2 . 3 . 2 。在每个循环最大速度时进行喷水，喷水时间 1 h。
8 . 4 . 4 . 3 试验过程中，每分钟记录 1 次密封装置的温度。
8.4.4.4 拆下密封装置，在密封装置内侧，靠近装配间隙处取油脂 30 g,并按 GB/T 260 进行水分含量分析。
8 . 4 . 4 . 5 拆解密封装置，观察并测量水迹深度。 用煤油将密封圈清洗干净，并在 20 倍的显微镜下，观察并记录密封圈唇口有否裂纹、裂口 、积碳、撕裂等缺陷。
8 . 4 . 5 合格判定
8.4.5. 1 密封装置的温度升高不应超过 40 ℃ ,或符合供需双方合同要求。
8 .4 .5 .2 试验后润滑脂中的水分含量不应超过 0 .5% 。
8 . 4 . 5 . 3 密封圈唇口不应有裂纹、裂口 、积碳、撕裂等缺陷。
8 . 5 动态高温试验
8 . 5 . 1 试验设备
试验设备见第 5 章 。
8 . 5 . 2 试样数量
试样为通过预备试验的两个密封装置。
8 . 5 . 3 试验温度
试验温度：95 ℃ ±3 ℃ 。
8 . 5 . 4 试验程序
8.5.4. 1 预备试验结束后，通过偏心调节结构调整主轴偏心量 0.1 mm,通过轴向窜动机构设置密封装置轴向窜动量为 0.6 mm,将试验设备推入高低温箱。
8.5.4.2 将高低温箱的温度升至 95 ℃ ±3 ℃ ,待温度达到平稳后，启动试验设备，进行 10 个循环周期的动态性能试验，试验速度和周期见 8 . 2 . 3 . 2,期间，在每个工作循环的最大速度阶段内加压一次，最大压力为 0 . 011 MPa,压力保持时间 4 s。
8 . 5 . 4 . 3 试验过程中，实时监控试样温度。
8.5.4.4 试验结束后，从高低温箱中推出试验设备，在室温下最少停放 6 h 后，取下密封装置，用煤油清
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洗干净，在 20 倍的显微镜下，观察并记录密封圈唇口有无裂纹、裂口 、积碳、撕裂等缺陷。
8.5.4.5 在密封圈唇部圆周约三等分处取长约 5 mm 宽约 3 mm 试样三片，取一个未做试验的密封装置，同样在唇部取样，按照 GB/T 6031 方法 M进行硬度测试，并计算试验前后的硬度变化。
8 . 5 . 4 . 6 用吸油纸擦拭透明观察盒内漏出的油脂，通过计算吸油纸前后的质量变化得出油脂的泄露量。
8 . 5 . 5 合格判定
8.5.5. 1 密封装置的温度升高不应超过 40 ℃。
8 . 5 . 5 . 2 密封圈唇口不应有裂纹、裂口 、积碳、撕裂等缺陷。
8 . 5 . 5 . 3 试验前后密封圈唇部硬度变化不大于 10 。
8.5.5.4 油脂泄漏量小于 30 g;或符合供需双方合同要求。
8 . 6 动态低温试验
8 . 6 . 1 试验设备
试验设备见第 5 章 。
8 . 6 . 2 试样数量
试样为通过预备试验的两个密封装置。
8 . 6 . 3 试验温度
试验温度：-45 ℃ ±3 ℃ 。
8 . 6 . 4 试验程序
8.6.4. 1 预备试验结束后，通过偏心调节结构调整主轴偏心量 0.1 mm,通过轴向窜动机构设置密封装置轴向窜动量为 0.6 mm,将试验设备推入高低温箱。
8.6.4.2 在室温下，启动试验设备使密封装置以 20 r/min 的速度运转 10 min,关闭试验设备;将高低温箱的温度降至-45 ℃并保温 8 h。
8.6.4.3 启动试验设备，使密封装置以 20 r/min 的速度正向旋转运行 1 h,关闭试验设备 1 h,再反向以20 r/min 的速度旋转运行 1 h,再次关闭试验设备 1 h。
8 . 6 . 4 . 4 完成 8 . 6 . 4 . 3 为一个循环，重复 8 . 6 . 4 . 3,共计进行 19 个循环。
8.6.4.5 循环结束后，从高低温箱中取出试验密封装置，在室温下最少停放 6 h 后，从试验工装上卸下密封圈。
8 . 6 . 4 . 6 试验过程中，实时监控试样温度。
8 . 6 . 4 . 7 试验结束后，取下密封装置，用煤油清洗干净，在 20 倍的显微镜下，观察并记录密封圈唇口有无裂纹、裂口 、积碳、撕裂等缺陷。
8 . 6 . 4 . 8 用吸油纸擦拭透明观察盒内漏出的油脂，通过计算吸油纸前后的质量变化得出油脂的泄露量。
8 . 6 . 5 合格判定
8.6.5. 1 密封装置的温度升高不应超过 40 ℃。
8 . 6 . 5 . 2 密封圈唇口不应有裂纹、裂口 、积碳、撕裂等缺陷。
8.6.5.3 油脂泄漏量小于 30 g;或符合供需双方合同要求。
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8 . 7 扭矩试验
8 . 7 . 1 试验设备
扭矩试验设备应由适当的腔体和安置了扭矩传感器的旋转部分组成。 扭矩传感器的精度应高于
0.01 N · m;其他部分应符合第 5 章的要求。
8 . 7 . 2 试样数量
试样为通过预备试验的两个密封装置。
8 . 7 . 3 试验温度
试验温度-45 ℃ 、0 ℃ 、25 ℃ 、80 ℃ 、120 ℃ 。
8 . 7 . 4 试验程序
8 .7 .4 . 1 主轴上装有试验轴，不装密封装置，温度设置为 25 ℃ ,启动试验机，以 500 r/min 的转速平稳运行 4 h,测量并记录平均摩擦扭矩数值(T0)。
8 . 7 . 4 . 2 用专用胎具把密封装置压入密封孔座和试验轴中，装配到试验机中。 按第 7 章进行预备试验。
8.7.4.3 预备试验结束后，通过偏心调节结构调整主轴偏心量 0.1 mm,通过轴向窜动机构设置密封装置轴向窜动量为 0.6 mm,将试验设备推入高低温箱。
8.7.4.4 将高低温箱的温度降至-45 ℃并保温 8 h。
8.7.4.5 启动试验机，记录此试验温度下启动时的瞬间最高的摩擦扭矩数值(T1) ,以 500 r/min 的转速平稳运行 4 h,测量并记录此阶段平均摩擦扭矩数值(T2) ,关闭试验设备。
8.7.4.6 依次将高低温箱的温度调至 0 ℃、25 ℃、80 ℃、120 ℃并保温 8 h,重复 8.7.4.5 步骤，依次测得各试验温度下的 T1 和 T2 。
8 . 7 . 4 . 7 试验结束后，取下密封装置，用煤油清洗干净，在 20 倍的显微镜下，观察并记录密封圈唇口有无裂纹、裂口 、积碳、撕裂等缺陷。
8 . 7 . 4 . 8 用吸油纸擦拭透明观察盒内漏出的油脂，通过计算吸油纸前后的质量变化得出油脂的泄露量。
8 . 7 . 5 合格判定
8.7.5. 1 密封装置的温度升高不应超过 40 ℃ , 油脂泄漏量小于 30 g;或符合供需双方合同要求。
8 . 7 . 5 . 2 密封圈唇口不应有裂纹、裂口 、积碳、撕裂等缺陷。
8 . 7 . 5 . 3 按公式(2)、公式(3)计算试样的摩擦扭矩值(T)：
Ta = T1 - T0 …………………………( 2 )
式中：
Ta — 密封装置的启动瞬间摩擦扭矩，单位为牛米(N ·m ) ;
T1 — 装有密封装置启动瞬间测得的摩擦扭矩，单位为牛米(N ·m ) ;
T0 — 轴空转时测得的摩擦扭矩，单位为牛米(N ·m )。
Tb = T2 - T0 …………………………( 3 )
式中：
Tb — 密封装置的摩擦扭矩，单位为牛米(N ·m ) ;
T2 — 装有密封装置运行平稳后测得的摩擦扭矩，单位为牛米(N ·m ) ;
T0 — 轴空转时测得的摩擦扭矩，单位为牛米(N ·m )。
在-45 ℃、0 ℃、25 ℃、80 ℃、120 ℃下，计算所得密封装置的摩擦扭矩值不应超出表 1 的规定，或
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由供需双方协商确定。
表 1 Ta 和 Tb 的指标
9 试验报告
试验报告至少应包含以下内容：
a) 本文件编号;
b ) 试样的来源;
c) 试样的唇口直径、防护唇直径(若有时)、衬套直径、圆度;
d) 试验最高温度;
e) 试验后，试样的唇口直径、防护唇直径(若有时);
f) 试验后样品外观描述;
g) 试验前后唇部橡胶硬度值;
h ) 油脂泄露量;
i ) 试验后油脂的水分含量;
j) 试验前后油脂的灰分含量和灰分增量;
k ) 启动瞬间摩擦扭矩和平均摩擦扭矩;
l ) 试验人员;
m ) 试验日期。
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附 录 A
(规范性)
弹性体材料与所密封的油脂的相容性
A.1 制造密封圈的弹性体材料的要求
制造试验密封圈的每一批次弹性体材料均应进行质量控制试验。 为了确保用于制造密封圈的弹性体材料与动态试验用密封圈的弹性体材料的差别不大，其随后的生产批次也应随机抽样进行试验。 用于试验的弹性体材料应是未使用过的材料。
A.2 制造密封圈的弹性体材料与润滑脂相容性
A.2 . 1 每批材料应按照 GB/T 1690 规定的测试方法进行试验。试验时间为 7 d、14 d、21 d 和 28 d,每种密封圈的材料试片的浸泡温度见表 A. 1,试验介质应为对应轴承使用的润滑脂。
表 A.1 推荐的试验温度
A.2.2 除非制造商和用户另有约定，按 A.2.1 进行试验后，弹性体材料的体积变化应在 ±10%的范围，硬度变化应在 ±10 以内。
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