圆柱滚子轴承润滑性能评价方法的研究

确保牵引电动机轴承的可靠性和提高保持架与滚动体之间滑动接触部的润滑性能是至关重要的课题。为此,进行了要素(元件)试验与轴承旋转试验。前者采用了滚动体与保持架材料的试样;后者则是采用实体轴承的试验。确立了润滑性能的评价方法。利用该方法,确认了要素试验中将轴承温升值与摩擦因数的变化作为评价润滑性能方法是有效的,并确认旋转试验中将振动加速度的急剧变化作为热胶粘的评价指标也是有效的。     

降低摩擦和燃油消耗的新工艺

车轴通过轴承和用于钢轨表面油润装置的非接触式密封来减少能耗。新一代的迷宫式密封EcoTum已由Timken公司研制成功，可用于最佳地保持润滑和消除脏污。在轮轨接触时，为了减少摩擦和磨损以达到节约能源的目的，其关键技术就是使用摩擦调节装置。     

性能优良的聚酰胺轴承保持架

聚酰胺轴承保持架是一种代替现行金属钢、铜的新型有机材料轴承保持架，具有耐磨、重量轻和特殊润滑性能等特点。它自１９８６年起已在铁路货车轴承上装车运用，在温升、可靠性及耐久性等方面进行了长期考验。试验证明，这种新型轴承保持架在温升、磨损和与油脂亲和等方面有优良特性，对提高轴承负荷能力和寿命，特别是润滑作用对延缓轴承事故、保证行车安全具有显著特点。     

高速齿轮箱圆锥滚子轴承滚道接触损伤机理分析

为了确定高速动车组齿轮箱圆锥滚子轴承滚道剥离的原因,对故障样件进行了理化检测和轴承运动几何分析,确定了导致损伤的主要原因是由于滚动接触疲劳,反映出轴承工作过程中存在润滑不充分的事实。建立了滚动体与滚道的受力模型,对两者相互接触弹性变形的特征进行了分析。基于舍弗勒公司的高速滚动轴承动力学仿真软件对轴承运动状态进行了仿真验证,模拟了轴承运转过程中滚动体的自转效应及滚动体与滚道瞬时接触区域,阐明了润滑油膜厚度不足是诱发圆锥滚子轴承滚道接触损伤的重要原因。     

齿轮箱轴承的润滑方程分析与温升试验研究

对一种全架悬式低地板轻轨车齿轮箱线路运行中的轴承故障进行研究,为分析齿轮箱轴承温升和润滑之间的关系,进一步优化齿轮箱润滑结构,以降低轴承温度。基于弹性流体润滑原理,建立圆柱滚子轴承线接触几何模型和Reynolds方程、膜厚方程等润滑方程,并用Matlab软件进行数值计算,对于同一种齿轮箱,在轴承滚子转速、润滑油黏度、滚子压力变化相同的同等条件下,得出轴承油膜厚度和温度之间的曲线关系。研究结果表明:油膜处于较薄的状态时,轴承温度较高。由此推出,若轴承部位润滑油量极少,油膜持续处于极薄状态,轴承温度将不断上升。在实践中对齿轮箱的润滑结构进行优化,以增加轴承部位的进油量,经对比试验,优化后轴承润滑油量增加,温度降低。     

提高轴箱的工作稳定性能

每一位铁路员工都知道,机车轴箱部件过热会导致什么样的结果。全俄铁道运输科学研究院和轴承制造工厂的专家们研制出了一种装有聚酰胺(尼龙)保持架的新型轴承。在没有润滑的非正常状态下,尼龙材料具有比黄铜零件长得多的继续工作的时间。文章介绍了这种新轴箱部件的优点。     

车用发动机轴承低摩擦涂层技术的发展动向

近年来．为改善发动机的燃油经济性和减少排放，汽车制造商趋向于采用怠速一停止系统、混合动力、小型化发动机、低黏度机油等新技术，发动机轴承的工作环境也因此而变得更为苛刻。通常情况下，轴承在流体润滑状态下工作，但在采用上述技术的情况下，要在不影响轴承可靠性的前提下延长其工作寿命，就必须使轴承在混合润滑或边界润滑状态下工作。为应对轴承工作环境的变化，必须降低轴承摩擦。通过二硫化钼喷丸处理、固体润滑涂层等应用实例，介绍近年来降低轴承表面摩擦因数的相关技术发展动向。     

机车柴油机极低摩擦环境构建及应用

机械摩擦副的摩擦磨损是影响设备运行状况、使用效率、服役寿命、能源利用率以及排放物水平的重要因素。提出金属表面自适应增材强化技术工程概念，可以实现机车柴油机金属摩擦副表面极低摩擦状态的在线自适应构建。将功能材料在线介入摩擦接触区域，借助摩擦能量激发功能材料与运动副界面交互作用，通过摩擦化学反应、物理削峰填谷及机械抛光效应，实现摩擦副接触表面的强化改性和自适应增材，自动补偿磨损超差，动态优化配副间隙，靶向修复磨损区域，在固液多元复合润滑状态下实现表面磨损和增材补偿的动态平衡，构建运动副间极低摩擦、极小磨损的运行状态。在机车柴油机中应用表明，金属表面自适应增材强化技术改变了摩擦副间的跑和方式和运动副间摩擦匹配性，可明显降低摩擦副的摩擦磨损、提高设备运行效率、降低设备全寿命周期能耗和运维成本，降本增效、节能减排效果良好。     

基于ALE方法的高速轮轨黏着特性仿真及试验验证

根据全尺寸高速轮轨关系试验台,建立基于ALE方法的轮轨滚动接触三维有限元模型,仿真分析干燥条件下高速轮轨黏着特性曲线,并采用试验台的高速黏着试验结果对其进行验证。在此基础上,分析高速条件下从制动到牵引工况变化过程中的轮轨接触斑状态、摩擦力分布、Mises应力分布等的演变规律。结果表明:有限元模型可用于模拟干燥轮轨接触表面条件下的高速轮轨黏着特性;黏着轮从自由滚动状态(全黏着)到最大牵引力(全滑动)过程中,轮轨接触斑从靠近轮缘的一侧进入滑动状态并逐渐扩大到整个区域,而制动工况时则从远离轮缘的一侧进入滑动状态;摩擦力从黏着轮自由滚动时的自旋分布状态逐渐变化为趋于一致方向,纵向蠕滑力达到饱和;Mises最大应力点由黏着轮自由滚动时的接触表面以下2 mm处逐渐转移到接触表面,应力更加集中。     

关于197726型轴承保持架的失效分析及改进建议

货车重载提速后，对车辆上的重要零部件——轴承提出了更高的要求，从轴承外圈、内圈、滚动体和保持架的设计角度看，其匹配至关重要。197726型滚动轴承的装用，实现了我国铁路货车技术的第2次大跨越。随着货车速度和载荷的增加，197726型轴承在运用中暴露出的问题越来越多，轴承保持架的破损问题尤其突出。车辆运行中保持架一旦断裂，将会严重影响轴承的正常旋转，以至引发热轴、切轴等恶性事故。     

圆柱滚子轴承的静态应力分析

圆柱滚子轴承在载荷作用下的应力分析，是典型的边界非线性的接触问题，其特点和难点在于接触边界和接触力事先是未知的，文中提出一种 求解带摩擦接触问题的数值算法，即拟高斯近代法，并研制了一套求解接触问题的非连续有限元程度，应用该程序求解圆柱滚子轴承在受载情况下的应力，计算经果与光弹实验结果有良好的一致性，表明这种算法和程序是可靠的，有限元分析和光弹实验均表明，最大拉应力产生于外圈滚道面，而且外圈外表面应力变化幅度远小于滚道表面应力变化幅度，因而正常情况下不会发生外圆外表面损坏先于滚道表面的现象，这与实现工程中滚动轴承损坏情况相吻合。     

铁路货车轴承保持架动应力的实验研究

利用自行研制的一套动应力测试系统，在轴承试验台上，对铁路货车１９７７２６型轴承保持架进行动应力测试。测试结果表明：轴承在运转时，保持架上有一定的动应力，数值不算大，但局部地方会随着速度的增大而增大。通过对测试结果的分析，可以清楚地了解保持架在正常工作状态时的受力情况，为弄清保持架裂损的原因提供了大量数据，对进一步研究高速重载列车的轴承也具有一定的参考价值。     

HXD2C机车牵引电机轴承故障原因分析及解决措施

通过对HXD2C机车牵引电机轴承故障中轴承温升报警分析、油脂润滑不良分析、轴承电腐蚀分析、轴承保持架故障分析、轴承质量问题分析、外部传入异常振动分析,提出相应改进和防治措施,确保机车安全运行。     

残余奥氏体对铁路货车轴承性能的影响

通过对比国内外评价轴承热处理组织指标的差别,说明残余奥氏体含量与金相组织级别之间的关系。阐述残余奥氏体的作用、形成机理,分析残余奥氏体对铁路货车轴承接触疲劳寿命、力学性能和尺寸稳定性的影响。提出将轴承残余奥氏体含量控制在10%～20%为宜,检测位置为成品轴承滚动表面下0.2 mm处。     

HX_D2型机车牵引电机轴承保持架断裂原因探讨

针对HX_D2型机车牵引电机传动端轴承保持架断裂故障问题,文章从轴承保持架断口、模态机械性能等方面进行了检测和计算分析,指出在工作状态齿轮啮合频率与保持架的固有共振频率接近情况下,保持架因共振而产生疲劳断裂,优化保持架结构即可以解决问题。     

第二届同济-朗锐科技国际摩擦学研讨会召开

“汽车、机车和发动机工业中摩擦学的应用”第二届同济-朗锐科技国际摩擦学研讨会于2006年12月12～13日在中国南车集团戚墅堰机车车辆工艺研究所召开。研讨会由同济-朗锐摩擦研究所、德国柏林技术大学、美国麻省理工学院、英国戴纳格莱歇方德费轴承公司、奥地利李斯特内燃机及测试设备公司、美国费德勒莫固公司等联合主办。参加会议的有国内外专家、学者60余人。中科院院士谢友柏、德国柏林技术大学波波夫教授、美国麻省理工学院黄永荣博士、清华大学摩擦学国家重点实验室胡元中教授和同济一朗锐摩擦研究所张朝所长等分别作了“粗糙表面弹流润滑接触的快速计算法”、“计算机辅助工程在发动机研发中的应用”、“汽车发动机的活塞技术”、“活塞动力学模型及对活塞敲缸的影响”、“AVLGLIDE软件中活塞和活塞环摩擦损失的模拟”、“点接触和混合润滑中粗糙表面间的摩擦和磨损的模拟”等24篇精彩的学术报告。     

高速轮轨粘着机理试验研究

系统介绍了在滚动振动试验台上所进行的１：１实物模型高速轮粘着机理试验情况，试验包括干净表面、水润滑和油润滑三种轮轨表面状态在不同轴重、不同速度工况下的粘着试验。试验不仅得到了完整的粘着力（粘着系数）与蠕滑率的关系，同时得到了粘着系数与运行速度的关系。最后，通过拟合轮轨接触函数型摩擦系数并进行计算，首次使轮轨接触粘着计算与试验结果一致。     

轮轨椭圆接触区的牵引力特性：在专用滚轮试验机水润滑条件下的若干…

迄今为止，曾将轮轨接触问题作为二维线性接触进行处理并研究了在各种接触表面条件下的牵引力特性。本文为了研究横向滑动或横向牵引对纵向牵引的影响，在水润滑、椭圆接触区的条件下进行了一些试验。在专用滚论试验机上将一作用力垂直施加于滚动方向上，测量了纵向牵引力和滑动量。将试验获得的牵引系数和滑动率之间的关系与采用边界元进行的数值分析结果进行了对比，得出在水作为润滑剂的条件下，随着滚动速度的降低，试验结果接近     

摩擦因数对地铁小半径曲线轮轨接触特性的影响

建立车辆-轨道系统耦合动力学模型,结合Kalker三维非赫兹弹性体滚动接触理论及其数值程序CONTACT,分析轮轨间摩擦因数对地铁小半径曲线轮轨接触应力及轮轨滚动接触伤损的影响。结果表明:车辆通过圆曲线段时不同摩擦因数下整个接触斑均为滑动区;摩擦因数改变对轮轨接触斑内正应力影响很小,但对切向力和Mises应力影响显著;随着摩擦因数增大,纵向及横向蠕滑力显著增加,磨耗指数及表面疲劳指数明显增大。可通过定期对钢轨打磨并对车轮进行镟修,有效降低轮轨接触应力,以减缓轮轨磨耗和轮轨滚动接触疲劳的发生。     

轮轨滚动接触疲劳问题研究的最新进展

由于轮轨之间的剧烈作用，轮轨滚动接触疲劳的破坏现象是非常严重的，这是至今尚未得到根本解决的难题，而且有些破坏机理尚不清楚。轮轨接触表面的疲劳破坏不仅使铁路运营成本增大，而且直接危害列车的行车安全。本文详细综述了轮轨滚动接触疲劳问题在近10年的研究进展情况，其中包括三维弹塑性滚动接触理论模型和数值方法，轮轨滚动接触疲劳破坏的各种因素数值分析方法和试验方法，以及轮轨新材料研究进展。涉及近10年来国内外发表的100多篇重要文献，并在此基础上提出了今后的研究方向。