不同凸形的高铁轴箱轴承接触问题的数值分析

高铁轴箱轴承是高铁列车行走部件的重要组成零件,其滚子与滚道间接触问题的分析直接关系到轴承的使用寿命及列车的行车安全。基于Hertz接触理论与滚子切片理论,立足不同的滚子母线方程,针对TBU-BT2-8545-AD型高铁轴箱轴承,建立圆锥滚子轴承滚子-滚道接触应力与接触载荷的理论模型,求解应力与载荷的数值解,分析不同凸形的轴箱轴承沿滚子素线方向的应力分布与载荷分布情况,并且求解出极限载荷状态下的最佳凸度值,为轴箱轴承的选型提供了参考。     

高速动力车轴箱轴承的先进设计—圆锥滚子油承单元

轴箱轴承是高速动力车转向架的关键元件之一，本文对比分析了圆锥滚子轴承的主要特点，通过分析得出圆锥滚子轴承是高速动力车轮对轴箱轴承的理想选择。     

用超声波检测车轴轴承滚道面下的夹杂物

轴承外圈剥离是轴承损伤形态之一,内部起点型剥离则是由于轴承滚道面下部存在非金属夹杂物等缺陷。以这些缺陷为起点,裂纹扩展到滚道面而造成损伤。本文介绍车辆用圆锥滚子轴承的外圈滚道面利用超声波探伤检测非金属夹杂物的方法。阐述了表面波探伤以及更高精度的精密探伤法,指出运用本超声波探伤法能够检测出滚道面下部存在的非金属夹杂物,可...     

轴向游隙对双列圆锥滚子轴承滚动体载荷分布的影响

利用埋入式光纤传感器,测量了双列圆锥滚子轴承的滚动体载荷,研究了轴向游隙对滚动体载荷的影响。结果表明,滚动体载荷分布系数随轴向游隙的增大而减小。     

高速动车组圆柱滚子轴承的应用研究

为提高高速动车组轴箱轴承的可靠性,采用正向设计理念,结合圆锥滚子轴承在我国高速动车组运用中出现的轴承漏油、温升异常及剥离等问题,以及圆柱滚子轴承径向承载能力大、极限转速高、保持润滑能力强等技术特点,研制了满足高速动车组运用需求的圆柱滚子轴承。通过台架试验、线路试验验证及批量装车应用证明,所研制的圆柱滚子轴承能够满足我国高速动车组的运用要求。     

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。     

轴承滚子缺陷激励下高铁轴箱系统振动特性研究

以某型高速列车转向架上轮对和轴箱系统为研究对象,构建一种包含轴箱轴承滚子缺陷的车辆-轨道耦合动力学模型,并利用现场试验数据验证轴箱轴承-车辆-轨道耦合动力学模型的有效性。通过仿真计算获得在京津线轨道随机不平顺激扰工况下轴箱的振动加速度时间历程以及轴承滚子与外圈的接触载荷时间历程,结合轴承滚子缺陷数学分析模型,研究轴承滚子缺陷激扰工况下轴箱系统内部结构的接触振动特性。研究结果表明：当轴承滚子出现缺陷时,轴箱横向和垂向振动加速度包络谱在滚子故障频率和2倍滚子故障频率的倍频处出现振动加速度峰值,且以保持架旋转频率10.32 Hz进行振幅调制;缺陷滚子与外圈接触载荷频谱主要分布在0～100 Hz的低频段,在200～1 000 Hz频段内出现以轴承保持架旋转频率为频率间隔的一系列峰值;随着轴承滚子缺陷宽度的增加,滚子与外圈接触载荷中高频段所占成分逐渐增加,表明轴承滚子缺陷宽度的增加会逐渐引起轴承滚子与外圈的中高频激振,加强轴箱轴承内部构件之间的动态作用从而加速轴承的疲劳破损失效;列车运行速度在250 km/h左右时,仿真数据表明轴承滚子缺陷宽度需限制在1 mm以内,尽量减少因轴承滚子缺陷宽度过大...     

跨坐式单轨转向架水平轮轴承损伤分析及解决方案

为研究跨坐式单轨转向架水平轮小轴承损伤问题,对小轴承损伤形式及损伤规律进行分析和统计。通过对水平轮设计结构、轴承运用工况、润滑脂润滑特性及轴承安装游隙等影响因素的分析,确定了小轴承损坏的根本原因是轴承润滑不良,直接原因是滚子打滑,同时针对轴承损伤原因提出3点解决方案,并对采取新方案的小轴承进行装车试验。试验结果表明:新方案可有效降低小轴承损伤风险,延长小轴承使用寿命,值得在跨坐式单轨转向架水平轮中推广应用。     

WBA型车轴齿轮箱圆锥滚子轴承损坏的原因

分析了２４型空调客车车轴齿轮箱圆锥滚子轴承损坏的原因，提出了七项改进措施。     

速度400 km/h高速列车轴箱轴承技术研究

高速列车轴箱轴承的可靠性和高速性能是保障高速列车运行安全和运行效率的关键因素。依据高速列车轴箱轴承的实际应用工况特征,并结合现有高速列车轴箱轴承的检修统计数据,对比分析了双列圆锥和双列圆柱设计的轴箱轴承技术特点。针对现有某高速列车车型,以满足运营速度400 km/h的技术要求为目标,对双列圆锥轴箱轴承低摩擦优化设计和轴箱系统散热设计优化这两个方面进行研究。其中为了准确评估摩擦功耗,建立了轴承—车辆刚柔耦合动力学模型,并以京津轨道谱和实测车轮不平顺作为输入,计算了轴承的动态载荷。轴承摩擦计算结果表明,在车速400 km/h,X-life设计的双列圆锥轴箱轴承的摩擦发热功耗比原有双列圆锥轴箱轴承大约降低24%;轴箱轴承台架测试显示,在更高的车速下,X-life设计的双列圆锥轴箱轴承运转温度比原有双列圆锥轴箱轴承降低了大概15°C。轴箱系统热仿真计算显示,在相同的热源输入和环境温度和散热条件下,铝合金轴箱体的最高温度相比铸铁轴箱的最高温度降低了约20°C。相关研究结果,可以为运营速度400 km/h高速列车的轴箱系统总体设计提供参考。     

关于我国高速客车滚动轴承发展的可行性分析

我国发展２００－５００ｋｍ／ｈ用高速铁路滚动轴承条件已具备。首先应采用圆锥滚子轴承，套圈与滚子采用修正线接触，采用非接触式密封等。建议立题开展：轴承钢质量与工艺，轻量化，高性能润滑剂，轴承故障预警等的研究。     

基于有限长线接触的圆柱滚子接触应力分析

以圆柱滚子接触平面滚道为研究对象，利用有限长线接触算法计算了不同修形方式影响下的滚子接触应力。首先给出了4种圆柱滚子的修形公式，然后建立了有限长线接触应力分析模型，通过实例计算，对比分析了受载后圆柱滚子接触应力的分布情况。结果表明：有限长线接触应力分析模型能够很好应用于弹性接触问题的数值计算，特别是应用于滚子修形条件下的应力分析；给滚子施加一定的载荷后，直母线滚子在端部出现了严重的应力集中现象，极易引起轴承材料的疲劳破坏，其他修形方式均存在不同程度的应力分布缺陷；只有对数修形滚子在长度方向上应力均匀分布，没有出现应力集中点，充分利用了滚子的有效长度，是最有利于承载的修形滚子。     

基于共振解调的铁路货车轴承故障诊断

以铁路货车轴箱双列圆锥滚子轴承为研究对象,基于共振解调技术研究了早期故障精密诊断方法。首先在轮对跑合实验台上,采用压电加速度传感器、信号调理器和INV36DF型信号采集处理仪等搭建轴承故障测试系统,测量该类型轴承外圈和滚子存在轻微故障时的振动信号,然后通过带通滤波、包络解调和频谱分析等方法,准确提取出了轴承外圈和滚子的故障特征频率。研究结果表明,利用这种方法可以消除系统噪声干扰,能有效诊断出轴承外圈和滚子的轻微损伤。该方法对于铁路货车轴承的早期故障诊断具有较好的理论意义和实际应用价值。     

CRH3型高速动车组牵引电动机轴承故障分析

牵引电动机轴承故障对高速动车组运营秩序影响较大,从CRH3型高速动车组牵引电动机轴电压产生及电蚀危害出发,分析轴承冷压装的工艺过程,指出冷压装可能带来的质量隐患。提出加热轴承室热套轴承的新装配技术、增加轴承绝缘层厚度、开发陶瓷滚动体轴承,为解决高速动车组牵引电动机轴承烧损故障提供切实可行的技术手段。     

快速客车轴承端磨原因分析与对策

本文针对客车段修过程中发现的快速客车轴承端磨概率上升,轴承滚动面靠近端部或滚子断面、内外圈挡边变色、磨损或者剥离等现象,进行了深入研究和分析,并结合相关的段修规程提出一定的改进措施建议.     

以车轴轴承压痕为起点的剥离的研究

车轴轴承的滚道面及滚动面上如果发生剥离,有可能引起轴承热胶着等严重故障。文章介绍了在轴承的内圈滚道面上加工人工压痕,实施旋转试验,调查了以压痕为起点的剥离发生状况。     

牵引电动机轴承的润滑

轴承润滑的主要目的是解决轴承中存在的少量滑动摩擦问题。在轴承中,滚动元件和保持架之间,保持架和导向内、外环之间以及滚动元件和滚道之间都免不了滑动接触。为了避免金属和金属的直接接触,必须对轴承进行润滑。根据润滑膜在摩擦表面间的分布状态,润滑可分为全膜润滑和非全膜润滑。所谓全膜润滑是摩擦面之间有润滑剂,并能生成一层完整的润滑膜,把两摩擦表面完全隔开,摩擦是润滑膜内部分子之间的摩擦,而不是摩擦面的直接接触。这种状态称为全膜润滑。若因摩擦表面粗糙不平或载荷过大,速度变化等因素的影响,使润滑膜遭到破坏,一部分有润滑膜,另一部分为干摩擦,这种     

基于蠕滑机理的重载货车车轮磨耗研究

在多体动力学分析软件包SIMPACK中建立重载货车动力学模型,基于轮轨蠕滑机理在MATLAB软件中编制车轮踏面磨耗仿真程序WWS.根据车轮磨耗仿真结果和现场实测结果对Zobory磨耗模型进行修正.研究车辆非理想状态对车轮磨耗的影响,分析轮轨型面和转向架结构对车辆非理想状态的适应性.通过钢轨表面滚动接触疲劳损伤特征的研究,对车轮滚动接触疲劳和磨耗耦合关系进行数值模拟.主要研究内容和结论如下.     

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。     

使铁路保持活力的轴承

1项成功的研究是值得一提的。目前用于ICE轮对的成型轴承，即FAG圆柱滚子轴承，其在运营中的温升要比传统的圆锥滚子轴承的温升低20℃，这有利于延长润滑脂的服役寿命，从而缩短维修周期。