高速列車軸箱軸承動態(tài)行為研究.pdf

1、軸箱裝置連接列車輪對與構(gòu)架并傳遞它們間相對運動和相互作用力，在列車結(jié)構(gòu)中起著承上啟下的關(guān)鍵作用。作為實現(xiàn)軸箱裝置功能的主要部件，軸箱軸承的動力學性能對高速列車安全、平穩(wěn)、可靠運行有著非常重要的影響。機車車輛設(shè)計制造技術(shù)的不斷進步促使我國客運列車運營速度得到了顯著的提升，目前我國高速列車最高運營速度已經(jīng)達到了300km/h。列車運營速度的不斷提高使得軸箱軸承的運行工況不斷惡化:隨著軸承轉(zhuǎn)速的提高，軸承元件間接觸和碰撞作用更加劇烈，軸承元件

2、運動穩(wěn)定性更差，軸承發(fā)熱更加嚴重。此外，高速列車在實際線路運行時，總會受到軌道不平順激勵作用而產(chǎn)生振動。在振動環(huán)境下，高速列車軸箱軸承各元件的受力和運動會更加無規(guī)則化，這會對軸箱軸承的動力學性能產(chǎn)生較大的影響。高速列車軸箱軸承在如此惡劣的運行工況下能否保持良好的動力學性能對保證高速列車運行品質(zhì)至關(guān)重要，很有必要進行分析。
　　本文以高速列車軸箱軸承為研究對象，圍繞其動力學行為展開研究，主要工作如下:
　　依據(jù)軸箱軸承在高速列

3、車中與其它元件的配合關(guān)系，分析軸承各元件受到的約束，對軸承各元件進行受力和運動分析，依據(jù)軸承相鄰元件質(zhì)心位移及其幾何尺寸判斷它們之間是否產(chǎn)生接觸并計算接觸變形量，基于Hertz線接觸理論計算軸承元件間的接觸法向力，依據(jù)軸承兩接觸元件間在接觸點處的相對速度沿切向分量判斷它們是否產(chǎn)生相對滑動，并計算滑動摩擦力，最后建立軸承各元件運動微分方程。
　　使用FORTRAN編寫軸箱軸承運動微分方程程序，并使用4/5階Runge-Kutta法求

4、解。對承受較大徑向載荷的軸箱軸承各元件在驅(qū)動力和驅(qū)動力矩作用下的起動階段的動態(tài)行為進行了分析。結(jié)果表明:內(nèi)圈質(zhì)心會在平衡位置附近波動，滾子質(zhì)心的公轉(zhuǎn)運動半徑具有一定變化區(qū)間，保持架質(zhì)心產(chǎn)生了渦動現(xiàn)象。使用MATLAB實現(xiàn)了軸箱軸承動態(tài)行為的動畫展示。
　　基于已有滾動軸承三維動力學仿真軟件，建立高速列車軸箱軸承動力學模型，使用SIMPACK對高速列車整車進行動力學仿真得到考慮軌道不平順因素與不考慮軌道不平順因素時列車運行時軸箱軸承