高速列車軸箱軸承動(dòng)態(tài)行為研究.pdf

1、軸箱裝置連接列車輪對(duì)與構(gòu)架并傳遞它們間相對(duì)運(yùn)動(dòng)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(shí)現(xiàn)軸箱裝置功能的主要部件，軸箱軸承的動(dòng)力學(xué)性能對(duì)高速列車安全、平穩(wěn)、可靠運(yùn)行有著非常重要的影響。機(jī)車車輛設(shè)計(jì)制造技術(shù)的不斷進(jìn)步促使我國(guó)客運(yùn)列車運(yùn)營(yíng)速度得到了顯著的提升，目前我國(guó)高速列車最高運(yùn)營(yíng)速度已經(jīng)達(dá)到了300km/h。列車運(yùn)營(yíng)速度的不斷提高使得軸箱軸承的運(yùn)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(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性更差，軸承發(fā)熱更加嚴(yán)重。此外，高速列車在實(shí)際線路運(yùn)行時(shí)，總會(huì)受到軌道不平順激勵(lì)作用而產(chǎn)生振動(dòng)。在振動(dòng)環(huán)境下，高速列車軸箱軸承各元件的受力和運(yùn)動(dòng)會(huì)更加無(wú)規(guī)則化，這會(huì)對(duì)軸箱軸承的動(dòng)力學(xué)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(yùn)行工況下能否保持良好的動(dòng)力學(xué)性能對(duì)保證高速列車運(yùn)行品質(zhì)至關(guān)重要，很有必要進(jìn)行分析。
　　本文以高速列車軸箱軸承為研究對(duì)象，圍繞其動(dòng)力學(xué)行為展開(kāi)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(duì)軸承各元件進(jìn)行受力和運(yùn)動(dòng)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(jì)算接觸變形量，基于Hertz線接觸理論計(jì)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(diǎn)處的相對(duì)速度沿切向分量判斷它們是否產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，并計(jì)算滑動(dòng)摩擦力，最后建立軸承各元件運(yùn)動(dòng)微分方程。
　　使用FORTRAN編寫(xiě)軸箱軸承運(yùn)動(dòng)微分方程程序，并使用4/5階Runge-Kutta法求

4、解。對(duì)承受較大徑向載荷的軸箱軸承各元件在驅(qū)動(dòng)力和驅(qū)動(dòng)力矩作用下的起動(dòng)階段的動(dòng)態(tài)行為進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:內(nèi)圈質(zhì)心會(huì)在平衡位置附近波動(dòng)，滾子質(zhì)心的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)半徑具有一定變化區(qū)間，保持架質(zhì)心產(chǎn)生了渦動(dòng)現(xiàn)象。使用MATLAB實(shí)現(xiàn)了軸箱軸承動(dòng)態(tài)行為的動(dòng)畫(huà)展示。
　　基于已有滾動(dòng)軸承三維動(dòng)力學(xué)仿真軟件，建立高速列車軸箱軸承動(dòng)力學(xué)模型，使用SIMPACK對(duì)高速列車整車進(jìn)行動(dòng)力學(xué)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(shí)列車運(yùn)行時(shí)軸箱軸承