高鐵軸箱軸承摩擦性能及溫度分布研究.pdf

1、作為高鐵列車行走部的關(guān)鍵部件，高鐵軸箱軸承的摩擦性能與溫度分布情況影響著列車的運行狀態(tài)和行車安全，列車最常見的故障如熱軸、燃軸等均與摩擦及熱密切相關(guān)。以往針對軸箱軸承摩擦性能及溫度分布的研究主要基于理論研究和試驗兩種方法，傳統(tǒng)的理論研究并不完全適用，且未考慮軸箱軸承的結(jié)構(gòu)及工況特殊性；而試驗研究成本高昂，且無法分析摩擦及溫升的機理及各參數(shù)指標(biāo)對其的影響規(guī)律。
　　針對上述問題，本文對高鐵軸箱軸承進(jìn)行了摩擦性能及溫度分布研究，建立了

2、軸箱軸承摩擦性能理論分析模型和熱網(wǎng)絡(luò)分析模型；并且利用高鐵軸承熱試驗對理論模型的準(zhǔn)確性進(jìn)行了驗證；最后基于這兩種模型及實際工程算例，對軸箱軸承摩擦性能和溫度分布進(jìn)行影響因素分析。論文的主要研究工作如下：
　?。?）基于擬靜力學(xué)理論和彈流潤滑理論的軸箱軸承摩擦性能分析模型的建立，包括軸承載荷分布分析、滾子-滾道/擋邊接觸力學(xué)分析、滾子-滾道/擋邊潤滑狀態(tài)判斷、滾子-滾道/擋邊摩擦力分布、軸承整體摩擦力矩計算。
　?。?）基于傳

3、熱學(xué)理論的軸箱軸承熱網(wǎng)絡(luò)分析模型的建立，包括軸承熱源計算、軸承系統(tǒng)熱阻抗計算、熱網(wǎng)絡(luò)節(jié)點劃分、熱網(wǎng)絡(luò)模型建立與求解。
　?。?）軸箱軸承溫升試驗研究；
　?。?）軸箱軸承摩擦力矩影響因素分析；
　?。?）軸箱軸承溫度分布影響因素分析。
　　論文所得的主要結(jié)論如下：
　　（1）建立了高鐵軸箱軸承摩擦性能分析模型和熱網(wǎng)絡(luò)分析模型，給出了一種求解軸箱軸承內(nèi)部載荷分布、接觸應(yīng)力分布、摩擦力與摩擦力矩分布及溫度分布的

4、數(shù)值解法，經(jīng)過試驗驗證，試驗值與理論值相差在20%以內(nèi)，驗證了理論分析模型的準(zhǔn)確性。
　?。?）從摩擦學(xué)角度，為軸箱軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計及應(yīng)用選型提供依據(jù)，包括：載荷增加會增大摩擦力矩，且徑向載荷效果更顯著；行車速度區(qū)間中，隨著車速增加，軸承摩擦力矩先減小后增大；外圈接觸角增大時，軸承摩擦力矩隨之顯著降低，而內(nèi)圈接觸角和擋邊錐度角對摩擦力矩的影響不大；合理的潤滑參數(shù)選擇能大幅降低摩擦力矩等。
　?。?）從溫度分布角度，為軸箱軸承的