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    軌道交通一級傳動齒輪箱軸承承載及壽命分析

    2020-09-17 13:41:32陳宇向楊克舵潘喻
    科學與信息化 2020年24期
    關鍵詞:齒輪箱軸承

    陳宇向 楊克舵 潘喻

    摘 要 在不同運行工況下,對齒輪箱軸承進行受力分析,考慮線路振動沖擊對軸承承載的影響,計算出齒輪箱每個軸承承載情況,按ISO 281標準計算軸承額定壽命,將軸承布置和受力情況進行參數(shù)化設置,提高軸承壽命分析及選型效率,為選出最優(yōu)軸承配置方案提供指導意義。

    關鍵詞 軸承;齒輪箱;軸承布置;當量動載荷

    引言

    齒輪箱作為車輛轉向架關鍵部件,用于傳遞載荷,對車輛運行安全和可靠性有至關重要的影響。齒輪箱一般為抱軸式,輸出端通過軸承安裝在車軸上,輸入端通過吊桿彈性懸掛在構架上,齒輪箱需要持續(xù)、穩(wěn)定地提供規(guī)定的功能,齒輪箱運行時齒輪和軸承高速旋轉,并將牽引電機扭矩傳遞到輪對。齒輪箱可靠性大部分來源于軸承狀態(tài)[1],對軸承壽命出提出了較高要求。影響軸承壽命的因素較多,主要有電機載荷、線路沖擊、潤滑狀態(tài)、潤滑油污染情況、軸承承載能力等,為保證齒輪箱可靠性,在設計階段需要精確分析出軸承在各種工況下受力大小,選擇正確的軸承型號,保證軸承壽命需達到預期要求。

    1輸入?yún)?shù)

    以某型號齒輪箱為例,主要技術參數(shù)如下:

    2軸承布置及參數(shù)設置

    輸出軸承為兩個圓錐滾子軸承對置安裝,軸承承受軸向力和徑向力,輸入軸承布置采用圓柱滾子軸承+四點接觸球軸承的形式,圓柱滾子軸承承受徑向力,四點接觸球軸承承受軸向力,軸承布置方案及定義如圖1所示,齒輪轂中心為坐標原點,小齒輪螺旋方向為右旋。

    根據(jù)以上計算公式,可計算出軸承基本額定壽命如下,計算結果表明所選軸承滿足壽命要求,計算壽命大于240萬公里。(見表3)

    6結束語

    (1)本文根據(jù)軌道交通一級齒輪箱結構特點,對軸承布置和受力情況進行了參數(shù)化設置,每個軸承進行了精確的載荷分析,按ISO 281標準計算出軸承基本額定壽命,不需對齒輪箱進行建模,可快速計算出軸承壽命,提高軸承選型和分析效率。

    (2)每個工況包含正、反轉及不同沖擊方向組合的16種受力情況,計算出有效值作為該工況下的當量動載荷,計算結果更加準確。

    (3)由于篇幅有限,本文只計算了軸承基本額定壽命,還可根據(jù)ISO/TS 16281標準,考慮軸承潤滑狀態(tài)、潤滑油污染情況、軸承的徑向間隙和軸承偏移影響等,計算出軸承修正壽命,但軸承實際使用壽命和計算壽命往往存在一定差異,為保證軸承可靠性,還需參考過去成功的應用經驗,最終確定軸承型號。

    參考文獻

    [1] 趙志春.機動車組齒輪箱軸承故障分析[J].軌道交通裝備與技術,2009:30-32.

    [2] IX-ISO.ISO 281-2007滾動軸承動載荷定額和額定壽命[S].2007.

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