铁路客车轴箱轴承接触润滑机理

作     者：胡欣 

作者单位：武汉科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王凤才

授予年度：2014年

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：铁路客车轴箱 圆柱滚子轴承 轴箱多界面模拟系统 接触载荷 弹性流体润滑 

摘      要：轴承的内部接触机制以及润滑状况直接影响轴承的服役刚度和疲劳寿命等，是高端轴承研究的重要内容之一。本文以高铁两列圆柱滚子轴箱轴承为研究对象，基于建立的多界面接触力学模型和润滑模型，通过改变配合尺寸、工况等，研究轴箱轴承的接触润滑行为，具体通过以下两个分析过程依次实现： (1)采用有限元法建立了铁路客车轴箱轴承多界面接触力学模型，改变轮轴支承方式以及配合尺寸，研究轴箱轴承的接触力学行为。结果表明：轮轴的变形会造成轴箱轴承系统载荷的非均匀分布，加剧内侧轴承的接触疲劳，合理地控制外圈与箱体的间隙差以及滚动体与滚道之间的间隙量，可以克服轴箱轴承系统载荷分布不均匀的情况，一定程度上降低发生接触疲劳的概率。 (2)基于多界面接触力学模型以及弹流润滑理论，建立润滑模型，并通过最小膜厚公式与Hertz公式，验证了轴承润滑结果的合理性;根据润滑模型，改变工况条件研究轴箱轴承的润滑性能规律。结果表明，在影响润滑性能的因素中，挠曲问题对两个轴承润滑影响较小，而运行速度对润滑性能影响较大。同时，载荷的增加对润滑性能的影响较大，可导致最小油膜厚度减小，润滑接触压力增大，致使滚动体对滚道的润滑机制进入边界润滑状态。 依据数值实验，铁路客车轴箱轴承系统多界面接触力学模型及接触润滑模拟平台有助于为轴承产品技术发展提供接触润滑机理分析。