圆锥滚子轴承故障诊断仿真分析

汤武初 葛洪胜 高长笛 王依

摘要：针对高速铁路列车上双列圆锥滚子轴承的工作特点，本文建立了高速列车轴箱轴承双列圆锥滚子轴承分析模型，利用理论分析和软件仿真相结合的方法，分析了OR-641157AC/VA3881型的双列圆锥滚子轴承在外圈剥落和外圈正常情况下的故障特征频率。利用三维实体建模软件CREO（Creo Parametric），建立了轴承正常和轴承外圈剥落两种情况下的模型，并将模型导入ANSYS分析软件，进行添加约束与驱动，同时对两种状态下的模型进行仿真分析和理论计算。研究结果表明，低阶模态振型对轴承的结构变化影响较大，尤其在低阶固有频率以下，轴承形变比较明显，振幅较大。仿真结果与理论计算结果相吻合，证明了所建模型与仿真结果的合理性和正确性。该研究为轴承的故障诊断提供了合理的方法。

关键词：圆锥滚子轴承; 模态分析; ANSYS; 故障诊断

滚动轴承是高速列车走行部的重要组成部件，它的工作状态对整个转向架的安全运转具有较大的影响，作用是将正在运转的轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，进而减少摩擦损失。近年来，我国高速铁路技术的飞速发展，对高速列车的性能要求越来越高。轴箱轴承是高速列车最关键和最核心的部件，轴承故障的出现容易造成非常严重的铁路交通事故，并将导致无法挽回的损失[1～3]。在实际工作状态中，轴承内圈与列车轮对轴采用过盈配合，轴承外圈与轴箱座采用过渡配合或过盈配合，外圈与轴承座没有相对运动。……