冲击工况下高速圆锥滚子轴承保持架动力学分析

呙如兵，时大方，张晶，杨帆,张弘毅

(1.中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司，江苏 常州 213011；2.浙江天马轴承集团有限公司，浙江 湖州 313219;3.洛阳轴承研究所有限公司，河南 洛阳 471039)

轨道交通车辆齿轮箱轴承是列车运行的重要部件，其工作状态将直接影响车辆的安全运转。轨道交通车辆工况复杂，特别是冲击载荷会导致保持架运转不稳定，从而引发轴承失效，故有必要对轨道交通车辆齿轮箱轴承保持架进行动力学分析。

近年来，国内外学者对轴承动力学做了大量研究：文献[1]建立了滚动轴承各零件动力学方程，得到各零件间的接触载荷、滑动速度和刚度等；文献[2]基于前人的理论研究，使用弹簧等效各零件间的接触，简化了动力学计算过程；文献[3]基于ADAMS分析了圆锥滚子轴承动力学特性，确定了最佳工况参数；文献[4]建立铁路货车轴承动力学模型，基于ADAMS开展故障仿真分析，得出不同故障程度下轴承的动力学特性；文献[5]建立高速角接触球轴承动力学模型，分析了不同载荷条件下保持架的运动规律；文献[6]建立高速圆柱滚子轴承保持架动力学微分方程，分析了引导方式对保持架质心轨迹和打滑率的影响；文献[7]建立高速球轴承保持架有限元模型，分析兜孔间隙和引导间隙对保持架动态特性的影响；文献[8]基于ANSYS/LS-DYNA，考虑圆锥滚子轴承零件间的弹性变形和动态接触，建立高速圆锥滚子轴承动力学模型，分析故障条件下轴承的动态特性。

上述轴承动力学模型均未考虑润滑油膜和冲击载荷的作用，而轨道交通车辆齿轮箱用圆锥滚子轴承同时受齿轮啮合产生的轴向、径向载荷及来自轨道的冲击载荷。……