高速动车组轴箱轴承温度场分析.pdf

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1、ISSN1000－3762轴承2014年9期10－13，15CN41－1148/THBearing2014，No．9高速动车组轴箱轴承温度场分析邢磊，崔云先，赵家慧，安阳，郭立明(大连交通大学机械工程学院，辽宁大连116028)摘要:研究了圆锥滚子轴承的热分析理论，并在此基础上分别采用有限元仿真法和热网络法对圆锥滚子轴承的稳态温度场进行了分析，从宏观和微观两方面确定了轴承在工作过程中的温度场分布情况，得出轴承工作过程中温度最高点出现在轴承最下端的滚子与内圈接触处。关键词:圆锥滚子轴承;有限元法;热网络法;温

2、度场分布+中图分类号:TH133．332;O241．82文献标志码:A文章编号:1000－3762(2014)09－0010－04AnalysisonTemperatureFieldofAxleBoxBearingsforEMUXingLei，CuiYunxian，ZhaoJiahui，AnYang，GuoLiming(CollegeofMechanicalEngineering，DalianJiaoTongUniversity，Dalian116028，China)Abstract:Basedonstud

3、yofthethermalanalysistheoryfortaperedrollingbearings，thesteady－statetemperaturefieldsoftaperedrollingbearingsareanalyzedwithfiniteelementsimulationmethodandthermalnetworkmethod，andthetemperaturefielddistributionofbearingsduringtheworkingprocessisobtainedin

4、macroandmicroaspects．There-sultsshowthatthehighesttemperaturepointofbearingsduringtheworkingprocessoccursonthecontactofinnerringandrollerwhichisatthebottomofthebearings．Keywords:taperedrollerbearing;FEM;thermalnetworkmethod;temperaturefielddistribution轴箱轴承

5、是动车组传动的重要组成部分，对1圆锥滚子轴承热分析理论其工作中的温度场分布情况的掌握是动车组安全运行的重要保证。目前国内外关于温度场研究的1．1轴承载荷分布［1］常用方法是有限元法、边界元法和有限容积法。对于单列轴承，无径向游隙时滚子中心平面下文通过有限元分析和基于热网络法理论计算2如果同时承受径向载荷和轴向载荷，则轴承的内、种方法，从宏观和微观2个方面研究了动车组轴外圈将保持平行，并且在轴向和径向分别产生相箱双列圆锥滚子轴承的温度场分布情况，其结果对位移δa和δr。以承受最大载荷的滚子为起点，有助于确定轴

6、承温度及其分布，为分析轴承机构［5］在任意角位置ψ处套圈的移动量为的热应力、热变形提供可靠的温度场依据，同时，1δψ=δmax[1－(1－cosψ)]，(1)为监测轴承热状态的温度传感器的位置布置提供2ε［2－4］于是理论依据。n1Qψ=Qmax[1－(1－cosψ)]，(2)2ε收稿日期:2013－12－04;修回日期:2014－04－07式中:对于滚子轴承，n=1．11;Q为滚子－滚道基金项目:辽宁省科技计划项目(201222007);辽宁省高校科技计划项目(L2013184)法向载荷;Qmax为最大滚

7、子载荷;ε为载荷分布系作者简介:邢磊(1988—)，女，硕士，主要从事传感与测控数。及先进制造技术的研究，E－mail:dljtbear0127@163．com;与单列轴承理论相同，双列轴承根据静力平崔云先(1963—)，女，教授，博士，主要从事传感与测控及衡定理，得先进制造技术的研究，E－mail:dlcyx007@126．com。Fr=Fr1+Fr2，(3)邢磊，等:高速动车组轴箱轴承温度场分析·11·2Fa=Fa1+Fa2，(4)滚子与外圈或内圈的接触载荷，N/m;vs为滚子与式中:Fr，Fa分别为轴

8、承所受径向力、轴向力;下外圈或内圈的相对滑动速度，m/s。角标1，2表示径向游隙为零的双列轴承的滚动体1．3．2轴承发热量列号。轴承的摩擦损失在轴承内部几乎全部转化为为了保持平衡，在各个方向上滚子受力之和热量，圆锥滚子轴承摩擦力矩由外力引起的摩擦必须等于该方向上的作用载荷，即力矩和黏性摩擦力矩2部分组成。Fr=ZQmaxJr(ε)cosα，Palmgren通过试验确定的由外力引起的摩擦［8］Fa=ZQmaxJa(