对于铁路货车来说,轴承偏载是个非常严重的问题,如果发现不及时很有可能会造成轴承直接损坏后不能恢复症状,也就是轴承无法在进行使用。下面中华轴承网作为一站式服务行业综合性平台,为大家分享出有关轴承承载区内容分析,以及举例说明铁路货车圆锥滚子轴承偏载应力分解,希望对大家有所帮助。
轴承的承载区
轴承滚动体在不同位置的接触点处的变形量不同,反映了在各接触点上的接触载荷的不同。虽然在弹性范围内,载荷与接触变形量并不是线性关系,但是当载荷增大时,接触变形量也是增大的。
因此,可以判断,在下图所示夹角位置,接触载荷也是处于作用线上的接触点0°处最大,向两边逐渐减小。根据类似的分析,可以得出其他任一瞬问的载荷分布情况。各滚动体从开始受力到受力终止所经过的区域叫承载区。
我们知道轴承外圈固定在轴承箱内,因此可以定期更换轴承外圈承载区,达到延长轴承使用寿命的目的。
列举铁路货车圆锥滚子轴承偏载应力分解
以某35.7t轴重铁路货车双列圆锥滚子轴承为例,基于ANSYS建立均匀载荷和偏移载荷下的轴承有限元模型,分析滚子与内外圈之间的等效应力,得出偏载应力对轴承接触应力的影响。结果表明:均匀载荷条件下,滚子与内外圈接触应力分布均匀;而在偏载条件下会出现应力集中,在一定范围内,随偏载距离的增大,应力集中越来越明显。
1、载荷分析
圆锥滚子轴承在运转过程中主要受轴向载荷和径向载荷,以径向载荷为主,轴向载荷为辅。列车通过弯道或道岔以及载货分布不均时,轴向载荷增大,滚子与内外圈产生接触偏移,产生偏载效应。轴向载荷越大,偏载效应越严重,从而影响轴承的工作特性及寿命。
圆锥滚子轴承受力如图1所示( Fr为径向载荷, Fa为轴向载荷)。车体通过承载鞍传递给外圈的载荷垂直通过轴承外圈的横截面中心,直线运行时,轴承主要受径向力,轴向力较小;当通过弯道或道岔时,轴承同时承受径向和轴向载荷。

列车轮受力平衡图如图2所示,Fv为车辆随机垂向动载荷; FH为车辆随机横向动载荷;h为车辆载荷中心到轴颈根部距离(h=125 mm);b1,b2为轴承载荷中心到车辆载荷中心距离( b1 = b2 =978 mm. ),R为车轮半径; QH , Qv分别为车轮与轨道接触的约束力。车辆的随机动载Fv,FH为
根据JISE 4501--1995铁路车辆轴 的强度设计方法》,垂向动力系数av = 0.002 7υ ,横向动力系数ah=0.040+0.001 2υ,υ=120km/h;EN13103/EN13104规定的av,aH分别为0.25,0.175;静载时,av=aH=0。以35.7 t轴重铁路货车为例,根据(1)式得到轴承承受的径向载荷和轴向载荷见表1。

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