高速列车齿轮箱轴承剥离故障振动分析

张阿中; 刘建新; 蔡久凤

doi:10.16578/j.issn.1004.2539.2020.12.021

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高速列车齿轮箱轴承剥离故障振动分析

试验分析 | 更新时间：2022-11-10

- 高速列车齿轮箱轴承剥离故障振动分析
- Vibration Analysis on Spalling Failure of Gearbox Bearing of High-speed Train
- 机械传动 2020年44卷第12期页码：132-136
- 作者机构：
  
  1.西南交通大学牵引动力国家重点实验室，四川成都 610031
  2.西南交通大学机械工程学院，四川成都 610031
- 作者简介：
  
  张阿中（1996— ），男，安徽安庆人，在读硕士研究生，研究方向为车辆系统动力学。
- 基金信息：
- DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2020.12.021
  中图分类号：
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张阿中,刘建新,蔡久凤.高速列车齿轮箱轴承剥离故障振动分析[J].机械传动,2020,44(12):132-136.

Zhang Azhong,Liu Jianxin,Cai Jiufeng.Vibration Analysis on Spalling Failure of Gearbox Bearing of High-speed Train[J].Journal of Mechanical Transmission,2020,44(12):132-136.
张阿中,刘建新,蔡久凤.高速列车齿轮箱轴承剥离故障振动分析[J].机械传动,2020,44(12):132-136. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2020.12.021.

Zhang Azhong,Liu Jianxin,Cai Jiufeng.Vibration Analysis on Spalling Failure of Gearbox Bearing of High-speed Train[J].Journal of Mechanical Transmission,2020,44(12):132-136. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2020.12.021.

摘要

为了研究故障状态下高速列车齿轮箱轴承的振动响应，基于Hertz接触理论，考虑轴承外圈滚道上常见的剥离故障，利用三维建模软件SolidWorks和动力学软件RecurDyn，建立了高速列车齿轮箱轴承出现剥离故障时的动力学模型。通过对轴承的仿真分析可以看出，在经过外圈滚道上的剥离故障时，滚子的角速度出现周期性突变，产生打滑现象；滚子与外圈滚道故障处的冲击传递到保持架上，使其稳定性降低；外圈振动加速度频谱图在外圈故障特征频率的1倍频和2倍频处出现了峰值，根据理论分析，可以判定轴承出现故障的元件是外圈；外圈和滚子之间的接触力在故障处会周期性地增大和减小。

Abstract

In order to study the vibration response of gearbox bearings under fault conditions of high-speed train，based on Hertz contact theory，considering the spalling failure on the outer ring raceway of the bearing，and by using the 3D modeling software SolidWorks and dynamics software RecurDyn，a dynamical model of high-speed train gearbox bearing with spalling fault is established. Through the simulation analysis of the bearing，it can be seen that when the spalling failure on the outer ring raceway occurs，the angular velocity of the roller appears periodic mutation，resulting in slippage. The impact from the failure of the roller and outer ring raceway is transmitted to the cage，which reduces the stability. The vibration acceleration spectrum of the outer ring has peaks at 1 and 2 times the characteristic frequency of the outer ring. According to theoretical analysis，it can be judged that the outer ring is faulty. The contact force between the outer ring and the roller will increase and decrease periodically at the fault.

关键词

高速列车齿轮箱轴承剥离故障振动响应

Keywords

High-speed trainGearbox bearingSpalling failureVibration response

references

WANG Z W，ZHANG W H，YIN Z H，et al.Effect of vehicle vibration environment of high speed train on dynamic performance of axle box bearing［J］.Vehicle System Dynamics，2019，57（4）：543-563.

LI T，SUN W，MENG Z C.Dynamic investigation on railway vehicle considering the dynamic effect from the axle box bearings［J］.Advancesin Mechanical Engineering，2019，11：1-13.

刘雅雯.基于Adams的火车滚动轴承仿真分析方法研究［D］.北京：北京邮电大学，2015：8-14.

LIU Yawen.Simulation analysis mode of rolling bearing based on adams［D］.Beijing：Beijing University of Posts and Telecommunications，2015：8-14.

吴冬，陈斌，高宝成.基于ADAMS的铁路货车滚动轴承建模及故障仿真分析［J］.轴承，2015（11）：1-4.

WU Dong，CHEN Bin，GAO Baocheng.Modeling and simulation analysis of fault for railway freight rolling bearings based on ADAMS［J］.Bearing，2015（11）：1-4.

李长健，向立明，刘永强，等.基于ADAMS的高速机车双列圆锥滚子轴承典型故障仿真分析［J］.轴承，2018（6）：55-59.

LI Changjian，XIANG Liming，LIU Yongqiang，et al.Simulation analysis on double row tapered roller bearings with typical faults in high -speed locomotive based on ADAMS［J］.Bearing，2018（6）：55-59.

李长健.高速列车轴箱轴承典型故障模拟与实验研究［D］.石家庄：石家庄铁道大学，2018：1-6.

LI Changjian.Simulation and experimental research on typical faultof axle box bearing of high speed locomotive［D］.Shijiazhuang：Shijiazhuang Tiedao University，2018：1-6.

刘义.RecurDyn多体动力学仿真基础应用与提高［M］.北京：电子工业出版社，2013：295-300.

LIU Yi.RecurDyn multibody dynamics simulation basic application and improvement［M］.Beijing：Publishing House of Electronics Industry，2013：295-300.

冯涛，丁航，李重伯.基于RecurDyn的摆线泵刚柔耦合多体动力学仿真分析［J］.机械传动，2014，38（6）：132-135.

FENG Tao，DING Hang，LI Chongbo.Multi-body dynamics simulation analysis of cycloid pumprigid-flexible coupling based on recurDyn［J］.Journal of Mechanical Transmission，2014，38（6）：132-135.

侯丽娴，杨绍普，刘永强，等.基于共振解调的铁路货车轴承故障诊断［J］.石家庄铁道大学学报（自然科学版），2013，26（4）：47-51.

HOU Lixian，YANG Shaopu，LIU Yongqiang，et al.Bearing fault diagnosis of railway freight car based on resonance demodulation［J］.Journal of Shijiazhuang TiedaoUniversity（Natural Science Edition），2013，26（4）：47-51.

戴志强.滚动轴承故障诊断与振动信号处理［D］.哈尔滨：哈尔滨工业大学，2012：13-15.

DAI Zhiqiang.Rolling bearing fault diagnosis and vibrationsignalprocessing［D］.Harbin：Harbin Institute of Technology，2012：13-15.

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