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铁路轴承综合性能试验台机械结构设计与仿真

文档名称:铁路轴承综合性能试验台机械结构设计与仿真
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文档名称:铁路轴承综合性能试验台机械结构设计与仿真
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上传者:whd5320
添加时间:2019/05/22
内容摘要:
设备与机具
铁道车辆第52卷第2期2014年2月
文章编号:1002-7602(2014)02-0029-04
铁路轴承综合性能试验台机槭结构设计与真
邢晓东,李韶凡2,马飞1,常洪2
(1.青鸟四方车辆研究所有限公司,山东青岛26031;2.洛阳LYC轴承有限公司,河南洛F阳471039)
摘要:针对铁路轴承试验的需要设计了轴承综合性能试验台,并使用 ADAMS软件对该试验台杌椃结杓进行了仿
真分祈,验证了试验台方案的可行性,可为试验台的设计计算和设计优化等提供依括。
关键词:轴承;试验台;仿真;分析
中图分类号:U270.331+.2
文献标志码:B
随着铁路运输速度和载重量的提高,铁道车辆各
表1轴承综合性能试验合主要性能参数
个零部件的性能和质量要求也在不断提高,无论是车
参数
高速轻载时低速重载时
辆零部件的开发还是质量检测,所需要的试验设备性
试验最大转速/(r?min-1)
3000
1200
能都必须进行相应的提升。设计铁路轴承综合性能试
轴向单套最大试验载荷/"kN
验合是为了适应铁路发展的需要。该试验台能够对高
径向单套最大试验载荷/kN
100
00
速和重载车辆轴承进行性能试验,为轴承的试验研究
提供必要的数据和支撑
架、主轴组成、径向加载装置、轴向加载装置、径向加载
试验台概述
调节装置、电机驱动系统、被试轴承组成以及辅助工装
等。试验台的机械结构示意图如图1所示。试验台采
铁路轴承综合性能试验台由机械系统、液压伺服用液压伺服加载系统提供径向及轴向加载载荷,整个
系统、电气系统、测控系统、润滑系统、监控系统及必要系统由侗服控制器、恫服油缸、伺服阀、传感器和液压
的辅助设备等组成,能够模拟实际使用情况进行不同
油源组成。
工况条件下轴承的急加减速试验及耐久性试验,能够
进行轨道谱载荷试验,能够在试验过程中记录轴箱体
温度和振动等多个重要参数,以分析轴承的摩擦磨损
轴向加载装置
性能、抗疲劳性能以及润滑油脂特性。试验台主要性
主轴组成
被试轴承组成
能参数见表1。
2结构设计
径向加载装置
驱动电机及调节装置
铁路轴承综合性能试验台机械结构主要包括构
构架
径向加载调节装置
收稿日期:2013-09-13
基金项目:国家高技术研究发展计划(“863”计划)(2009AA044902)
作者简介;邢晓东(1976-),男,高级工程师
图1试验台机械结构示意图
5结论
稳、安全、可靠
参考文献:
在经过上述的一系列变位组合工况分析与联轴节
的变位计算比较之后,得出最大偏心量值作为选择联[]严隽.车辆工程[M.北京:中国铁道出版社,199
轴节变位能力的条件。工况组合讨论和计算的准确
[2]鲍维千.内燃机车总体及走行部[M].北京:中国铁道出版社,
决定了联轴节选用的正确与否。以上工况组合条件和
几何模型的建立与计算,对联轴节变位能力的正确选
3]王福天.车辆动力学[M.北京:中国铁道出版社,1981.
择具有一定指导意义,可从设计上保证驱动传动的平
(编辑:田玉坤
万方数据
铁道车辆第52卷第2期2014年2月
2.1构架
伺服油缸
直线轴承及安装座
构架由各种型材焊接而成,是其他所有部件的安
加梁1力传感器
加载梁2
被试轴箱
被试轴箱
装载体,上部安装有主轴、被试轴承和轴向加载装置。
构架的底部和基础连接。
2.2主轴组成
?
主轴组成(图2)包括主轴、支撑轴承座及各种挡
圈等,用于模拟车轴,两端安装被试轴承。
根据被试轴承的负载特性,高速轻载轴承试验时
使用FAG的LSL系列圆柱滚子轴承作为支撑轴承,
图4轴向加载装置
低速重载轴承试验时使用FAG的NU系列和NJ系
径向加载装置(图5)位于两被试轴箱的下方,用
列圆柱滚子轴承相配合作为支撑轴承。支撑轴承采用于被试轴承的径向载荷施加,由力传感器、加载
循环油润滑并配有冷却喷嘴,在支撑轴承座的中下部
服油缸等组成。径向加载装置采用Y形结构,与被试
设置轴承浸油高度的测量和调节装堂,以满是主轴高轴承座连接处使用了2个高灵敏度载荷传感器,通过
转速的润滑和冷却要求。支撑轴承座(图3)采用剖分
传感器的测试可以了解轴承在整个运行过程中扭矩的
式结构,以方便主轴的拆装。
变化情况。
各种挡及密封板
被试轴承安装位支撑轴承座主轴支撑轴承座被试铺承安装位
被试轴箱
连杆
(GD)
100kN拉压力传感器
加载梁
何服油釭
加载载荷支反力
支反力加载载荷
径向加载调节装置
图2主轴组成
图5径向加载装置
润滑喷嘴
一冷却喷嘴
轴向和径向载荷加载时,加载装置与构架、主轴组
成等形成封闭结构,使得轴向和径向作用力成为内力,
密封条
可以减少其他因素对被试轴承加载精度的影响,同时
能够改善受力环境。
润滑油出口
冷却油出口
3机械结构仿真分析
3.1模型的建立
图3支撑轴承座结构示意图
试验台使用 ADAMS软件进行仿真计算。在
Solid Works模型的基础上,对轴承、轴向导向等结构
2.3轴向、径向加载装置
进行简化,并将其导人 ADAMS软件中。根据工况给
每一个零部件添加质量、约束等属性。如:对构架、支
轴向加载装置(图4)由加载梁、伺服油缸、连杆等撑轴承座等零部件添加固定副;对伺服油缸两端添加
组成,可以同时为2套被试轴承施加轴向载荷。2个
球副。试验台简化后的模型和所添加的约束副如图6
加载梁可以分别向外侧转出,以方便被试轴承/轴箱的
所示
拆装。
30
万方数据
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