噪声与振动控制

噪声与振动控制 ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (1): 126-132.

• 信号处理与故障诊断 • 上一篇    下一篇

轴承内圈故障对轴箱振动特性影响研究

邓航1，王开云1, 2，和振兴1，刘旭麒1，石广田1   

  1. （1. 兰州交通大学机电工程学院，兰州730070；
    2. 西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室，成都610031）
  • 收稿日期:2023-07-25 修回日期:2023-10-30 出版日期:2025-02-18 发布日期:2025-02-07

Effects of Bearing Inner Race Faults on the Vibration Characteristics of Axle Box

  • Received:2023-07-25 Revised:2023-10-30 Online:2025-02-18 Published:2025-02-07

PDF

摘要： 轴箱轴承是动车的关键部件，一旦出现内圈故障，将直接影响列车的运行安全，因此探明发生轴承内圈故障时的轴箱振动特性，具有重要的研究意义。为此开展轴承内圈故障对轴箱振动特性影响研究，基于Hertz 接触理论建立考虑内圈多故障的轴承刚柔耦合动力学模型，通过对保持架和滚子转速的误差分析验证模型的准确性；提出基于均方根值（RMS）和变分模态分解（VMD）的时频分析方法，并利用该方法对轴承故障进行识别。结果表明：内圈不同故障引起的轴箱振动响应差异较大，内圈单故障劣化和多故障夹角变化与RMS值具有关联性，多部位故障的RMS值高于单部位故障，且随转速的增大差异更加显著；基于VMD的时频域分析方法能有效反映特征频率与故障部位之间的对应关系，根据时频域分析结果能准确识别故障部位的特征频率且干扰较小。

关键词: 故障诊断, 轴箱轴承；VMD分解；时频特征；刚柔耦合动力学