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Rexrotr線性軸承R166681420設(shè)計(jì)選型與應(yīng)用

中低速磁浮車(chē)輛二系懸掛裝置采用空氣彈簧結(jié)構(gòu)，線性軸承是空氣彈簧懸掛裝置的關(guān)鍵部件之一，其設(shè)計(jì)選型須滿足懸浮架和車(chē)體連接、傳遞載荷以及適應(yīng)車(chē)輛曲線通過(guò)等性能要求。

空氣彈簧懸掛裝置由空氣彈簧、端部滑臺(tái)、中間滑臺(tái)、固定滑臺(tái)、線性軸承等部件組成。線性軸承水平安裝在端部滑臺(tái)與中間滑臺(tái)上，采用雙導(dǎo)軌滑行機(jī)構(gòu)。

1.線性軸承選型

線性軸承是懸浮架上工作負(fù)荷較大、安全性要求較高的部件之一， 其性能直接決定了列車(chē)能否安全運(yùn)行并順暢通過(guò)曲線。其選型工作主要需考慮車(chē)輛負(fù)荷、線性軸承安全系數(shù)、結(jié)構(gòu)尺寸、可維護(hù)性等幾個(gè)方面。

（1）線性軸承負(fù)荷與安全系數(shù)計(jì)算

應(yīng)用于中低速磁浮車(chē)輛的線性軸承滑塊主要承受垂向負(fù)荷及側(cè)向負(fù)荷，各滑塊的垂向負(fù)荷大小與空氣彈簧對(duì)滑臺(tái)的支撐力大小及作用中心有關(guān)，側(cè)向負(fù)荷與列車(chē)牽引或制動(dòng)時(shí)加速度引起的慣性力有關(guān)。

（2）端部滑臺(tái)線性軸承負(fù)荷計(jì)算

端部滑臺(tái)的一根導(dǎo)軌采用單滑塊支撐、另一根導(dǎo)軌采用雙滑塊支撐。根據(jù)空氣彈簧懸掛裝置設(shè)計(jì)可知，列車(chē)所有空氣彈簧壓力均等，即各空氣彈簧對(duì)滑臺(tái)的支撐力F 大小相等。端部滑臺(tái)沒(méi)有設(shè)置牽引拉桿，因此其上線性軸承側(cè)向不受車(chē)輛縱向力作用。

（3）中間滑臺(tái)線性軸承負(fù)荷計(jì)算

中間滑臺(tái)為左右對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，兩根導(dǎo)軌均采用雙滑塊支撐，因此線性軸承滑塊受到的垂向力兩兩相等?？栈蓪?duì)滑臺(tái)的支撐力均與端部滑臺(tái)相同。列車(chē)牽引或制動(dòng)時(shí)，牽引拉桿對(duì)各滑臺(tái)的縱向作用力相等，同一滑臺(tái)上每個(gè)線性軸承滑塊受到的側(cè)向力也近似認(rèn)為大小相等。

Rexrotr線性軸承R166681420取前后均有牽引拉桿作用的中間滑臺(tái)作為計(jì)算對(duì)象，在列車(chē)牽引或制動(dòng)時(shí)，該滑臺(tái)上的線性軸承滑塊所受的側(cè)向力最大。

（2）額定壽命計(jì)算

盡管?chē)?guó)內(nèi)暫時(shí)沒(méi)有正式運(yùn)營(yíng)的中低速磁浮線路，根據(jù)軌道交通應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)估計(jì)磁浮運(yùn)營(yíng)線每公里的曲線數(shù)平均為一個(gè)。設(shè)磁浮車(chē)輛進(jìn)出曲線時(shí)，均按通過(guò)正線最小曲線R100 m 所對(duì)應(yīng)的線性軸承滑動(dòng)量150 mm計(jì)算，磁浮車(chē)輛每通過(guò)曲線一次，線性軸承滑動(dòng)量共計(jì)為300 mm。按磁浮車(chē)輛年運(yùn)行公里數(shù)為12.5×104 km計(jì)算，線性軸承的年滑動(dòng)量為37.5 km。因此，可以計(jì)算端部滑臺(tái)上的單滑塊線性軸承的額定計(jì)算壽命最小達(dá)1392年，雙滑塊線性軸承的額定計(jì)算壽命最小為23.2年；中間滑臺(tái)上的雙滑塊線性軸承額定計(jì)算壽命最小為12.4年。

（3）結(jié)構(gòu)尺寸

線性軸承結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)主要考慮直線導(dǎo)軌長(zhǎng)度尺寸。在通過(guò)曲線時(shí)，滑塊相對(duì)直線導(dǎo)軌左右運(yùn)動(dòng)，結(jié)合上一節(jié)最小半徑曲線擬合分析結(jié)果，其直線導(dǎo)軌長(zhǎng)度需滿足滑塊左右運(yùn)動(dòng)的最大橫移量要求，并預(yù)留有一定的安全裕量。直線導(dǎo)軌預(yù)留的安全裕量均大于30 mm，滿足線性軸承左右滑動(dòng)時(shí)的安全需求。

2.強(qiáng)度校核

以下主要對(duì)線性軸承滑塊與導(dǎo)軌及其連接件進(jìn)行強(qiáng)度校核與評(píng)估，其強(qiáng)度直接關(guān)乎線性軸承能否正常工作與列車(chē)的安全運(yùn)行問(wèn)題。

（1）線性軸承滑塊及導(dǎo)軌強(qiáng)度校核

計(jì)算滑塊強(qiáng)度時(shí)，選取受力最大的中間滑臺(tái)上線性軸承滑塊作為計(jì)算對(duì)象，在滑塊定位孔施加固定約束，在滑塊與導(dǎo)軌的作用面上施加載荷。計(jì)算導(dǎo)軌強(qiáng)度時(shí)，選取中間滑臺(tái)的線性軸承導(dǎo)軌作為計(jì)算對(duì)象，在導(dǎo)軌的定位孔施加固定約束，在導(dǎo)軌與兩滑塊的作用面上施加載荷。

（2）連接件強(qiáng)度校核

線性軸承連接件主要有連接滑塊與滑臺(tái)的M10螺栓，以及連接導(dǎo)軌與車(chē)體底板的M8螺栓。通過(guò)給螺栓施加預(yù)緊力，使被連接體在受橫向載荷作用時(shí)，結(jié)合面不發(fā)生相對(duì)位移