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

中低速磁浮車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)計選型須滿足懸浮架和車體連接、傳遞載荷以及適應(yīng)車輛曲線通過等性能要求。

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

1.線性軸承選型

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

（1）線性軸承負荷與安全系數(shù)計算

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

（2）端部滑臺線性軸承負荷計算

端部滑臺的一根導(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)計可知，列車所有空氣彈簧壓力均等，即各空氣彈簧對滑臺的支撐力F 大小相等。端部滑臺沒有設(shè)置牽引拉桿，因此其上線性軸承側(cè)向不受車輛縱向力作用。

（3）中間滑臺線性軸承負荷計算

中間滑臺為左右對稱結(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_的支撐力均與端部滑臺相同。列車牽引或制動時，牽引拉桿對各滑臺的縱向作用力相等，同一滑臺上每個線性軸承滑塊受到的側(cè)向力也近似認為大小相等。

Rexrotr線性軸承R166681420取前后均有牽引拉桿作用的中間滑臺作為計算對象，在列車牽引或制動時，該滑臺上的線性軸承滑塊所受的側(cè)向力最大。

（2）額定壽命計算

盡管國內(nèi)暫時沒有正式運營的中低速磁浮線路，根據(jù)軌道交通應(yīng)用經(jīng)驗估計磁浮運營線每公里的曲線數(shù)平均為一個。設(shè)磁浮車輛進出曲線時，均按通過正線最小曲線R100 m 所對應(yīng)的線性軸承滑動量150 mm計算，磁浮車輛每通過曲線一次，線性軸承滑動量共計為300 mm。按磁浮車輛年運行公里數(shù)為12.5×104 km計算，線性軸承的年滑動量為37.5 km。因此，可以計算端部滑臺上的單滑塊線性軸承的額定計算壽命最小達1392年，雙滑塊線性軸承的額定計算壽命最小為23.2年；中間滑臺上的雙滑塊線性軸承額定計算壽命最小為12.4年。

（3）結(jié)構(gòu)尺寸

線性軸承結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計主要考慮直線導(dǎo)軌長度尺寸。在通過曲線時，滑塊相對直線導(dǎo)軌左右運動，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)軌長度需滿足滑塊左右運動的最大橫移量要求，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時的安全需求。

2.強度校核

以下主要對線性軸承滑塊與導(dǎo)軌及其連接件進行強度校核與評估，其強度直接關(guān)乎線性軸承能否正常工作與列車的安全運行問題。

（1）線性軸承滑塊及導(dǎo)軌強度校核

計算滑塊強度時，選取受力最大的中間滑臺上線性軸承滑塊作為計算對象，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。計算導(dǎo)軌強度時，選取中間滑臺的線性軸承導(dǎo)軌作為計算對象，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）連接件強度校核

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