CN107763067A - 滚子轴承、铁路车辆转向架及铁路车辆 - Google Patents

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CN107763067A CN201710948219.8A CN201710948219A CN107763067A CN 107763067 A CN107763067 A CN 107763067A CN 201710948219 A CN201710948219 A CN 201710948219A CN 107763067 A CN107763067 A CN 107763067A
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Abstract

本发明涉及高速列车制造领域，尤其涉及一种滚子轴承、铁路车辆转向架及铁路车辆。其包括：内圈、外圈以及设置在所述内圈和外圈之间的滚子，滚子为旋转体，滚子包括相对设置的两个端面，以及连接在两个端面之间的侧面，侧面的母线为朝背离旋转轴方向凸出的曲线。通过设置滚子侧面的母线为凸出的曲线，使轴承在承受一定的载荷后，滚道不会在滚子两端形成应力集中，而是将应力均匀分布在与滚子中间部位的接触区内，防止长时间应力集中会使滚子产生塑性变形，提高了轴承的疲劳寿命。

Description

滚子轴承、铁路车辆转向架及铁路车辆
技术领域
本发明涉及高速列车制造领域，尤其涉及一种滚子轴承、铁路车辆转向架及铁路车辆。
背景技术
高速(时速在200km/h以上)列车以其运量大、速度快、能耗低等优势满足了经济、社会发展的新要求。高速列车的转向架是决定车辆运行稳定性和乘坐舒适性的重要部件，其中的轴承箱中的轴承起到连接转向架架构和轮对的作用，是重要、关键的旋转支承基础件，也是高速列车最易损坏的部件之一。
图1为现有技术中轴承箱中采用的双列圆锥滚子轴承结构示意图。如图1所示，在现有技术中，高速列车中转向架的轴箱轴承采用双列圆锥滚子轴承，包括轴承内圈25、轴承外圈23、圆锥滚子21、保持架24、中隔圈22以及密封圈20。多个圆锥滚子21被保持架24分割开来，圆锥滚子21处在内圈25与外圈23中间且能够与内圈25和外圈23相对滚动，双列圆锥滚子21中间由中隔圈22分隔，在双列圆锥滚子21的外部设置有密封圈20，以使轴承内部处于密封的状态。工作时，高速列车车轴与轴承内圈25固定，轴箱体与外圈23固定，当高速列车轮对滚动时，通过双列圆锥滚子21的滚动实现轴承外圈23与内圈25的相对转动，此时，圆锥滚子21受到来自轴承内圈25的载荷并分布在圆锥滚子21的滚动面上。
圆锥滚子21滚动体的长度一般是小于轴承内圈25和外圈23的宽度，当圆锥滚子21与略长于它的滚道接触时，在施加一定的载荷后，在滚道上、用于和圆锥滚子21滚动体的接触区域产生变形，而在滚道与圆锥滚子21滚动体的接触区域以外则没有变形，由此造成圆锥滚子21两端的压应力明显高于接触面中部的压应力；在圆锥滚子21两端形成应力集中，造成轴承过早产生疲劳失效。
发明内容
针对现有技术中的上述缺陷，本发明提供一种抗疲劳轴承及高速列车，能够避免应力集中，提高轴承的疲劳寿命。
本发明提供一种一种滚子轴承，包括：内圈、外圈以及设置在所述内圈和外圈之间的滚子；所述滚子为旋转体，所述滚子包括相对设置的两个端面，以及连接在两个端面之间的侧面，所述侧面的母线为朝所述背离旋转轴方向凸出的曲线。
优选地，所述侧面的母线的凸出部分到两端的两个所述端面距离相等。
优选地，所述母线的形状由：
确定；
其中，x代表母线上某一点垂直于y轴的距离，y代表母线上某一点垂直于x轴的距离，V代表泊松比，E代表弹性模量，Qmax代表最大载荷，Lwe代表滚子的有效长度，x不等于Lwe/2。
优选地，所述旋转体的中心轴与竖直方向形成预设夹角。
优选地，所述滚子的两端端面均为圆形，所述滚子两端端面的直径不等。
优选地，所述滚子的所述侧面与两侧的所述端面之间分别设有过渡倒角或圆角。
优选地，所述侧面与所述两个端面中的一个之间的所述倒角为3到5度；所述侧面与所述两个端面中的另一个之间的所述倒角为120到150度。
优选地，所述滚子包括2N个，N个滚子环绕所述内圈外围形成滚子组；所述内圈的两侧形成有安装凸环，所述安装凸环包括相背离设置的第一安装面和第二安装面，所述第一安装面和第二安装面均与所述旋转轴呈预设夹角；两个滚子组分别与所述第一安装面和第二安装面对应设置，且每个所述滚子组中的所述滚子的侧面分别与所述第一安装面和第二安装面接触。
本发明还提供一种铁路车辆转向架，包括：构架、轮对以及连接在一个轮对之间的车轴，其特征在于，在所述车轴两端设置有轴承箱，所述轴承箱内、且在所述车轴与所述轮对之间设置有如上述任一项所述的滚子轴承。
本发明还提供一种铁路车辆，包括：上述任一项所述的铁路车辆转向架，以及承载在所述转向架上的车体。本发明提供的滚子轴承，包括：内圈、外圈以及设置在所述内圈和外圈之间的滚子，滚子为旋转体，滚子包括相对设置的两个端面，以及连接在两个端面之间的侧面，侧面的母线为朝背离旋转轴方向凸出的曲线。通过设置滚子侧面的母线为凸出的曲线，使轴承在承受一定的载荷后，滚道不会在滚子两端形成应力集中，而是将应力均匀分布在与滚子中间部位的接触区内，防止长时间应力集中会使滚子产生塑性变形，提高了轴承的疲劳寿命。
附图说明
图1为现有技术中使用的圆锥滚子轴承的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的滚子轴承的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的滚子的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的曲线型母线滚子与现有技术中直线型母线滚子的接触应力对比；
图5为本发明实施例提供的滚子较小直径端面倒角变化后的接触应力对比；
图6为本发明实施例提供的滚子较大直径端面倒角变化后的接触应力对比。
附图标记：
密封圈-20； 圆锥滚子-21；
中隔圈-22； 外圈-23；
保持架-24； 内圈-25。
滚子-26； 滚子最大接触应力-27；
内圈最大接触应力-28。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于方便描述不同的部件，而不能理解为指示或暗示顺序关系、相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
在高速列车领域，转向架是决定车辆运行稳定性和乘坐舒适性的重要部件。铁路车辆上采用转向架是为增加车辆的载重、长度与容积、提高列车运行速度，以满足铁路运输发展的需要。在保证在正常运行条件下，车体都能可靠地坐落在转向架上，通过轴箱中的轴承使车轮沿钢轨的滚动转化为车体沿线路运行的平动。转向架可以支撑铁路车辆的车体，承受并传递车体至车轮之间或从轮轨至车体之间的各种载荷及作用力，并使轴承承担的负荷均匀分配。
另外，转向架能保证铁路车辆安全运行，灵活地沿直线线路运行及顺利地通过曲线，从而带动铁路车辆的车体通过直线和曲线。转向架还设置有弹簧减震装置，弹簧减震装置能够缓和铁路车辆和线路之间的相互作用，减小对铁路车辆的震动和冲击，减小动应力以提高铁路车辆的运行平稳和安全性。
充分利用轮轨之间的粘着，传递牵引力和制动力，放大制动缸所产生的制动力，使车辆具有良好的制动效果，以保证在规定的距离之内停车。
一般来说，一部铁路车辆上具有多节车厢，而每个车厢底部安装有两个转向架，用于承载车厢内人或货物的重量，同时保证整列车辆的正常运行，其中，每个转向架内设置有多个轴箱，轴箱内安装有轴承，转向架能将上部车体的重量均匀分配给轴箱，并传递到轮对上。所以，轴承箱中的轴承起到连接转向架架构和轮对的作用，是重要、关键的旋转支承基础件，也是高速列车最易损坏的部件之一。
图1为现有技术中使用的圆锥滚子轴承的结构示意图，如图1所示，现有技术中，高速列车中转向架的轴箱轴承采用双列圆锥滚子轴承，包括轴承内圈25、轴承外圈23、圆锥滚子21、保持架24、中隔圈22以及密封圈20。多个圆锥滚子21被保持架24分割开来，圆锥滚子21处在内圈25与外圈23中间且能够与内圈25和外圈23相对滚动，双列圆锥滚子21中间由中隔圈22分隔，在双列圆锥滚子21的外部设置有密封圈20，以使轴承内部处于密封的状态。工作时，高速列车车轴与轴承内圈25固定，轴箱体与外圈23固定，当高速列车轮对滚动时，通过双列圆锥滚子21的滚动实现轴承外圈23与内圈25的相对转动，此时，圆锥滚子21受到来自轴承内圈25的载荷并分布在圆锥滚子21的滚动面上。
圆锥滚子21滚动体的长度一般是小于轴承内圈25和外圈23的宽度，当圆锥滚子21与略长于它的滚道接触时，在施加一定的载荷后，在滚道上、用于和圆锥滚子21滚动体的接触区域产生变形，而在滚道与圆锥滚子21滚动体的接触区域以外则没有变形，由此造成圆锥滚子21两端的压应力明显高于接触面中部的压应力；在圆锥滚子21两端形成应力集中，造成轴承过早产生疲劳失效。
图2为本发明实施例提供的滚子轴承的结构示意图，如图2所示，本实施例提供了一种滚子轴承，包括：内圈25、外圈23以及设置在内圈25和外圈23之间的滚子26，滚子26为旋转体，滚子26包括相对设置的两个端面，以及连接在两个端面之间的侧面，侧面的母线为朝背离旋转轴方向凸出的曲线。在滚子轴承中设置有多个滚子26，多个均匀排布在内圈25外围形成滚子组，滚子组可以设置一列也可以设置为多列，优选地，本实施例提供的滚子轴承具有双列滚子26，其中滚子26数量2N个，N个滚子26环绕内圈25外围形成滚子组，外圈23的内侧面形成有安装凸环，安装凸环包括相背离设置的第一安装面和第二安装面，第一安装面和第二安装面均与旋转轴呈预设夹角；两个滚子组分别与第一安装面和第二安装面对应设置，且每个滚子组中的滚子26的侧面分别与第一安装面和第二安装面接触。
具体的，本实施例的滚子轴承还包括保持架24、中隔圈22以及密封圈20。多个滚子26被保持架24分割开来，滚子26处在内圈25与外圈23中间且能够与内圈25和外圈23相对滚动，双列滚子26中间由中隔圈22分隔，在双列滚子26的外部设置有密封圈20，以使轴承内部处于密封的状态。
需要说明的是，滚子26的数量可根据铁路车辆的设计载荷进行设定，可以随设计载荷的大小增加或减少滚子26的数量，在此不作具体限定。
通过设置滚子26侧面的母线为凸出的曲线，使轴承在承受一定的载荷后，滚道不会在滚子26两端形成应力集中，而是将应力均匀分布在与滚子26中间部位的接触区内，防止长时间应力集中会使滚子26产生塑性变形，提高了轴承的疲劳寿命。
图3为本发明实施例提供的滚子26结构示意图。如图3所示，为了使轴承运行时，滚道不会在滚子26两端产生集中的应力，本实施例中对滚子26的母线轮廓进行了进一步优化，优选侧面的母线的凸出部分到两端的两个所述端面距离相等，所述母线由：
确定。
其中，x代表母线上某一点垂直于y轴的距离；
y代表母线上某一点垂直于x轴的距离；
V代表泊松比；
E代表弹性模量；
Qmax代表最大载荷；
Lwe代表滚子的有效长度，x不等于Lwe/2。
进一步地，滚子26侧面的母线的凸出部分偏离所述滚子26端面外缘的垂直距离对轴承运行时滚子26受到的应力也会产生很大的影响，因此，本实施例中，优选侧面的母线的凸出部分偏离所述滚子26端面外缘的垂直距离H为：
其中，
式中，K0为材料常数，轴承钢K0＝2.81×10-6mm2/N；
R为滚子两端弧坡的曲率半径；
Dpw为滚子的节圆直径；
Dwe为滚子的平均直径；
α为滚子中心轴和内圈中心线的夹角；
φ为滚子中心轴和内圈外侧的夹角，其中α和φ为锐角。
图4为本发明实施例提供的滚子(母线为曲线型)与现有技术中圆锥滚子21(母线为直线型)的接触应力对比，如图4所示，现有技术中的圆锥滚子21的最大接触应力为607.3MPa，本实施例提供的滚子26的最大接触应力为500.7MPa；在轴承滚子与内圈25接触的位置，现有技术中的圆锥滚子21与内圈25最大接触应力为309MPa，本实施例的滚子26与内圈25最大接触应力为215.6MPa。可见，将母线轮廓以及母线凸出滚子26端面外缘的距离按照上述公式设置以后明显改善了母线两端的应急集中现象，曲线型的母线使滚子26与内圈25、外圈23之间的有效接触长度变大，同时使滚子26中间区域与内圈25、外圈23的接触区域增大，从而使应力均匀地分布在滚子26与内圈、外圈的接触面上，减小了单位接触面积上所承受的应力，所以即使在滚子26长时间运行时也不会因应力集中而产生塑性变形，提高了滚子26的使用寿命。
上述提到的滚子26为旋转体，其中旋转体是指一个母线绕中心轴旋转而成，例如，当母线为直线时，形成的旋转体为圆柱体，当母线为曲线时，则形成中间凸的旋转体，但两端端面始终为圆形，且该圆形的半径即为旋转体的回转半径。其工作时两端端面的形状对滚子26的运行有一定影响，本实施例中，优选滚子26的两端端面均为圆形，以使滚子26滚动时受到阻力最小。进一步地，滚子26两端端面的直径不等以适应轴承内圈25的两个安装面，第一安装面和第二安装面一起使滚子26与内圈25组成一体，第二安装面可以承受滚子26的轴向分力。滚子26在滚动时会产生“反座力”，将滚子26推向滚道的第二安装面，因此，使滚子26两端端面的直径不等，滚子26靠近内圈25中心线倾斜的一侧端面直径较小，而另外一侧滚子26的端面直径较大，这样一来滚子26较大端面一侧能承受更大的轴向载荷。
在上述实施例的基础上，本实施例优选旋转体的中心轴与竖直方向形成预设夹角，此预设夹角为锐角。在另一实施例中，还可以通过减小上述预设夹角的方法在使滚子26承受较大的轴向载荷，并减少滚子26应力集中现象的出现。本实施例对此预设夹角不做具体限定，其大小可以根据轴承最大载荷的要求进行更改。
更进一步地，滚子26在在高速滚动时会与两侧的安装面接触而产生接触应力，接触应力过大也会使滚子26产生塑性形变，因此本实施例中，优选滚子26的侧面与两侧的端面之间通过倒角过渡。
可选的，滚子26的侧面与两侧的端面之前通过圆角过度。
可选的，滚子26较小直径的端面倒角可以为3到5度，较大直径的端面倒角可以为120到150度，在本实施例中优选较小直径端面的倒角为3度，较大直径端面倒角为120度。
图5为本发明实施例提供的滚子26较小直径端面倒角变化后的接触应力对比，结果显示，当小直径端面倒角从1度变为3度后，滚子26小直径端面处的接触应力从607.3MPa减小为475MPa；图6为本发明实施例提供的滚子较大直径端面倒角变化后的接触应力对比，结果显示，当大直径端面的倒角从156.5度减小为120度后，滚子26大直径端面处的接触应力从607.3MPa减小为357.6MPa。可见，当滚子26两端面与侧面形成的倒角设置为上述数值以后，滚子26两端受到的接触应力明显减小，这样一来，高速列车在外界环境温度变化、乏油、重载等极端工况下运行时，本实施例提供的滚子26能有效地提高轴承的疲劳寿命。
本发明另一实施例还提供一种铁路车辆转向架，包括：构架、轮对以及连接在一个轮对之间的车轴，在车轴两端设置有轴承箱，在轴承箱内、且在车轴与轮对之间设置有如上述提到的的滚子轴承，滚子轴承，包括：内圈25、外圈23以及设置在所述内圈25和外圈23之间的滚子26，滚子26为旋转体，滚子26包括相对设置的两个端面，以及连接在两个端面之间的侧面，侧面的母线为朝背离旋转轴方向凸出的曲线。滚子轴承还包括保持架24、中隔圈22以及密封圈20。多个滚子26被保持架24分割开来，滚子26处在内圈25与外圈23中间且能够与内圈25和外圈23相对滚动，双列滚子26中间由中隔圈22分隔，在双列滚子26的外部设置有密封圈20，以使轴承内部处于密封的状态。
通过设置滚子26侧面的母线为凸出的曲线，使轴承在承受一定的载荷后，滚道不会在滚子26两端形成应力集中，而是将应力均匀分布在与滚子26中间部位的接触区内，防止长时间应力集中会使滚子26产生塑性变形，提高了轴承的疲劳寿命。
本发明又一实施例还提供一种铁路车辆，该铁路车辆包括上述铁路车辆转向架，以及承载在铁路车辆转向架上的车体。其中铁路车辆转向架包括构架、轮对以及连接在一个轮对之间的车轴，在车轴两端设置有轴承箱，在轴承箱内、且在车轴与轮对之间设置有如上述提到的的滚子轴承，滚子轴承包括：内圈25、外圈23以及设置在所述内圈25和外圈23之间的滚子26，滚子26为旋转体，滚子26包括相对设置的两个端面，以及连接在两个端面之间的侧面，侧面的母线为朝背离旋转轴方向凸出的曲线。滚子轴承还包括保持架24、中隔圈22以及密封圈20。多个滚子26被保持架24分割开来，滚子26处在内圈25与外圈23中间且能够与内圈25和外圈23相对滚动，双列滚子26中间由中隔圈22分隔，在双列滚子26的外部设置有密封圈20，以使轴承内部处于密封的状态。
通过设置滚子26侧面的母线为凸出的曲线，使轴承在承受一定的载荷后，滚道不会在滚子26两端形成应力集中，而是将应力均匀分布在与滚子26中间部位的接触区内，防止长时间应力集中会使滚子26产生塑性变形，提高了轴承的疲劳寿命。
在另一实施例中，通过改变滚子的材料，以提高轴承的表面硬度和耐磨性能，使滚子在长时间运行时，即使受到较大应力的集中，也不会短时间内出现滚子疲劳的现象，从而提到轴承的疲劳寿命。
本领域技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种滚子轴承，包括：内圈、外圈以及设置在所述内圈和外圈之间的滚子；其特征在于，所述滚子为旋转体，所述滚子包括相对设置的两个端面，以及连接在两个端面之间的侧面，所述旋转体的母线为朝背离所述滚子的旋转轴方向凸出的曲线。
2.根据权利要求1所述的滚子轴承，其特征在于，所述侧面的母线的凸出部分到两端的两个所述端面距离相等。
3.根据权利要求2所述的滚子轴承，其特征在于，所述母线的形状由：
<mrow> <mi>y</mi> <mo>=</mo> <mn>2</mn> <mfrac> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <msup> <mi>V</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mi>&amp;pi;</mi> <mi>E</mi> </mrow> </mfrac> <mo>.</mo> <mfrac> <msub> <mi>Q</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>L</mi> <mrow> <mi>w</mi> <mi>e</mi> </mrow> </msub> </mfrac> <mo>.</mo> <mi>l</mi> <mi>n</mi> <mfrac> <mn>1</mn> <mrow> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mi>x</mi> <mo>/</mo> <msub> <mi>L</mi> <mrow> <mi>w</mi> <mi>e</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </mfrac> </mrow>
确定；
其中，x代表母线上某一点垂直于y轴的距离，y代表母线上某一点垂直于x轴的距离，V代表泊松比，E代表弹性模量，Qmax代表最大载荷，Lwe代表滚子的有效长度，x不等于Lwe/2。
4.根据权利要求3所述的滚子轴承，其特征在于，所述旋转体的中心轴与竖直方向形成预设夹角。
5.根据权利要求1所述的滚子轴承，其特征在于，所述滚子的两端端面均为圆形，所述滚子两端端面的直径不等。
6.根据权利要求5所述的滚子轴承，其特征在于，所述滚子的所述侧面与两侧的所述端面之间分别设有过渡倒角或圆角。
7.根据权利要求6所述的滚子轴承，其特征在于，所述侧面与所述两个端面中的一个之间的所述倒角为3到5度；所述侧面与所述两个端面中的另一个之间的所述倒角为120到150度。
8.根据权利要求1-7任一项所述的滚子轴承，其特征在于，所述滚子包括2N个，N个滚子环绕所述内圈外围形成滚子组；所述内圈的两侧形成有安装凸环，所述安装凸环包括相背离设置的第一安装面和第二安装面，所述第一安装面和第二安装面均与所述旋转轴呈预设夹角；两个滚子组分别与所述第一安装面和第二安装面对应设置，且每个所述滚子组中的所述滚子的侧面分别与所述第一安装面和第二安装面接触。
9.一种铁路车辆转向架，包括：构架、轮对以及连接在一个轮对之间的车轴，其特征在于，在所述车轴两端设置有轴承箱，所述轴承箱内、且在所述车轴与所述轮对之间设置有如权利要求1-8任一项所述的滚子轴承。
10.一种铁路车辆，包括：权利要求9所述的铁路车辆转向架，以及承载在所述转向架上的车体。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111434943A (zh) * 2019-01-11 2020-07-21 斯凯孚公司 滚动轴承单元和圆锥滚子轴承内圈
CN112160984A (zh) * 2020-10-26 2021-01-01 中车大连机车研究所有限公司 一种高速列车用轴箱轴承

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0777218A (ja) * 1993-08-06 1995-03-20 Skf:Ab 荷重測定可能なころ軸受
JPH08232960A (ja) * 1995-02-28 1996-09-10 Ntn Corp 鉄道車輌用複列ころ軸受
JP2006336708A (ja) * 2005-05-31 2006-12-14 Nsk Ltd 複列転がり軸受及び軸受装置
CN102042333A (zh) * 2009-10-13 2011-05-04 阿母斯替德铁路公司 滚子轴承密封件
CN103277408A (zh) * 2013-05-28 2013-09-04 哈尔滨新哈精密轴承股份有限公司 高精密双列圆柱滚子轴承
CN106050905A (zh) * 2016-05-11 2016-10-26 中车大连机车研究所有限公司 机车轴箱用整体式密封轴箱轴承

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0777218A (ja) * 1993-08-06 1995-03-20 Skf:Ab 荷重測定可能なころ軸受
JPH08232960A (ja) * 1995-02-28 1996-09-10 Ntn Corp 鉄道車輌用複列ころ軸受
JP2006336708A (ja) * 2005-05-31 2006-12-14 Nsk Ltd 複列転がり軸受及び軸受装置
CN102042333A (zh) * 2009-10-13 2011-05-04 阿母斯替德铁路公司 滚子轴承密封件
CN103277408A (zh) * 2013-05-28 2013-09-04 哈尔滨新哈精密轴承股份有限公司 高精密双列圆柱滚子轴承
CN106050905A (zh) * 2016-05-11 2016-10-26 中车大连机车研究所有限公司 机车轴箱用整体式密封轴箱轴承

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
邢英杰等: "对数母线圆柱滚子凸度量的有限元分析", 《哈尔滨轴承》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111434943A (zh) * 2019-01-11 2020-07-21 斯凯孚公司 滚动轴承单元和圆锥滚子轴承内圈
CN111434943B (zh) * 2019-01-11 2023-09-19 斯凯孚公司 滚动轴承单元和圆锥滚子轴承内圈
CN112160984A (zh) * 2020-10-26 2021-01-01 中车大连机车研究所有限公司 一种高速列车用轴箱轴承

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