[實(shí)用新型]軌道交通走行部軸承故障診斷實(shí)驗(yàn)臺(tái)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520763095.2
• 申請(qǐng)日: 2015-09-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204988730U
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-01-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陶潔;劉義倫;湯芳;楊大煉;陳輝;劉馳;張喆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M13/04
• 分類號(hào): G01M13/04
• 代理公司: 長(zhǎng)沙市融智專利事務(wù)所 43114
• 代理人: 鄧建輝

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種故障診斷實(shí)驗(yàn)臺(tái)，尤其是指一種軌道交通走行部軸承故障診斷實(shí)驗(yàn)臺(tái)。

背景技術(shù)

隨著中國(guó)鐵路高速重載戰(zhàn)略的逐步深入和城軌交通的快速發(fā)展，機(jī)車、車輛走行部的安全越來(lái)越受到重視。軌道交通運(yùn)載設(shè)備的走行部一旦發(fā)生故障，輕則影響安全運(yùn)營(yíng)秩序，重則造成人員與財(cái)產(chǎn)的重大損失并產(chǎn)生巨大社會(huì)影響。軌道交通運(yùn)載設(shè)備的走行部軸承在工作時(shí)，由于滾、滑動(dòng)摩擦而造成軸承發(fā)熱和磨損，特別是在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的條件下，因離心力、慣性力及異常軸向力與徑向力的聯(lián)合作用，會(huì)加速軸承內(nèi)部滾動(dòng)體、內(nèi)外環(huán)與保持架的碰撞、摩擦磨損與發(fā)熱；嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成保持架燒傷和斷裂，致使軸承不能正常工作。目前對(duì)于軸承的內(nèi)環(huán)、外環(huán)與滾動(dòng)體的在線故障診斷方法比較成熟。而軸承保持架的故障特征頻率均處于低頻段，很容易受到其它信息的干擾，保持架故障診斷成為軌道交通運(yùn)載設(shè)備走行部安全監(jiān)測(cè)的瓶頸。目前對(duì)保持架的故障診斷方法、定量評(píng)判技術(shù)、報(bào)告決策方法論及故障機(jī)理的研究在國(guó)內(nèi)外均處于空白狀態(tài)。因此設(shè)計(jì)本實(shí)驗(yàn)?zāi)M平臺(tái)對(duì)保持架故障的特征提取、數(shù)據(jù)挖掘、故障定量化評(píng)判技術(shù)及診斷報(bào)警決策方法論進(jìn)行深入研究，以突破目前交通運(yùn)載設(shè)備走行部軸承保持架故障診斷的技術(shù)瓶頸，對(duì)保障軌道交通運(yùn)載設(shè)備走行部的安全有重大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種實(shí)時(shí)在線故障診斷、準(zhǔn)確率高的軌道交通走行部軸承故障診斷實(shí)驗(yàn)臺(tái)。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的軌道交通走行部軸承故障診斷實(shí)驗(yàn)臺(tái)，包括驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、模擬軌道交通走行部加載系統(tǒng)、試件軸承基座、水平固定工作臺(tái)、傳感器、信號(hào)采集系統(tǒng)、通信傳輸系統(tǒng)以及信號(hào)分析與診斷系統(tǒng)，所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)安裝在水平固定工作臺(tái)上，所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與所述的模擬軌道交通走行部加載系統(tǒng)相連，所述的模擬軌道交通走行部加載系統(tǒng)與所述的試件軸承基座相連，所述的試件軸承基座與所述的傳感器相連，所述的傳感器與所述的通信傳輸系統(tǒng)相連，所述的通信傳輸系統(tǒng)與所述的信號(hào)分析及診斷系統(tǒng)相連。

所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括變頻器、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、同步皮帶輪和轉(zhuǎn)動(dòng)軸，所述的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和所述的同步皮帶輪安裝在所述的水平固定工作平臺(tái)上，所述的轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸支座安裝在所述的水平固定工作平臺(tái)上所述的模擬軌道交通走行部加載系統(tǒng)包括徑向加載裝置和軸向沖擊加載裝置，所述的變頻器與所述的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)控制連接，所述的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的輸出軸通過(guò)所述的同步皮帶輪與所述的轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接，所述的轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過(guò)第一聯(lián)軸器與徑向加載裝置的主軸前端相連，所述的徑向加載裝置的主軸后端通過(guò)第二聯(lián)軸器與試件軸承基座相連，所述的試件軸承基座與所述的軸向沖擊加載裝置相連。

所述的徑向加載裝置的主軸通過(guò)軸承座支撐在所述的水平固定工作平臺(tái)上。

所述的軸向沖擊加載裝置的結(jié)構(gòu)是：偏心輪和第一齒輪均安裝在第一轉(zhuǎn)軸上，槽凸輪和第二齒輪均安裝在第二轉(zhuǎn)軸上，所述的第一轉(zhuǎn)軸和第二轉(zhuǎn)軸安裝在機(jī)架上，所述的第一齒輪與所述的第二齒輪嚙合傳動(dòng)，壓桿和第二連桿滑動(dòng)安裝在所述的機(jī)架上，傳動(dòng)桿的中部通過(guò)滾子安裝在所述的槽凸輪的槽內(nèi)，所述的傳動(dòng)桿的一端與設(shè)在所述的壓桿的一端的滑塊滑動(dòng)連接，所述的傳動(dòng)桿的另一端與所述的第二連桿的一端鉸接，所述的第二連桿的另一端與第一連桿的一端鉸接，所述的第一連桿的另一端鉸接在所述的偏心輪上。

采用上述技術(shù)方案的軌道交通走行部軸承故障診斷實(shí)驗(yàn)臺(tái)，針對(duì)保持架故障特征頻率偏低及信噪比低的特性，采用適用于保持架故障特征提取的傳感器數(shù)據(jù)采集技術(shù)與噪聲信息分離、特征信息提取等數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)。使用多參數(shù)(振動(dòng)、沖擊、溫度)復(fù)合傳感器技術(shù)、共振解調(diào)技術(shù)及信息處理技術(shù)，研究干擾信息剔除、低頻信息放大還原的有效方法，提取保持架故障特征信息。

對(duì)現(xiàn)有案例所保存的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘研究，采用深度置信網(wǎng)絡(luò)的機(jī)器學(xué)習(xí)模式，用大量已有數(shù)據(jù)進(jìn)行模型訓(xùn)練，形成深度置信網(wǎng)絡(luò)故障分類器，識(shí)別保持架變形、折斷及所導(dǎo)致的滾子亂序的信息特征，使用多參數(shù)、多因素聯(lián)合診斷方法，準(zhǔn)確辨識(shí)保持架故障特征信息。

在上述研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，形成對(duì)數(shù)據(jù)采集單樣本的系列定性與定量診斷判據(jù)，通過(guò)對(duì)原始數(shù)據(jù)的診斷流程處理，得出保持架故障的自動(dòng)識(shí)別結(jié)果；研究多參數(shù)(振動(dòng)、沖擊、溫度)聯(lián)合及多條件(趨勢(shì)、轉(zhuǎn)速)下的綜合報(bào)警決策方法，使報(bào)警結(jié)果匹配工程實(shí)踐，為走行部的科學(xué)維修提供決策。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果，具體而言，由上述技術(shù)方案可知：