[發明專利]一種鐵路貨車輪對軸承智能檢測系統

有效

• 申請號: 202010914608.0
• 申請日: 2020-09-03
• 公開（公告）號: CN112098090B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 李立;王國建;葉霖;宋習;王宜偉;白正方;聶磊;岳永生;申灝;武小鵬
• 申請（專利權）人: 中國鐵道科學研究院集團有限公司金屬及化學研究所;中國鐵道科學研究院集團有限公司;中國鐵路鄭州局集團有限公司;北京中鐵科新材料技術有限公司;中國國家鐵路集團有限公司
• 主分類號: G01M13/045
• 分類號: G01M13/045;G06K7/00
• 代理公司: 北京瑞恒信達知識產權代理事務所(普通合伙) 11382
• 代理人: 黃慶芳

一種鐵路貨車輪對軸承智能檢測系統，包括軸承信息自動識別系統(1)、基于服役信息的軸承故障自動檢測分析系統(2)和軸承電子履歷系統(3)三個子系統各部分硬件裝置分布安裝在鋼軌兩側，可同時檢測多條輪對，三個子系統之間可進行信息交互、同步。通過本發明代替人工對貨車輪對軸承進行基于軸承服役信息的振動數據分析故障檢測。軸承信息自動識別系統可代替人工對段修輪對軸承的身份信息、配屬信息、歷史運用信息和檢修信息進行快速識別采集；軸承故障自動檢測分析系統可基于軸承型號和歷史應用狀況等為待檢軸承計算適配閾值；軸承電子履歷系統可為每個軸承建立獨立的履歷檔案。

技術領域

本發明涉及鐵路貨車輪軸承故障檢測領域，尤其是一種鐵路貨車輪對軸承智能檢測系統。

背景技術

鐵路貨車是鐵路貨物運輸的運載工具，而輪對軸承作為鐵路車輛轉向架重要部件，長期處于高速重載狀態，容易產生疲勞、滾子裂紋、保持架斷裂和壓痕等故障，其技術狀態直接影響列車的安全。因此，對輪對軸承全壽命周期內的故障監測和診斷的研究十分重要。

根據現有技術規程，鐵路貨車定期檢修分為廠修、段修、輔修和軸檢四級修程(從高到低)，各級修程按規定周期進行。新造軸承從首次裝用開始，使用時間或運行里程達到規定限度(如8年或80萬km)時必須進行大修；經過一次大修的軸承的使用時間或運行里程達到規定限度時必須報廢。各型新造軸承、大修軸承在貨車廠修或段修發生軸承退卸時必須進行一般檢修，若軸承存在一般檢修無法修復的缺陷，則新造軸承送大修，大修軸承報廢。目前，為實現貨車輪軸造修技術全過程管理和全壽命周期內質量追溯，對于新造、大修或一般檢修軸承，在軸承內外圈和標志板上刻打相應的制造或檢修標記，實現輪軸管理。而對于輪對軸承的段修，軸承歷史運用信息的獲取主要通過肉眼識別軸承標志板內容，軸承的檢修和故障診斷也主要靠人工“聽、看、摸、轉”等方式進行經驗判斷。

近年來，隨著貨運列車的運行速度不斷提高和編組書、牽引噸數逐漸加大，對車輛關鍵部位的安全性要求也隨之不斷提升，并且隨著貨車檢修量的逐漸擴大和技術要求要求不斷提高，單純依靠人工的識別和檢測方式無論在效率還是準確率等方面都越來越無法滿足檢修工作要求，亟待利用先進技術實現輪對軸承故障的自動化、智能化檢測和分析診斷。

在軸承信息的獲取方面，除軸承內外圈刻打的標記外，軸承標志板是刻打軸承檢修信息和判別運用時間的重要附件。軸承進行段修時，主要靠人眼識別刻打在軸承標志板上的標記，以獲取軸承的制造裝用和檢修、輪對組裝以及車軸制造等歷史運用信息。而根據現行輪對組裝檢修和管理規則，在軸承因為檢修發生退卸和重裝時，必須更換新的軸承標志板并刻打上述標記。

在軸承故障檢測方面，何貞志等開發了一種基于LabVIEW的滾動軸承缺陷在線智能檢測及分選系統，運用于軸承廠自動裝配線中。該系統由機械裝置和控制系統組成，可實現振動信號檢測、智能分析和動作控制，采用工控機采集振動信號并智能診斷軸承缺陷，采用PLC實現動作控制，有效地在線識別多種軸承早期缺陷。趙麗霞提出了一種基于多傳感器與驅動模塊聯用的車輛滾動軸承故障智能診斷系統，通過麥克風、振動傳感器信號處理及分析，實現鐵路段修軸承的故障診斷。該系統通過麥克風信號和共振解調技術識別軸承的剝離型故障，通過振動傳感器和統計因子參數識別軸承的非剝離型故障，在提高軸承檢測準確率的同時，大大降低軸承非剝離型故障的漏報率。公開號為CN109238716A的發明專利，提供了一種實時智能的機械軸承異常檢測系統。該系統包括用于采集機械軸承振動數據的數據感知子系統、用于存儲機械軸承振動數據的存儲子系統、用于分析所述機械軸承振動數據的分析中心和與分析中心通信的用戶終端，分析中心可在振動數據異常時向用戶終端發送提示信息。

現有技術在對貨車輪對軸承進行故障檢測時，獲取軸承身份信息和歷史運用信息的方式是通過人工識別軸承標記和標志板標記。為此，需要提前清洗軸承和標志板上的污物，清洗不干凈或者刻打標記被破壞時便會影響識別的準確性，且部分位置的刻打標記在軸承不拆卸時觀察不到，總體識別效率低下。

現有技術在進行檢測時，只存儲本次檢測的振動數據用于故障分析，不形成用于軸承運用信息管理的檔案，使得檢測數據未得到充分利用。