CRH5型动车组万向轴传动系统监控装置研制

经车辆长期运用统计发现,若CRH5型动车组万向轴系统发生万向轴轴承磨损、十字节单元包润滑不良、万向轴平衡块松脱等故障,则最终表现为万向轴动平衡指标超出线路运用标准,即万向轴产生动不平衡附加力矩和传动系统产生异常振动。针对此问题,开发研制了车载万向轴传动系统监控装置,用以实时监测万向轴状态,并可提供故障分级的预警、报警信息。该监控装置在齿轮箱体和电机上安装振动传感器,通过检测万向轴动不平衡引起的振动信号的时频特性,诊断故障信息。通过不同动不平衡万向轴在不同转速下测点加速度响应的仿真分析,以及不同动不平衡万向轴装车线路的验证试验表明,以齿轮箱和电机测点的万向轴转频频段的振动信号为特征量,能较好地反映万向轴的振动状态。     

动车组万向轴轴承润滑故障分析及轴承结构设计优化

针对动车组万向轴运用维护过程中出现的轴承润滑不良导致动平衡超标、传动系统异常振动问题,通过万向轴结构及轴承润滑原理分析、故障万向轴运用里程和季节分布、故障万向轴动平衡检测及轴承分解后状态检查、故障轴承油脂理化检测、润滑脂性能评估、万向轴运行工况及轴承运动学分析等手段,得出万向轴轴承润滑不良的原因并提出轴承结构优化方案,为提高动车组传动系统可靠性提出了建议和思路。     

高速动车组转向架失稳报警问题研究

结合高速动车组车载转向架失稳报警装置在应用中的实际问题,针对车辆第一次失稳报警后的限速时间及加速度传感器的布置方案进行深入探讨。根据实测数据及相关标准,在保证车辆运行安全的基础上,以最大限度保证运营秩序为原则,当车辆首次出现报警限速值200 km/h时,建议限速保持时间不小于106 s。通过构架不同端部实测振动数据以及构架受力分析,对于单转向架,由于前后轮对蛇行运动存在相位差,非导向轴上方构架端部受到导向轴力的叠加影响,横向振动加速度幅值一直大于导向轴构架端部,因此建议传感器布置在1、4轴或2、3轴构架端部。     

CRH380D型动车组客室地板异常振动故障分析

针对CRH380D型动车组转向架上方客室地板出现的异常振动,对可能导致振动的相关部件进行了逐个排查,最终确认牵引电机的动平衡量超差是造成振动的原因,并通过更换电机及时解决了问题。     

动车组底部万向轴安全监测系统

在详细分析CRH5型动车组万向轴温度辐射分布规律的基础上,设计了基于红外测量温度的地面探测系统,实现了对动车组万向轴温度的动态监测,并可对温度异常的万向轴温度进行综合预报。实际运用结果表明,该系统可以有效地保障动车组的行车安全。     

应用光纤传感器在线监测动车组齿轮箱和万向轴的探讨

针对动车组齿轮箱和万向轴在线健康监测,提出了一种利用光纤传感器进行健康数据提取的技术方案,并在试验室内进行了模拟试验,最后讨论了该方案实时监测动车组万向轴运行情况的可行性。     

动车组轴承异音故障诊断与研究

根据动车组高级修统计,轴承系统故障问题主要集中在锈蚀和剥离。目前高速动车组轴承故障监测系统有车载轴温监测系统和TADS轨边声学诊断系统2种,对于故障轴承的判断具有较高的准确率,但在一定程度上也有自身的局限性。针对车载轴温监测系统和TADS轨边声学诊断系统均未检测到的某动车组轴承剥离异音问题,借助该动车组既有车载传动系统监控装置进行振动检测,同时在客室内利用便携式设备进行噪声检测,利用FFT,STFT等技术手段对故障频率进行甄别,找到故障激扰源,这是对轴承故障诊断行之有效的方法。     

万向轴驱动和高速列车

万向轴驱动装置不单被应用于内燃动车组,更是高速电力机车和电动车组(200 km/h~300 km/h)不可或缺的重要部件。文章介绍了万向轴驱动装置在高速列车和电动车组上的应用。     

列车万向轴动不平衡振动监测时域预警方法研究

万向轴作为列车主要机械传动部件,其动不平衡的存在加剧了传动系统振动,极易破坏传动系统轴承、万向节等核心部件。文章通过监测齿轮箱异常振动研究万向轴动不平衡时域预警方法,根据长期线路跟踪测试探索时域预警参数,建立万向轴-齿轮箱端振动时域预警模型;利用有限元方法建立传动系统有限元模型,研究不同转速下具有不同动不平衡值的万向轴在齿轮箱端振动响应关系。结果表明:不同转速下,标准旧轴加速度响应最大幅值均约为标准新轴的2.8倍。仿真及实测数据分析表明:列车运行速度为200 km/h时,振动加速度时域预警有效值为3.72g;列车运行速度为250 km/h时,振动加速度时域预警有效值为4.97g。台架试验验证了仿真结果及预警阈值的正确性。     

CRH5型动车组万向轴结构及临界转速分析

介绍了CRH5型动车组传动系统组成和万向轴基本结构,对万向轴的临界转速进行了理论计算。通过力锤试验和台架试验,找出了传动系统的共振点和共振频率区域,确定了万向轴在传动系统中的临界转速。     

动车齿轮箱对动力轮对动平衡测试影响的仿真研究

以某型动车的动力轮对为例,根据双面硬支撑动平衡测试挠性转子的特性,建立动力轮对及其齿轮箱的刚柔混合动力学模型,以动平衡测试中轮对轴的径向振动幅值为目标,对动力轮对动平衡测试中齿轮箱的影响程度进行仿真研究。结果表明,带齿轮箱的动力轮对径向振动幅值是不带齿轮箱时的15~20倍,对动力轮对动平衡测试影响大。     

动车组齿轮箱异常振动监控数据分析

动车组列车大多配备TDDS(列车振动监控系统)对车辆运行中的振动状态数据进行记录、分析,以及对齿轮箱振动监控异常数据进行预警、报警提示。分析了某型动车组运行中的一次振动预警数据,对TDDS的阈值选取及工作原理进行了介绍。同时通过数据分析手段得出此次异常振动原因,并确认了故障位置。     

基于5G技术的动车组车载数据传输及监控系统研究

介绍动车组车载数据的传输和应用现状,根据5G的应用场景,提出基于5G技术的动车组车载数据传输及监控系统总体架构,明确系统的运行状态实时监控、故障报警关联分析和大数据预测分析功能,利用5G技术的增强带宽、高可靠、低时延和网络切片关键技术,实现对动车组更精准、全面的实时监控,为动车组的运行安全提供了保障。     

CRH_3型动车组动力车轴及轮对动力学仿真分析

应用有限元结构动力学模态分析方法,对CRH3型动车组驱动装置中的动力车轴及轮对进行了动态特性研究：对动力车轴的固有振动频率进行理论分析,并在HyperMesh中建立了动力车轴及轮对的有限元模型,通过HyperMesh-ANSYS数据接口,以ANSYS作为求解器,采用Block Lanczos法,计算出动力车轴及轮对前三十阶模态的固有频率和相应主振型。通过振型分析,为动力车轴及轮对的结构优化设计及其动态响应分析提供了理论依据。     

高速动车组齿轮箱加载试验及故障诊断研究

对某动车组齿轮箱进行了加载试验,分析了齿轮箱振动特性及其影响因素,并对齿轮箱试验过程中出现的故障进行了诊断研究。试验结果表明,随着转速的增加,齿轮箱各位置振动速度有效值呈增大趋势;随着扭矩的增加,齿轮箱振动速度有效值呈减小趋势;试验台组装中各相邻两轴的对中误差时试验过程中齿轮箱的振动有很大的影响,可能引发齿轮箱故障产生。     

城际铁路动车组牵引电机悬挂方式比较分析

介绍了城际铁路动车组牵引电机常用悬挂方式的结构特点和应用范围,分析了不同悬挂方式的优缺点。针对城际铁路动车组的运用特点,从动力学性能和振动传递两个方面分析不同牵引电机悬挂方式的适用性,以及对车辆运行、构架结构强度的影响。通过系统分析,建议城际铁路动车组牵引电机采用大刚度弹性悬挂方式作为优选方案,同时确定了牵引电机弹性悬挂摇头频率的下限值,并以节点跨距、节点刚度等为参数,推导出了牵引电机弹性悬挂摇头频率的计算公式。分析结果可用于指导城际铁路动车组牵引电机悬挂的优化设计。     

高速铁路ATP车载设备健康状态监测及智能诊断系统研究

为解决高速铁路列车自动防护（ATP,Automatic Train Protection）系统车载设备故障定位困难、人工检查任务繁重等问题,研制高速铁路ATP车载设备健康状态监测及智能诊断系统。该系统由轨旁检测设备、车载诊断记录单元和地面维护中心设备构成。车载诊断记录单元自动采集ATP车载设备各单元应用软件的日志数据及关键部件电气特征数据,并通过车–地无线传输通道将数据传输至地面维护中心;轨旁检测设备根据不同车型,准确地采集动车组车外ATP车载设备的图像及安装测量数据。该系统能够自动识别ATP车载设备的外观缺陷和安装异常,提供ATP车载设备健康状态监测和故障分析诊断功能,有助于提高ATP车载设备维护效率。     

动车组车载检测设备计量保证方案建议

动车组车载检测设备用于动车组运行过程中主要参数的检测或监测,在这些设备中,有些设备因不能拆卸而无法进行量值溯源。为此,提出用计量保证的方式来确认其计量性能及量值的准确性,为列车安全运行提供技术支持。