地铁车辆转向架轴承故障诊断方法研究

地铁车辆转向架轴承状态对车辆的安全运行至关重要。现有地铁车辆转向架轴承的监测与诊断存在智能化程度低、准确性差等不足。针对此不足,对地铁车辆转向架轴承故障模型进行推导,提出一种地铁车辆转向架轴承故障智能诊断方法。该方法根据转向架轴承径向振动加速度信号,采用小波包-包络分析和故障识别搜索算法,诊断轴承故障及故障类型。为了验证所提出方法的有效性,设计并搭建了轴承故障诊断试验台,基于此试验台对广州地铁车辆转向架故障轴承进行了测试。试验结果表明:所提出的转向架轴承故障诊断方法能够准确识别轴承故障,为地铁车辆转向架轴承故障诊断的自动化、智能化提供了新思路。     

一种改进的地铁车辆转向架轴承故障诊断方法

转向架轴承故障特征极容易受到轮轨激扰和环境随机噪声的影响。现有地铁车辆转向架轴承故障诊断方法存在故障特征提取困难、诊断准确率低等不足。为此,提出一种故障诊断方法。该方法首先对采集的振动信号进行降噪预处理,并利用小波包分析法将其分解为多个频带,基于峭度指标自适应调整各频带包络分析和故障搜索的顺序,快速、充分地提取轴承故障特征。建立轴承测试台,使用广州地铁公司提供的转向架轴承对所提出的方法进行实验验证。测试结果表明,经过预处理后,轴承的故障特征更加明显,提出的转向架轴承故障诊断方法能够准确、快速地诊断轴承的故障状态。     

基于小波包分解和集合经验模态分解的列车转向架轴承智能故障诊断方法

提取故障特征不理想、诊断速度慢等是目前现有列车转向架轴承故障诊断方法存在的主要不足。本文提出了一种列车转向架轴承故障的智能诊断方法。该方法将小波包分解和集合经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)结合在一起,充分提取信号故障特征,并利用能量判别法和故障识别搜索算法进行故障模式识别,进一步提高了故障诊断速度。为了验证该方法的有效性,构建了轴承实验台,测试分析了广州地铁列车3种故障状态的转向架轴承。实验结果表明,该方法能够充分提取故障特征,迅速锁定搜索频段,准确识别轴承故障,提高了列车转向架轴承故障的诊断速度和准确性。     

地铁车辆牵引控制单元的故障诊断方法

地铁车辆牵引控制单元是地铁系统的核心单元之一,准确判断其故障状态对车辆安全运行至关重要。针对模糊C-均值聚类(FCM)在牵引控制单元故障诊断中的不足,提出了采用入侵杂草算法优化FCM,解决了FCM聚类结果不稳定和容易陷入局部最优的问题。该方法能克服单一故障诊断法的缺陷,同时具备群智能算法搜索全局最优和FCM算法处理模糊信息的能力。通过UCI数据集和地铁车辆实际数据进行仿真实验,结果表明,新方法与传统FCM相比,能获得更优的聚类中心,有效提高了TCU故障诊断的准确性和快捷性。     

地铁车辆轴箱轴承故障分析及预防

主要介绍了地铁车辆转向架轴箱所用轴承形式、结构原理,对轴承故障现象进行了梳理,分析了故障发生的原因,研究了轴箱轴承故障变化趋势、外在现象以及对运营的影响程度,并针对轴箱故障提出了预防检修思路。     

基于麦克风阵列的机车车辆转向架跑合试验的故障监测研究

针对目前机车车辆转向架跑合试验信息化和智能化程度较低,在试验过程中难以快速准确地实现轴承和齿轮箱故障诊断及故障定位的现状,将麦克风阵列技术应用于跑合试验中,可直接通过声信号实现故障诊断与故障定位。针对转向架常见的轴承内外圈故障进行故障模拟试验,对故障轴承产生的声信号进行采集分析,通过特定的数据处理方法得到信号包络谱,实现故障诊断;同时结合基于到达时延的定位算法确定故障轴承位置,实现故障定位。为满足现场需要,设计了1套便于麦克风阵列精确布局与灵活变换的阵列支架,通过模拟试验 验证了所述算法与阵列支架的可靠性和准确性。     

上海地铁车辆轴箱轴承故障分析及预防措施

对上海地铁车辆轴箱轴承故障及故障类型进行统计分析，分析车辆轴箱轴承的受力状态，以两种不同的计算方法对轴箱轴承寿命进行校核，并根据寿命校核结果，提出了A型地铁车辆轴箱轴承尺寸选型建议；同时，针对上海地铁车辆轴箱轴承故障介绍预防检测措施。     

基于小波包分析的货车滚动轴承故障诊断

铁路车辆滚动轴承故障的不解体诊断，对于提高轴承诊断效率，减轻操作人员的劳动强度和保证铁路运输的安全是至关重要。结合小波包分解和加权K近邻法提出了一种新的货车滚动轴承不解体故障诊断方法。首先利用小波包对滚动轴承的振动加速度信号进行分解，得到滚动轴承动态信号在不同频带的能量，并以此作为滚动轴承的特征向量；然后采用加权K近邻法对滚动轴承进行故障诊断。对197726型货车滚动轴承在轮对不解体条件下进行了诊断实验，结果表明该方法能准确地检测出滚动轴承外圈、内圈及滚子的局部缺陷，并且诊断速度快，完全满足实时诊断要求。     

基于FMECA的地铁车辆转向架检修计划优化研究

我国地铁车辆转向架以计划预防性检修为主。此检修方式能够基本满足转向架的运用要求,但易导致维修过剩和维修不足的问题。以我国某线地铁车辆转向架为例,基于对地铁车辆转向架的故障模式、影响和危害度分析(FMECA),提出了根据FMECA结果优化转向架检修计划的基本原则、内容和方法;对优化方案进行了分析,并提出了验证优化方案合理性的评价指标和基于随机完全区组设计的验证办法,为提高转向架检修计划的合理性提供了依据。     

基于小波包变换和BP网络的铁道车辆滚动轴承故障诊断方法

针对铁道车辆滚动轴承故障诊断,提出1种改进的小波包与BP神经网络相结合的故障诊断方法,并开发出基于该方法的铁道车辆滚动轴承故障诊断系统。用压电加速度传感器采集轴承试验台的模拟故障轴承振动信号,对采集到的信号先进行小波降噪,再通过小波包分解,构造特征向量,以此作为故障样本对改进的BP网络进行训练,实现智能化故障诊断。实验结果表明,基于该方法的故障诊断系统能够很好地诊断出铁道车辆滚动轴承内圈、外圈及滚动体表面出现的疲劳、剥落、磨损和裂纹等故障,具有实际工程应用价值。     

地铁车辆滚动轴承振动信号的时域分析

针对地铁车辆滚动轴承故障,选取旋转机械固有的振动信号,运用信号的统计参数来进行故障诊断。滚动轴承的时域统计参数指标分析是利用电机带动轴承转动,给轴承施加一定的荷载,同时采集轴承旋转时的振动信号。试验设置了对照组,通过Matlab软件进行参数对照分析。通过时域分析发现,在常见的时域统计指标中,方根幅值、绝对平均值可作为诊断轴承故障的有效指标,均值、方差、均方根值可作为判断轴承故障类型的参考依据。     

地铁车辆转向架齿轮箱失效型式分析

齿轮箱是地铁车辆转向架传动系统中最重要的机械部件,其性能好坏直接决定转向架的性能及整个地铁传动系统是否能够正常稳定运行。文章通过分析转向架齿轮箱的基本结构,以及各部件失效对其性能的影响,对齿轮箱中齿轮、轴承、密封、润滑等齿轮箱常见失效型式进行分析和讨论,以期为地铁车辆转向架齿轮箱的维护和故障分析提供可参考方法。     

地铁转向架称重调簧分析及加垫计算

文章以南京A型地铁车辆转向架为例,介绍了转向架称重调簧工艺及影响转向架重量分配的主要因素;通过建立转向架静力学模型,对转向架加垫进行理论计算,得出转向架重量分配与加垫量的关系,对所采用的加垫方法进行了验证;分析了转向架及车体的轮重差及轴重差计算方法,并论述了两种称重试验的相互关系。     

基于时频谱和集总经验模式分解(EEMD)包络谱分析的地铁车辆故障分析

在分析地铁车辆激扰源特征和影响的基础上,针对车辆振动信号非线性、非平稳性的特点,提出一种地铁车辆故障综合诊断方法:时频法(短时傅里叶变换、希尔伯特-黄变换)和基于集总经验模式分解(EEMD)的Hilbert包络谱分析法。对某异常地铁车辆进行测试,并运用该方法进行诊断分析。综合分析表明,该车辆转向架构架异常振动并开裂的故障源为车轮。这与车轮检测结果一致,说明此综合诊断方法准确有效。     

基于粗集的转向架故障诊断研究

转向架故障诊断是客车行车安全监测的一个重要方面。针对转向架故障诊断困难的现状，现将基于粗集的数据挖掘方法应用于转向架故障诊断中，介绍了基于粗集的转向架故障诊断过程和应用实例。通过粗集的约简算法，挖掘出影响转向架故障的关键特征和知识，放于专家库中，按照专家库中的知识进行转向架故障诊断。该方法对监测转向架的运行状态、诊断转向架故障具有重要意义。     

轨道交通车辆转向架牵引电机滚动轴承可靠性研究

为保障轨道交通车辆转向架牵引电机滚动轴承安全、平稳、可靠地运行,提出一种基于IMF-PCA(本征模态分量-主成份分析)和WPHM(威布尔比例故障模型)相结合的轨道车辆转向架牵引电机滚动轴承(以下简称"电机轴承")可靠性评估方法。将实测采集的振动信号利用自相关系数对IMF中起主导的信息成分进行辨别,对于不同信息成分占主导的IMF分量,利用PCA将其分解为有用信息和虚假分量或噪声组成的一系列主分量。采取不同的筛选剔除方法对IMF进行筛选,将筛选保留的IMF进行重构,得到纯净、敏感的振动信号,并从中提取出能反映电机轴承状态的特征指标,将优选出的特征指标进行特征信息的加权融合。将这个融合后的特征指标作为WPHM的协变量,建立可靠性评估模型,从而实现电机轴承运行可靠性的有效评估。     

基于D-S证据理论信息融合的轨道电路故障诊断方法研究

在闭塞区间主流设备越来越多的采用ZPW-2000A型无绝缘轨道电路的背景下,针对单一故障诊断方法的诊断精度偏低问题,提出基于信息融合的故障诊断模型和故障诊断方法。该方法分别用BP神经网络和模糊综合评判对轨道电路进行故障诊断,然后将这2种方法的诊断结果作为D-S证据理论的证据体,利用神经网络输出和模糊综合评判输出来构造D-S证据理论中的概率分配,最后利用D-S证据理论将BP神经网络和模糊综合评判对轨道电路的故障诊断结果在决策级进行融合,诊断轨道电路是否有故障并判断故障的模式。仿真结果表明:该诊断方法具有较高的故障诊断精度,诊断结论的可信度有明显提高。     

转向架在线监测与诊断系统在青岛地铁的应用

城市轨道交通地铁车辆的转向架是列车运行的重要系统,轴箱轴承和轮对是转向架的关键部件,其运行状态直接影响乘车舒适度及行车安全。而地铁运维部门在地铁车辆的日常检修过程中,难于掌握轴承的温度、振动、轻微磨损等情况,往往根据轴承设计使用寿命进行预防性更换,既造成运用状态良好轴承的浪费,又存在寿命周期内磨损等运营安全风险。以青岛地铁3号线的转向架在线监测与诊断系统为例,介绍对转向架轴箱温度、轴承磨损、轮对踏面进行在线监测与诊断的原理;该系统能够监测部件的早期缺陷,积累监测数据,提高检修效率,降低检修成本,并提供科学的运用和维修指导意见。     

标准地铁列车转向架平台搭建及零部件简统化

目前国内地铁车辆转向架存在种类繁多、结构强度裕量不足、备品备件种类过多等问题。针对这些问题,开展了系列化中国标准地铁列车转向架的研发工作,完成了四种转向架平台的搭建,对检修必换件、易损易耗件等进行通用化设计,并对轴箱轴承、电机轴承、齿轮箱轴承、联轴节等关键部件进行了技术统型。文章对标准地铁列车转向架的平台搭建、仿真计算、零部件的简统化以及关键部件技术攻关等进行了详细阐述。     

地铁车辆轴承故障的在线检测

介绍地铁车辆轴承运行特点,故障轴承报警处理方法和流程,地铁车辆轴承故障在线检测装置(MBD)的系统结构原理、采用的关键技术及实际使用情况。