动车组齿轮箱在线监测系统的研究与设计

动车组齿轮箱因结构复杂、工作环境恶劣与多变,齿轮及轴承等零部件易受损发生故障,进而影响车辆正常运行。鉴于以上原因,文章基于NI CompactRIO设计了一套动车组齿轮箱在线监测系统,该系统通过对齿轮箱的运行状态,包括转速、振动、温度、润滑油品质等特征参数进行测量及远程监控,并结合GPS反馈的车辆运行速度、里程及位置等信息,对测量结果进行分析处理。通过台架试验结果表明,该系统能够实现对齿轮箱多参数的远程在线监测以及异常振动数据的触发存储,验证了系统的有效性和实用性。     

高速车辆动态脱轨临界状态评判方法

针对传统准静态脱轨系数指标监测高速车辆动态脱轨安全性时的局限性,提出基于车轮抬升量和轮对横移量、以轮对运动姿态决定的脱轨临界状态判断准则;建立高速车辆多刚体动力学模型,分析高速车辆动态脱轨非线性动力学特性,研究轮对运动姿态与车辆振动响应变化规律之间的关系,表明轮对横向振动加速度与车轮抬升量规律较一致;运用高速车辆动态脱轨评判方法进行评判时,首先采用轮对横向振动加速度移动均方根值作为评判车辆脱轨的指标,然后确定该指标能有效反映车轮抬升量变化时的滤波频率范围和滤波时间窗宽,最后确定该指标的合理限值。算例验证表明:该评判方法可有效监测动态脱轨安全性;轮对横向振动加速度移动均方根统计波形与车轮抬升量的变化趋势具有很高的同步性,不仅可以间接地反映轮对运动姿态的变化及车轮抬升的高度,还可以克服轮轨垂向力为零时脱轨系数失真的缺点,在评判高频动态脱轨时的可靠性更高。     

速度和缺陷尺寸对车轴轴承状态监测的影响

铁路行业一直专注于通过对机车车辆关键部件进行有效的在线状态监测来改进维修策略,目的是提高运行可靠性,并降低缺陷的概率。运行中可产生轮对缺陷且发展迅速。由于这个原因,铁路行业在开发铁道线路道旁轮对监测技术方面进行了巨大的投资,以尽量减少因车轮和车轴轴承缺陷引起的灾难性脱轨的可能性。本文讨论了在实验室条件下进行的状态监测试验和使用声发射和振动分析技术,对好的和损坏的现场实际运行的铁道车辆车轴轴承进行的现场监测试验的结果。结合速度对声发射和振动测量的影响,应用各种关键参数指标来验证轴承缺陷的存在,并评估其严重程度。     

高速客车车轮不圆对车辆振动影响的分析

针对高速车辆轮对不圆的状况,对车轮的不圆度水平和车辆系统的振动进行了测试,并分析了车轮不圆水平与车辆部件振动之间的关系。研究表明,车轮高阶不圆对走行部的振动存在明显的影响,18阶、19阶多边形的冲击振动频率在轴箱和电机处存在明显的频谱特征。     

走行部车载故障诊断系统在直线电机车辆上的运用

结合直线电机车辆运用特点,引入走行部车载故障诊断系统,实现了轴箱轴承的状态监测、故障诊断及运用评估,车轮踏面状态监测诊断,以及轨道波磨状态的监测功能,为车辆和轨道的检修和维护提供了便利。     

北京地铁14号线车辆振动和噪声异常原因分析及改善措施

针对北京地铁14号线东段出现的车辆振动和噪声异常现象问题,通过对车轮和钢轨的磨耗状态以及车辆和轨道振动特性的测试分析,得知车轮多边形和钢轨波磨是导致车辆振动和噪声异常的主要原因,提出消除或降低车轮多边形和钢轨波磨是改善车辆振动和噪声异常的有效措施,并给出了具体化建议。     

高速动车组车轮多边形影响因素及抑制措施研究

在总结国内外车轮多边形研究的基础上,调查了高速动车组车轮多边形情况,并对测试车轮的多边形数据进行统计分析,从车轮多边形与运行速度、运行线路条件、车辆结构等角度进行系统研究,查找容易产生车轮多边形的影响因素。研究车轮多边形对车辆振动的影响,选择存在车轮多边形车组进行镟修前后的对比测试发现,当车轮存在多边形时前后轮对容易形成拍振,造成轴箱振动加剧;研究降低车轮多边形对乘坐舒适性、转向架可靠性造成的影响,对比不同多边形幅值与车辆振动的对应关系;从抑制多边形角度进行了镟修工艺优化,通过控制驱动轮径跳、增加顶镐装置、实施双刀镟修等手段消除运营过程中出现的多边形;研究调整车轮材料、车轮实施滚压等方式,增加车轮强度,降低车轮磨耗,延缓多边形发展;研制了踏面研磨装置,在运营过程中施加以消除多边形,并改善踏面凹形磨耗;针对车轮多边形的成因较多无法彻底消除车轮非圆化的现状,可利用轨道检测装置检测车辆车轮状态,在车轮多边形影响车辆振动之前及时进行维护。     

铁道车辆车轮的快速检验方法

本文介绍了对铁道车辆车轮进行探伤检验的新方法，该方法是通过锤击引发的自身振动来完成的。其原理是，在有裂纹存在的情况下所引发的自身振动主频率所产生的特征效应。本文提供了该方法的物理论据和试验研究结果。论述了该方法在整个铁道车辆车轮无损检验系统中所处的地位。此外还对以利用自身振动频率为基础的探伤检验方法作了简要的评述。     

车轮多边形磨耗机理的有限元研究

在车辆稳态通过小半径曲线和直线的条件下,建立由轮对一钢轨一轨枕弹簧组成的系统有限元弹性振动模型.在模型中,假设轮轨蠕滑力饱和且等于法向力与摩擦系数的乘积.钢轨和车轮在饱和蠕滑力作用下产生动力学耦合,当耦合关系比较强时,轮轨系统会出现弹性黏一滑振动.应用有限元软件ABAQUS分析该模型的运动稳定性,发现在一些条件下轮轨系统存在严重的频率不大于150Hz的黏一滑弹性振动.振动模态显示,在轮轨发生黏一滑振动时,车轮相对钢轨发生横向滑动,而轮轨系统的低频黏一滑振动是引起车轮多边形磨耗的原因之一.应用本文方法可预测在小半径曲线和直线线路运行的车轮的多边形磨耗.计算结果发现,当正确选择轨枕支撑弹簧刚度或当控制轮轨摩擦系数不大于0.27时,可抑制甚至消除车轮多边形磨耗.     

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。     

基于车辆总线和Laplace小波的机车轴承诊断系统

为保证高速客运机车的行车安全,开发基于车辆总线的机车轴承故障诊断系统,通过车辆总线监测温度和振动信号对机车走行部轴承进行早期诊断和预警。给出诊断系统的硬件结构、软件功能与特点。分析机车轴承振动信号特征,针对故障轴承冲击响应由一系列单边衰减振荡信号组成,轴承故障特征频率包含的能量少且受到噪声干扰的特点,将Laplace小波引入轴承振动信号分析,提出基于Laplace小波相关滤波和包络谱分析提取故障特征频率的机车轴承诊断方法。试验表明,所开发的系统有很强的鲁棒性,能有效诊断机车走行部各种类型的故障。     

城市轻轨车辆新型弹性车轮设计及振动特性分析

城市轻轨车辆在城市地面线路上运行,往往与其他交通形式共用路权,且距离居民区较近,其振动噪声对通行线路附近的影响尤为突出,车辆运行时产生的振动噪声已成为轨道交通迫切需要解决的问题之一.在诸多减振降噪措施中,弹性车轮是其中之一,不仅能降低轨道车辆振动与噪声,提升车辆运行品质并延长车辆使用寿命,还可以减小轮轨间的冲击与磨耗,降低轨道损坏与大地振动传递率.德国曾在第一代ICE1型高速列车上采用弹性车轮,但在1998年由慕尼黑开往汉堡的ICE上发生了脱轨惨剧,造成了重大的人员伤亡.尽管出现了这一特大事故,但不能因此断言弹性车轮不适用于城市轻轨车辆,相反应投入更多的精力去研究,使其成为一种安全有效的轨道车辆车轮形式.     

轮轨非均匀磨耗对地铁车辆振动的影响研究

对存在明显钢轨波磨和车轮多边形线路的地铁车辆振动行为进行了试验研究。结果表明,钢轨波磨处的振动加速度主频通常为一个固定频率;由车轮多边形引起的振动加速度的主频为车轮多边形的通过频率;在车辆加速或减速段轴箱振动加速度的主频随车速呈线性变化;由车轮多边形引起的振动明显高于钢轨波磨引起的振动。     

轮对振动及轴温在线检测系统

针对城轨车辆运行过程中由于轮轨冲击造成的轮对损伤故障和列车轴承故障,提出了一种基于轮对振动信号检测法和列车轴承温度红外检测法的在线检测系统;详细介绍系统的总体架构、具体工作原理,并对该系统进行数据仿真、特征值提取和列车过车试验,验证结果表明该系统优于传统的人工测量,具有实时、准确、可靠等优点。     

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。     

广州地铁车辆在线监测系统

介绍了广州地铁车辆在线监测系统的架构、功能原理与应用。系统采用能量振动相关原理探测车辆平轮故障;采用激光截图和红外线测温原理,分别测量轮对几何尺寸及轮对轴承温度。系统实现了车辆关键部位运动状态的监测,确保了行车安全。     

监测车轮表面缺陷确保乘坐平稳

在哥本哈根城市快速铁路网上,使用车轮自动监测装置,能迅速检测车轮表面缺陷,从而减小轮对的损坏,降低车辆维修费用以及减小列车运行产生的噪声和振动.     

动车组司机室地板异常振动问题分析

以某型号高速动车组为研究对象,分析司机室地板异常振动问题,通过线路跟踪测试,获取了司机室地板结构异常振动的具体特性;基于车辆振动传递特性和振动相关性分析方法,对可能引起地板异常振动的轮轨和传动系统传递路径分别进行了研究;结合车轮踏面外形及车轮不圆度测试,分析了地板结构异常振动产生的根源;提出了相应的控制措施。研究结果可用于指导动车组车辆局部振动问题的解决和优化改进。     

高速列车稳定性分析方法

讨论了高速列车稳定性评估的3种方法和检验标准.应用线性矩阵分析技术的特征值方法适用于悬挂元件均为线性变化并带有锥形踏面的车辆.带初始干扰的非线性仿真分析适用于悬挂元件或车轮踏面形状带有明显的非线性特性的车辆.这2种方法考查的都是车辆自激振动的稳定性.车辆横向运行平稳性评估法则用于检验车辆与轨道相互作用的稳定性.     

轮轨异常振动对地铁车辆部件的影响分析

文章针对地铁车辆在长期服役过程中产生的轮轨异常振动问题,从直接影响轮轨关系的轨道不平顺、车轮多边形和钢轨波磨三个方面入手,分析了不同频段内、不同激扰源导致的轮轨异常振动对车辆部件的影响。结果表明:在低频段内,轨道不平顺激扰下,车辆部件的异常振动主要表现为车体和构架的异常振动,车体异常振动降低乘客的舒适性,构架的异常振动加速构架疲劳裂纹的形成;在中高频段内,车轮多边形和钢轨波磨的激扰下,固有频率为中高频率的部件容易被激发,产生异常振动,致使部件(例如一系钢弹簧)出现裂纹、松脱、断裂。文章建议利用车载故障诊断系统来监测全线路的振动情况,当监测到线路轨道不平顺出现异常时,可通过降低列车运行速度来缓解轮轨异常振动;当监测到钢轨波磨和车轮多边形磨耗时,可通过镟轮以及对波磨区间进行打磨等措施来缓解轮轨异常振动。