基于小波系数提取及离散余弦包络分析的机车牵引齿轮故障诊断方法

机车走行部故障是危及列车运行安全的重要因素,其故障程度的实时监测与诊断是高速重载列车需要解决的关键问题之一。本文以机车走行部的牵引齿轮为例,在分析总结大量实际振动信号的基础上,探讨了运用小波分解和离散余弦变换相结合来提取机车牵引齿轮故障特征信息的方法,即首先采用小波基将牵引齿轮故障引起的振动信号变换到时间-尺度域,再对高频段的小波系数采用离散余弦变换进行包络分析;阐述了该方法在机车走行部在线故障诊断系统中的应用,不仅能满足在线状态监测与故障诊断的实时性和可靠性要求,而且具有很强的抗干扰能力。实际应用表明,该方法能可靠提取牵引齿轮的故障特征信息,系统能快速、准确地诊断出故障类型及程度,可有效用于机车走行部故障的在线监测与诊断。

高速机车牵引齿轮的参数化实体建模及其动力学分析

为解决高速机车牵引齿轮的参数化实体建模技术,提高齿轮的设计计算精度,依据渐开线斜齿圆柱齿轮齿廓形成的基本原理和机车牵引齿轮的设计特点,在Pro/E软件系统下对渐开线斜齿圆柱齿轮的端面渐开线、分度圆螺旋线进行参数化建模,在此基础上构造了机车牵引齿轮的参数化三维实体模型及其传动系统模型,并应用软件分别建立了多个机车牵引齿轮传动系统的模型。结合ADAMS软件对齿轮传动系统的动力学性能进行了分析计算,为机车牵引齿轮强度的提高和参数的优化提供了基础。

SS8-Ⅱ型机车牵引齿轮的修形降噪设计

介绍了低噪声齿轮的设计方法和准则。在分析齿轮修形原理、基本参数的确定及修形方案设计的基础上,以SS8-Ⅱ型准高速客运电力机车齿轮传动为研究实例,对其进行了齿廓修形和齿向修形设计;并通过噪声检测,发现在同样条件下,修形后的驱动装置噪声的A声级可降低6~10 dB,实现较好的降噪效果。研究将对建立修形要素与振动噪声之间的直接映射关联,探寻齿轮振动噪声的最优控制策略具有重要意义。

机车牵引齿轮的晶界氧化控制及热处理工艺优化

为解决17CrNiMo6机车牵引齿轮在热处理工艺中出现的晶界氧化超标问题,通过相关的热力学计算,阐述了晶界氧化(IGO)的产生机理;采用BBH型前室预抽真空多用炉、金相和硬度检验对该齿轮进行了热处理工艺实验,并对产生晶界氧化的部位取样进行显微电镜光学扫描和能谱分析。能谱分析结果表明:晶界氧化产生的黑色网状物的主要成分是Cr和O,减少Cr氧化物的生成量可以降低晶界氧化的程度。分析Fe、Cr和氧化性气氛的平衡曲线,找出了影响Cr氧化物生成的渗碳工艺参数(加热期的均温速度,强渗期和扩散期的温度、碳势、保温时间),优化工艺使齿轮的晶界氧化程度很好地达到了技术要求。

基于Simpack的机车牵引齿轮动态特性分析

为了对不同运行工况下机车牵引齿轮传动系统的动态特性进行分析,以某型机车牵引齿轮箱为研究对象,通过Simpack多体动力学软件,考虑齿轮啮合传动过程的时变啮合刚度、阻尼、摩擦等内部激励,建立了牵引齿轮副动力学模型。在低速和高速两种典型工况下,对从动齿轮的动态特性进行对比研究;并通过傅立叶变换(FFT)得到了从动齿轮扭转振动角加速度的幅频特性曲线。通过以上研究,验证了牵引齿轮副动力学模型的准确性,为今后的齿轮箱模型的结构优化设计以及牵引齿轮轮齿修形研究提供了理论基础。

TD机车牵引齿轮脂的应用

主要介绍了TD机车牵引齿轮脂在韶山—Ⅰ型机车上的使用情况,行车试验表明:TD机车牵引齿轮脂能满足机车牵引齿轮对润滑的要求。

机车牵引齿轮系统混沌运动的径向基函数神经网络控制

针对HXD2牵引齿轮系统运行性能监控需求,建立了单自由度牵引齿轮系统动力学模型并结合分岔图、相图和Poincaré截面图分别分析了阻尼系数、啮合刚度的变化对系统周期性响应的影响。基于径向基函数神经网络设计了混沌控制器,同时控制器的参数用量子粒子群算法进行优化,并通过对阻尼系数施加微幅扰动,将系统混沌运动控制为稳定的周期运动。

多工况下牵引齿轮齿面修形方法研究

根据重载机车牵引齿轮传动结构特点,考虑到运行过程中启动、持续及高速3种工况,建立起包含轴系结构的齿轮副有限元参数化模型。根据不同工况下轮齿不同的啮合位置、载荷分布情况及变形特点设计出一种新型三圆弧齿面修形方案。通过对比分析及试验验证,采用三圆弧齿向修形曲线后轮齿表面接触状态及载荷分布均优于单圆弧鼓形齿修形。