机车走行部旋转部件健康评估系统

为推进机车走行部旋转部件实施状态修,在利用机车走行部在线监测系统采集的相关数据以及机车车辆走行部专家系统积累的故障诊断知识的基础上,建立机车走行部旋转部件健康评估系统,采用多维数据融合分析方法,完成机车走行部旋转部件健康状态评估,给出旋转部件健康评估结论和维修建议。该系统已在多个机务段投入应用,其适用性得到初步验证,能够提前发现旋转部件故障,输出合理的维修建议,有利于优化机车维修策略,为实现机车状态修奠定技术基础。

城市轨道交通车辆走行部轴承智能运维系统

车辆走行部机械故障是影响车辆运行安全的重要因素,而轴承是车辆走行部的关键部件,因此需研究轴承智能运维模式以及实施轴承智能运维的技术体系。提出了车辆走行部轴承智能运维模式;介绍了基于该模式的车辆走行部轴承智能运维系统的组成,以及走行部轴承故障诊断、健康评估与预测关键技术。上海轨道交通实际应用案例数据分析结果表明,车辆走行部轴承智能运维系统能够准确诊断轴承故障,并能准确预测轴承剩余运营里程。采用该系统,可在保障安全的基础上最大限度地降低维修成本。

广州地铁车辆智能运维示范项目走行部在线监测的优化与探索

文章阐述广州地铁车辆智能运维示范项目走行部在线监测系统在实际运用中的优化措施,其主要包括:克服设备焊接困难,创新使用新型电机轴承传感器;解决原有轴承剩余寿命预测公式不准确问题;利用跟踪监测数据变化的方式优化镟轮计划安排,并利用监测数据在提升轨道维修管理水平方面和强化监测数据联动方面开展应用探索。

基于改进型HMM的风电机组齿轮箱故障预测

以风电机组齿轮箱轴承齿轮为研究对象,将隐马尔可夫模型(hidden Markov model,HMM)和优胜劣汰遗传算法相结合,对风电机组齿轮箱轴承齿轮的故障进行预测研究,并用实际监测的风电机组齿轮箱冲击数据进行故障预测验证。研究结果表明:该算法相对简单,结果不受模型初始值的影响,能收敛于全局最优,克服了HMM的Baum-Welch算法较复杂,结果受模型初始值的影响,易收敛于局部最优的缺点,为风电机组齿轮箱轴承齿轮故障预测的研究提供新的方法和思路。

多物理量融合的轴承齿轮故障诊断方法研究

采取对机车走行部轴承齿轮的温度、振动和冲击等信息进行同步或准同步采集,运用多源信息融合技术和改进D-S证据理论,提出了一种多物理量信息融合的机车走行部轴承齿轮故障诊断方法。研究结果表明:该方法在诊断效果方面优于采用单物理量的诊断方法,提升了诊断的准确性,为进一步提高诊断自动化程度提供了有效手段。

城轨交通车辆走行部故障自动诊断技术应用

分析城轨交通车辆走行部关键机械部件的常见故障,介绍走行部车载故障诊断系统。基于广义共振和共振解调的故障自动诊断技术,结合城轨车辆运营维修应用的特点,不仅能准确提取微弱机械故障的冲击信息,还能对走行部轴承、齿轮、踏面等关键部件的故障实现早期预警和分级报警。实际应用结果表明,该系统可保障车辆的运行安全并提高走行部的检修效率,是运营管理部门的一种技术创新。

机车轴承若干故障的诊断与分析

JK00430型机车走行部车载故障检测装置投入应用以来,成功地发现了多起轴承故障。文章通过对其诊断数据和轴承故障状态的分析,提出了对目前机车轴承性能状态的一些观点及通过诊断数据分析合理指导视情维修的建议。

蝶翼式MEMS加速度计温度稳定性提升方法

环境温度变化造成的热应力是影响MEMS加速度计性能的关键因素。为了提升MEMS加速度计温度稳定性,以蝶翼式MEMS加速度计为研究对象,分别在敏感芯片上设计应力释放结构和敏感芯片与陶瓷基底之间设计应力隔离结构。利用有限元分析工具COMSOL对有无应力释放和隔离结构的情况进行了对比仿真,结果表明敏感单元上的敏感梁应用应力释放结构只有原结构最大应力水平的0.3%,封装时采用应力隔离结构间接连接比原直接连接方式最大应力下降一个数量级。采用微机械加工技术和微电子工艺技术结合的MEMS加工工艺实现含应力隔离结构的加速度计原理样机制作。对样机进行温度测试,试验结果表明有应力释放与隔离结构在-40°C~60°C区间的漂移量比无应力释放与隔离结构提升约3.5倍,验证了应力释放与隔离结构对温度稳定性提升的有效性,研究结果可以为加速度计在高性能、恶劣环境下的应用提供参考。

基于蝶翼式MEMS振动传感器的轴承故障信号检测方法

轴承是旋转机械最易发生故障的零件,一旦发生故障,就会影响整个机械系统的运行,因此,对轴承的运行状态进行有效的监测意义重大。提出了一种基于蝶翼式MEMS振动传感器的轴承故障信号检测方法,具体介绍了蝶翼式MEMS振动传感器的设计、加工以及与之级联的电子谐振器的设计。仿真和应用验证表明,所提出的方法能够有效提取轴承故障信号。

蝶翼式振动加速度传感器设计与制造

针对故障诊断与安全监测的应用需求,设计了一种大量程、体积小、高谐振频率的蝶翼式振动加速度传感器。通过COMSOL有限元分析(FEA)对敏感结构进行了分析与优化设计。采用了基于绝缘体上硅(SOI)圆片的敏感结构制造工艺完成了敏感结构的加工,将敏感结构与信号检测电路进行了集成,并与传感器结构件进行了封装,完成了蝶翼式加速度传感器的制造。最终,对蝶翼式振动加速度传感器的灵敏度、灵敏度误差、谐振频率等主要性能指标进行了测试。

机车减振系统的二阶系统级联方法研究

从二自由度级联系统的振动物理模型出发,编写二阶系统级联振动分析软件,对不同的二阶系统级联方式的振动输出波形进行对比分析,得到一种有利于减振的级联组织方式.针对某型电力机车建立了二阶系级联系统并进行了分析,确认了先高频后低频的级联组织方式对减振的有效性.

城市轨道交通车辆车轮踏面经济型镟修应用研究

车轮踏面是城市轨道交通车辆走行部的关键部件,影响整车的安全性和舒适性。为提高车轮踏面镟修的经济性,文章分析车轮踏面镟修量的影响因素,结合走行部车载故障诊断系统和轨旁检测系统数据的特征,建立基于模糊多属性决策分析的踏面经济型镟修模型。根据模糊隶属度确定的各类指标及专家意见,确定车轮踏面故障类型、故障程度及故障发展趋势,综合决策,给出最佳镟修时机和镟修量,智能化指导车轮踏面运维检修,避免轮对踏面过度维修,延长轮对使用寿命,提升经济效益。

MEMS振动传感器信号检测电路设计与实现

分析了电容检测电路原理,优化设计了C/V模块电路、接口电路和零偏及标度因数补偿电路,并搭建电路以及联合微机械差分电容结构进行了集成测试。经过测试验证,设计的微机电系统(MEMS)振动传感器信号检测电路对微弱电容具有较好的检测放大作用,并具有较强的接口适应性和防护能力。

一种用于RS485通信故障诊断的便携式检测仪的设计

介绍一种用于RS485通信故障诊断的便携式检测仪。该仪器将485总线信号分解成十个信号指标,利用单片机及其他附属器件实现对通信状况进行分析、诊断、显示,有助于对通信故障进行排查。其基本原理也适用于其他通信方式的查找。

用于城市轨道交通车辆走行部故障的车载在线实时诊断与监测系统

介绍了用于城市轨道交通车辆走行部故障的车载在线实时诊断与监测系统的组成和原理。该系统基于广义共振和共振解调的故障诊断技术,实现了微弱机械故障冲击信息提取、广义共振变换,以及轴承、齿轮、踏面故障的精密诊断。针对城市轨道交通车辆走行部轴承保持架和构架裂纹故障的多发特点,分别提出了外孤谱与保持架经典谱联合立即决策及广义共振开闭冲击相对积函数识别2种监测方法。

高灵敏度蝶翼式微加速度计抗跌落性能分析与试验

灵敏度与抗冲击性能相互矛盾。以低量程、高灵敏度蝶翼式微加速度计为对象,对其抗跌落性能进行了理论分析与试验研究。介绍了蝶翼式微加速度计的基本结构和工作原理,仿真分析了敏感结构在静态载荷作用下的应力,建立了跌落条件下敏感结构的动力学模型,并对其进行了静力与跌落冲击试验。理论分析与试验结果表明,跌落冲击中初速度是导致结构损坏的主要原因。

基于整周期时域回归识别滚子间距变化的保持架故障诊断方法

针对目前轨道交通领域大量出现使用非金属保持架取代金属保持架,使得保持架发生故障后无法产生周期性金属碰撞信息而难以有效识别的问题,提出了基于整周期时域回归识别滚子间距变化的保持架故障诊断方法。通过采集含有滚子通过外环承载区应力信息的振动信号,首先进行跟踪采样频率修正,再按保外周期进行整周期化,同时保留外环频率及各滚子抖动的边频信息进行频域滤波,最后利用极大值得到各滚子间隔信息,从而识别保持架是否出现故障。通过仿真和实际非金属保持架轴承信号应用表明,该方法能够有效提取到反映各滚子间隔是否异常的有用信息,从而实现保持架的故障诊断。

城轨车辆转向架裂纹的广义共振诊断技术

针对城轨车辆转向架裂纹故障多发的问题,提出一种基于广义共振的转向架裂纹在线监测技术。通过检测转向架因随机冲击所激发的广义共振及该广义共振引发的裂纹开、闭冲击,识别其相对关系和频度,实现转向架裂纹的故障诊断和分级报警。实验结果表明,随机冲击所激发的转向架的广义共振,在有裂纹的情况下会持续引起裂纹的开、闭冲击,附近的传感器能接收到很强的冲击信号,这与无裂纹的转向架存在明显的差异,为转向架裂纹的在线诊断提供了依据。

轨道故障引发的轮轨冲击特征研究

通过对不同轨道故障引发的轮轨冲击进行动力学仿真研究,得到了轨道断裂引发的冲击特征主要表现为多簇形式,轨道内部裂纹引发的则为一簇冲击,而轨道平直度故障引发的冲击特征为明显两簇冲击;仿真分析了车轮转速对各类故障冲击幅值的影响。现场监测结果验证了仿真结果的正确性。

基于故障机理分析的故障诊断技术的应用和发展

介绍了笔者基于故障机理分析所提出的“定点疲劳与轴承齿轮匹配”、“轨道波磨与系统工程”和“结构广义共振与自适应阻尼减振”等理论及其在铁路、城轨交通和风力发电领域的应用，说明了故障机理分析不仅有益于实现先进主动诊断，还能支持对机械装备在减少故障发生率方面的发展、创新。