一種基于離線狀態(tài)振動特征評價轉向架滾動軸承可靠性的系統的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于離線狀態(tài)振動特征評價轉向架滾動軸承可靠性的系統，所述系統包括頂升裝置、摩擦輪、傳感器、數據采集器以及計算機，所述頂升裝置是用于在被測車輛處于離線狀態(tài)下頂起被測車輛的輪對，使輪軌分離；所述摩擦輪與被測車輛的輪對驅動連接，用于驅動被測車輛的輪對旋轉；所述傳感器設置于被測車輛的轉向架上，用于測定軸向軸承、牽引電機軸承的振動加速度信號；所述數據采集器與所述傳感器相連接，收集采集到的振動加速度信號；所述計算機與所述數據采集器相連接，所述計算機將振動加速度信號的統計特征量作為響應協變量與可靠度之間建立比例故障率模型，并通過比例故障率模型計算出軸承故障率和可靠度。
【專利說明】
一種基于離線狀態(tài)振動特征評價轉向架滾動軸承可靠性的系統
技術領域
[0001]本發(fā)明是涉及一種基于離線狀態(tài)振動特征評價轉向架滾動軸承可靠性的系統，屬于地鐵車輛安全檢測技術領域。
【背景技術】
[0002]作為保證車輛正常運行的關鍵部件，轉向架不僅用于牽引和引導車輛行駛，還起著傳遞并緩和來自車體及線路的載荷與沖擊的作用。軸箱軸承作為城市軌道交通車輛轉向架關鍵部件之一，其性能的好壞直接影響轉向架乃至車輛的運行狀態(tài)。同時在車輛運行過程中，軸箱軸承往往需要承受巨大的載荷以及軌道路線引起異常的振動和沖擊，可能會造成軸承的疲勞、磨損、剝離等故障，是列車上最容易引發(fā)故障的部件之一。故障軸承在運行中會產生周期性的脈沖力，如不能夠及時發(fā)現，最終將導致燃軸、切軸這樣的嚴重故障，因此軌道車輛軸箱軸承的可靠性評估受到了廣泛的關注。牽引電機是車輛傳動系統的重要設備，而電機軸承是牽引電動機的重要組成部件之一，它不僅承載著轉子的重量，還要承受牽引力、制動力以及相當劇烈的輪軌沖擊和齒輪嚙合不良引起的附加載荷。目前，部分線路牽引電機多次出現正線軸承損壞，嚴重影響了車輛的運行安全性。因此，為了保證牽引電機高可靠，長壽命運行，避免一些重大事故的發(fā)生，需要開展?jié)L動軸承可靠度的評估。傳統的可靠度評估方法，利用大量的具有概率重復性的失效樣本，以確定失效分布類型，從而獲得宏觀意義上一批同類設備共性的平均可靠度。這種可靠性研究方法大多基于統計學和概率理論，得到的是設備的總體可靠性，而對單一的部件的可靠性研究較少。目前，信號采集方法又分為離線和在線兩種。車輛在線時，由于輪軌接觸產生的激勵以及運行環(huán)境的影響，給振動信號采集增加了很大的難度，同時在線檢測存在著運行維護量大，成本高等問題。

【發(fā)明內容】

[0003]針對現有技術存在的上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種低成本、高效率、高可靠性，可基于離線狀態(tài)振動特征評價轉向架滾動軸承可靠性的系統。
[0004]為實現上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下:
[0005]—種基于離線狀態(tài)振動特征評價轉向架滾動軸承可靠性的系統，包括頂升裝置、摩擦輪、傳感器、數據采集器以及計算機，所述頂升裝置用于在被測車輛處于離線狀態(tài)下頂起被測車輛的輪對，使輪軌分離;所述摩擦輪與被測車輛的輪對驅動連接，用于驅動被測車輛的輪對旋轉;所述傳感器設置于被測車輛的轉向架上，用于測定軸向軸承、牽引電機軸承的振動加速度信號;所述數據采集器與所述傳感器相連接，收集采集到的振動加速度信號；所述計算機與所述數據采集器相連接，所述計算機將振動加速度信號的統計特征量作為響應協變量與可靠度之間建立比例故障率模型，并通過比例故障率模型計算出軸承故障率和可靠度。
[0006]作為一種實施方式，所述系統還包括信號調理器，所述信號調理器連接在所述傳感器與所述數據采集器之間。
[0007]作為一種實施方式，所述傳感器包括兩個單向振動加速度傳感器，設置于與被測車輛的軸承外圈配合的軸箱壁底部，兩個三向振動加速度傳感器，設置于被測車輛的電機前后兩個軸承外殼底部。
[0008]作為一種實施方式，所述頂升裝置頂起被測車輛的輪對5mm以上。
[0009]相較于現有技術，本發(fā)明的有益技術效果在于:
[0010]采用本發(fā)明提供的基于離線狀態(tài)振動特征評價轉向架滾動軸承可靠性的系統與現有技術相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0011](I)本發(fā)明借助車輛頂升裝置，使輪軌分離，此方法有效地避免了地鐵車輛在線運行時輪軌接觸激勵干擾以及其他部位振源的干擾，降低了噪聲的影響，避免了軸承在線檢測時成本高、維護量大等問題;對軸承可靠性模型利用實測數據進行更新、訓練，較目前試驗臺數據更為準確、可靠。
[0012](2)區(qū)別于傳統的整體可靠度屬性，通過計算轉向架軸承的個體可靠性，實現有針對性的軸承預防性維修。
[0013]另外，本發(fā)明操作簡單，實現成本低，方便推廣應用，因此具有顯著性應用價值。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明所述頂升裝置及摩擦輪的工作示意圖；
[0015]圖2是本發(fā)明提供的一種基于離線狀態(tài)振動特征評價轉向架滾動軸承可靠性的系統的結構示意圖；
[0016]圖3是本發(fā)明所述系統的工作流程圖；
[0017]圖中標號示意如下:1_被測車輛；101-輪對;2-頂升裝置;3-摩擦輪;4-電機;5-傳感器;6-信號調理器;7-數據采集器;8-計算機。
【具體實施方式】
[0018]以下結合附圖對本發(fā)明的技術方案做進一步詳細描述。
[0019]如圖1和圖2所示，本發(fā)明提供的一種基于離線狀態(tài)振動特征評價轉向架滾動軸承可靠性的系統，包括頂升裝置2、摩擦輪3、電機4、若干傳感器5、信號調理器6、數據采集器7以及計算機8。
[0020]如圖3所示，本發(fā)明的工作步驟如下:
[0021]當被測車輛I處于離線狀態(tài)時，利用頂升裝置2頂起被測車輛I的輪對101，使輪軌101處于輪軌分離狀態(tài)，在本實施例中，通過頂升裝置2頂起被測車輛I的輪對101的高度為5mm以上，但本發(fā)明對此不做限制。摩擦輪3與被測車輛I的輪對1I驅動連接，電機4驅動摩擦輪3旋轉，從而帶動被測車輛I的輪對1I旋轉。
[0022]布置傳感器5。本試驗在被測車輛I的I個轉向架上，測定軸向軸承、牽引電機軸承振動加速度信號，具體的方案如下:
[0023]2X軸箱:與軸承外圈配合的軸箱壁底部，單向振動加速度傳感器2個；
[0024]電機軸承:電機前后兩個軸承外殼底部;三向振動加速度傳感器2個。
[0025]傳感器5采集到的振動加速度信號通過信號調理器6的調理，輸入數據采集器7，計算機8與數據采集器7相連接，通過信號分析與處理系統及可靠性評價系統分析軸承振動數據，將振動加速度信號的統計特征量作為響應協變量與可靠度之間建立比例故障率模型，并通過模型計算出軸承故障率和可靠度，實現狀態(tài)監(jiān)測、運行可靠性分析的有機結合。
[0026]本發(fā)明利用頂升裝置2頂起輪對101，使輪軌分離，采用摩擦輪3驅動輪對101旋轉，傳感器5采集到的振動加速度信號通過信號調理器6的調理，輸入數據采集器7，計算機8與數據采集器7相連接，通過實時采集的振動加速度信號作為響應協變量與可靠度之間建立比例故障率模型，通過實測的振動加速度信號對比例故障率模型進行更新、訓練，并通過模型計算出軸承故障率和可靠度，實現狀態(tài)監(jiān)測、運行可靠性分析的有機結合，數據更為準確、可靠，且通過計算轉向架軸承的個體可靠性，實現有針對性的軸承預防性維修。
[0027]本發(fā)明操作簡單，實現成本低，方便推廣應用，因此具有顯著性應用價值。
[0028]最后有必要在此指出的是:以上所述僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種基于離線狀態(tài)振動特征評價轉向架滾動軸承可靠性的系統，其特征在于:包括頂升裝置、摩擦輪、傳感器、數據采集器以及計算機，所述頂升裝置是用于在被測車輛處于離線狀態(tài)下頂起被測車輛的輪對，使輪軌分離;所述摩擦輪與被測車輛的輪對驅動連接，用于驅動被測車輛的輪對旋轉;所述傳感器設置于被測車輛的轉向架上，用于測定軸向軸承、牽引電機軸承的振動加速度信號;所述數據采集器與所述傳感器相連接，收集采集到的振動加速度信號;所述計算機與所述數據采集器相連接，所述計算機將振動加速度信號的統計特征量作為響應協變量與可靠度之間建立比例故障率模型，并通過比例故障率模型計算出軸承故障率和可靠度。2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于:還包括信號調理器，所述信號調理器連接在所述傳感器與所述數據采集器之間。3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于:所述傳感器包括兩個單向振動加速度傳感器，設置于與被測車輛的軸承外圈配合的軸箱壁底部，兩個三向振動加速度傳感器，設置于被測車輛的電機前后兩個軸承外殼底部。4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于:所述頂升裝置頂起被測車輛的輪對5mm以上。
【文檔編號】G01M13/04GK105910824SQ201610477906
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月27日
【發(fā)明人】廖愛華, 王立祥
【申請人】上海工程技術大學