軌道交通走行部軸承故障診斷實(shí)驗(yàn)臺(tái)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種故障診斷實(shí)驗(yàn)臺(tái)，尤其是指一種軌道交通走行部軸承故障診斷實(shí)驗(yàn)臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著中國(guó)鐵路高速重載戰(zhàn)略的逐步深入和城軌交通的快速發(fā)展，機(jī)車、車輛走行部的安全越來越受到重視。軌道交通運(yùn)載設(shè)備的走行部一旦發(fā)生故障，輕則影響安全運(yùn)營(yíng)秩序，重則造成人員與財(cái)產(chǎn)的重大損失并產(chǎn)生巨大社會(huì)影響。軌道交通運(yùn)載設(shè)備的走行部軸承在工作時(shí)，由于滾、滑動(dòng)摩擦而造成軸承發(fā)熱和磨損，特別是在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的條件下，因離心力、慣性力及異常軸向力與徑向力的聯(lián)合作用，會(huì)加速軸承內(nèi)部滾動(dòng)體、內(nèi)外環(huán)與保持架的碰撞、摩擦磨損與發(fā)熱；嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成保持架燒傷和斷裂，致使軸承不能正常工作。目前對(duì)于軸承的內(nèi)環(huán)、外環(huán)與滾動(dòng)體的在線故障診斷方法比較成熟。而軸承保持架的故障特征頻率均處于低頻段，很容易受到其它信息的干擾，保持架故障診斷成為軌道交通運(yùn)載設(shè)備走行部安全監(jiān)測(cè)的瓶頸。目前對(duì)保持架的故障診斷方法、定量評(píng)判技術(shù)、報(bào)告決策方法論及故障機(jī)理的研究在國(guó)內(nèi)外均處于空白狀態(tài)。因此設(shè)計(jì)本實(shí)驗(yàn)?zāi)M平臺(tái)對(duì)保持架故障的特征提取、數(shù)據(jù)挖掘、故障定量化評(píng)判技術(shù)及診斷報(bào)警決策方法論進(jìn)行深入研究，以突破目前交通運(yùn)載設(shè)備走行部軸承保持架故障診斷的技術(shù)瓶頸，對(duì)保障軌道交通運(yùn)載設(shè)備走行部的安全有重大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種實(shí)時(shí)在線故障診斷、準(zhǔn)確率高的軌道交通走行部軸承故障診斷實(shí)驗(yàn)臺(tái)。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的軌道交通走行部軸承故障診斷實(shí)驗(yàn)臺(tái)，包括驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、模擬軌道交通走行部加載系統(tǒng)、試件軸承基座、水平固定工作臺(tái)、傳感器、信號(hào)采集系統(tǒng)、通信傳輸系統(tǒng)以及信號(hào)分析與診斷系統(tǒng)，所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)安裝在水平固定工作臺(tái)上，所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與所述的模擬軌道交通走行部加載系統(tǒng)相連，所述的模擬軌道交通走行部加載系統(tǒng)與所述的試件軸承基座相連，所述的試件軸承基座與所述的傳感器相連，所述的傳感器與所述的通信傳輸系統(tǒng)相連，所述的通信傳輸系統(tǒng)與所述的信號(hào)分析及診斷系統(tǒng)相連。
[0005]所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括變頻器、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、同步皮帶輪和轉(zhuǎn)動(dòng)軸，所述的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和所述的同步皮帶輪安裝在所述的水平固定工作平臺(tái)上，所述的轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸支座安裝在所述的水平固定工作平臺(tái)上所述的模擬軌道交通走行部加載系統(tǒng)包括徑向加載裝置和軸向沖擊加載裝置，所述的變頻器與所述的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)控制連接，所述的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的輸出軸通過所述的同步皮帶輪與所述的轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接，所述的轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過第一聯(lián)軸器與徑向加載裝置的主軸前端相連，所述的徑向加載裝置的主軸后端通過第二聯(lián)軸器與試件軸承基座相連，所述的試件軸承基座與所述的軸向沖擊加載裝置相連。
[0006]所述的徑向加載裝置的主軸通過軸承座支撐在所述的水平固定工作平臺(tái)上。
[0007]所述的軸向沖擊加載裝置的結(jié)構(gòu)是:偏心輪和第一齒輪均安裝在第一轉(zhuǎn)軸上，槽凸輪和第二齒輪均安裝在第二轉(zhuǎn)軸上，所述的第一轉(zhuǎn)軸和第二轉(zhuǎn)軸安裝在機(jī)架上，所述的第一齒輪與所述的第二齒輪嚙合傳動(dòng)，壓桿和第二連桿滑動(dòng)安裝在所述的機(jī)架上，傳動(dòng)桿的中部通過滾子安裝在所述的槽凸輪的槽內(nèi)，所述的傳動(dòng)桿的一端與設(shè)在所述的壓桿的一端的滑塊滑動(dòng)連接，所述的傳動(dòng)桿的另一端與所述的第二連桿的一端鉸接，所述的第二連桿的另一端與第一連桿的一端鉸接，所述的第一連桿的另一端鉸接在所述的偏心輪上。
[0008]采用上述技術(shù)方案的軌道交通走行部軸承故障診斷實(shí)驗(yàn)臺(tái)，針對(duì)保持架故障特征頻率偏低及信噪比低的特性，采用適用于保持架故障特征提取的傳感器數(shù)據(jù)采集技術(shù)與噪聲信息分離、特征信息提取等數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)。使用多參數(shù)(振動(dòng)、沖擊、溫度)復(fù)合傳感器技術(shù)、共振解調(diào)技術(shù)及信息處理技術(shù)，研究干擾信息剔除、低頻信息放大還原的有效方法，提取保持架故障特征信息。
[0009]對(duì)現(xiàn)有案例所保存的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘研究，采用深度置信網(wǎng)絡(luò)的機(jī)器學(xué)習(xí)模式，用大量已有數(shù)據(jù)進(jìn)行模型訓(xùn)練，形成深度置信網(wǎng)絡(luò)故障分類器，識(shí)別保持架變形、折斷及所導(dǎo)致的滾子亂序的信息特征，使用多參數(shù)、多因素聯(lián)合診斷方法，準(zhǔn)確辨識(shí)保持架故障特征信息。
[0010]在上述研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，形成對(duì)數(shù)據(jù)采集單樣本的系列定性與定量診斷判據(jù)，通過對(duì)原始數(shù)據(jù)的診斷流程處理，得出保持架故障的自動(dòng)識(shí)別結(jié)果；研究多參數(shù)(振動(dòng)、沖擊、溫度)聯(lián)合及多條件(趨勢(shì)、轉(zhuǎn)速)下的綜合報(bào)警決策方法，使報(bào)警結(jié)果匹配工程實(shí)踐，為走行部的科學(xué)維修提供決策。
[0011]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果，具體而言，由上述技術(shù)方案可知:
[0012]通過配合利用各個(gè)裝置和機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)軸承故障的自動(dòng)診斷，取代了傳統(tǒng)的采用人工輔助的故障診斷方式，并可自動(dòng)完成信號(hào)采集、特征提取、故障識(shí)別與預(yù)警等過程，自動(dòng)化程度高，減少人力耗費(fèi)，有效提高工作效率，并且診斷結(jié)果效果穩(wěn)定，為軌道交通的安全運(yùn)行提供更多保障。
[0013]綜上所述，本實(shí)用新型是一種實(shí)時(shí)在線故障診斷、準(zhǔn)確率高的軌道交通走行部軸承故障診斷實(shí)驗(yàn)臺(tái)。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
[0015]圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3是本實(shí)驗(yàn)新型軸向沖擊加載裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4是本實(shí)驗(yàn)新型軸向沖擊加載裝置的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。
[0018]圖5是本實(shí)用新型的故障診斷分析流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為更清楚地闡述本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特征和功效，下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施例來對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0020]如圖1、圖2和圖5所示，軌道交通走行部軸承故障診斷實(shí)驗(yàn)臺(tái)，包括驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、模擬軌道交通走行部加載系統(tǒng)、試件軸承基座9、水平固定工作臺(tái)11、傳感器、信號(hào)采集系統(tǒng)、通信傳輸系統(tǒng)以及信號(hào)分析與診斷系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)安裝在水平固定工作臺(tái)11上，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與模擬軌道交通走行部加載系統(tǒng)相連，模擬軌道交通走行部加載系統(tǒng)與試件軸承基座9相連，試件軸承基座9與傳感器相連，傳感器與通信傳輸系統(tǒng)相連，通信傳輸系統(tǒng)與信號(hào)分析及診斷系統(tǒng)相連。
[0021]驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為試件軸承基座9提供輸入動(dòng)力，模擬軌道交通走行部加載系統(tǒng)為試件軸承轉(zhuǎn)動(dòng)施加軸向沖擊和徑向載荷。模擬軌道交通走行部加載系統(tǒng)進(jìn)行加載載荷和沖擊頻率的參數(shù)設(shè)定。信號(hào)分析與診斷系統(tǒng)采用基于深度置信網(wǎng)絡(luò)的故障診斷方法。信號(hào)采集系統(tǒng)監(jiān)測(cè)試件軸承轉(zhuǎn)動(dòng)中的振動(dòng)、溫度及沖擊信號(hào)，通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)將信號(hào)傳輸?shù)焦收戏治鱿到y(tǒng)，故障分析系統(tǒng)對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析判斷軸承故障情況給出決策意見。
[0022]如圖2所示，顯示出了本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)，包括有變頻器1、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)2、