轮对压装曲线记录及其自动判断系统的研究

作     者：韩建斌 

作者单位：武汉理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：肖峻

授予年度：2012年

学科分类：082304[工学-载运工具运用工程] 08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：曲线记录 异常点挖掘 平滑滤波 自动判断 

摘      要：轮对是列车走行部件的基础,是转向架部件的关键件,其生产方式是用轮对组装设备将车轮与车轴进行过盈无键组装配合,使之牢固结合在一起。组装方式有：压装组装、注油压装和热装等,其中以压装最为常用。压装合格要求有两个：1.尺寸要求,2.曲线要求。曲线指压装过程中实时记录的压力-位移曲线,它不仅是轮对压装合格性的重要评判指标,而且对寻找压装缺陷,进行工艺改进都具有重要的指导作用,通过研究曲线上的某些变化特征,有助于快速发现轮对压装不合格的原因,从而对压装工艺做出调整或处理,达到提高轮对压装合格率的要求。 本文依托高速铁路的大发展契机,针对目前轮对压装曲线质量人工判断的方法所存在的不足,研究设计了符合我国铁路行业标准及现有生产工艺条件的轮对压装曲线记录及其自动判断系统。该系统采用计算机控制方案,选择高精度、抗干扰的传感器,先进可靠的计算机板卡,实用有效的数据采集和处理方法,实现了对压装过程中压力和位移信号的实时精确采集。并在此基础上,制定了合理可靠的曲线判断方案,可以对压装的合格性做出快速准确的判断。 在本文中,主要分析了轮对的压装方式及其压力-位移曲线的判断标准,实现了压装曲线的自动判断;提出了对压装数据进行异常点挖掘和平滑滤波的算法,消除了干扰点对压装曲线的不良影响,提高了压装曲线判断的准确性和可靠性。相对于老式曲线记录系统,本系统在压装数据记录的精度和曲线判断的自动化程度等方面都有了很大的提高。 本论文的主要工作如下： (1)对轮对压装组装过程中压装压力的变化进行理论分析,并分析影响压装曲线的各种因素,为后面自动判断提供理论依据;(2)完成了压装曲线记录系统的压力、位移传感器以及数据采集卡等硬件的选型设计;同时基于C++Builder的平台编写程序,实现灵活高效的数据采集;设计了多种有效的硬件及软件抗干扰的方法,提高压装数据采集的准确性和稳定性;(3)分析总结国外铁路行业标准,并结合TB/T1718-2003等中华人民共和国铁路行业标准,制定了压装曲线自动判断算法,实现了压装曲线自动判断的功能。 (4)建立了轮对压装机曲线记录系统的数据库,使系统具有自动存储轮对信息和压装数据的功能,同时可以实现数据快速高效的查询和管理。 本论文所研究的曲线记录及其判断系统,已成功应用于中国北车集团某轨道客车有限公司,且使用效果良好。