PHM技术在不落轮镟床运维管理中的应用研究

作     者：陆野 

作者单位：中国铁道科学研究院 

学位级别：硕士

导师姓名：杨兴宽

授予年度：2023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：不落轮镟床 PHM 健康管理 剩余寿命预测 状态评估 

摘      要：随着我国铁路技术的快速发展和应用,提高车辆日常运维管理效率,优化车轮检修核心工艺流程成为运维方面重点解决的问题。本文针对当前不落轮镟床在车车辆运维应用中面临的故障检修及健康管理方面的问题,提出了将PHM技术应用于不落轮镟床健康状态评估和管理中的技术方案,对不落轮镟床进行健康管理和寿命预测,以提高铁路车辆日常运维检修效率。本文的主要研究内容如下(1)对不落轮镟床的典型故障模式进行分析,从不落镟床的典型功能故障模式和常见的性能退化失效类故障模式两个方面分析不落轮镟床的典型故障及原因。(2)提出一种针对不落轮镟床整体健康状态的评估方法,以不落轮镟床可靠性指标作为评价健康状态的依据,确定不落轮镟床可靠性影响因素,采用权重方法确定指标权重,并基于矩阵评估分析,通过聚类分析方法实现了对不落地镟床的可靠性评估分析,依据得到的可靠度指标评估不落轮镟床的健康状态。(3)针对不落轮镟床液压系统和伺服电机进行健康管理研究,对不落轮镟床液压系统构建性能退化模型,基于该模型对不落轮镟床进行可靠性评估,基于可靠性评估液压系统的健康状态。对不落轮镟床伺服电机进行剩余寿命预测研究,建立了基于残差相似性方法的剩余寿命预测模型,并利用振动信号进行了模型验证。(4)从不落轮镟床日常使用维护和设备检修两个维度提出运维的优化建议,基于不落轮镟床整机和关键部件验证运维策略优化效果。结果表明,实施优化的不落轮镟床运维策略后,不落轮镟床电力系统的耗电量降低了34%;技术成本节约潜力为每年三千多元。