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一种改进的地铁车辆转向架轴承故障诊断方法

铁道学报 2018年第11期40卷 55-61页

作者：刘建强赵东明赵楠北京交通大学电气工程学院北京100044

转向架轴承故障特征极容易受到轮轨激扰和环境随机噪声的影响。现有地铁车辆转向架轴承故障诊断方法存在故障特征提取困难、诊断准确率低等不足。为此,提出一种故障诊断方法。该方法首先对采集的振动信号进行降噪预处理,并利用小波包分... 详细信息

转向架轴承故障特征极容易受到轮轨激扰和环境随机噪声的影响。现有地铁车辆转向架轴承故障诊断方法存在故障特征提取困难、诊断准确率低等不足。为此,提出一种故障诊断方法。该方法首先对采集的振动信号进行降噪预处理,并利用小波包分析法将其分解为多个频带,基于峭度指标自适应调整各频带包络分析和故障搜索的顺序,快速、充分地提取轴承故障特征。建立轴承测试台,使用广州地铁公司提供的转向架轴承对所提出的方法进行实验验证。测试结果表明,经过预处理后,轴承的故障特征更加明显,提出的转向架轴承故障诊断方法能够准确、快速地诊断轴承的故障状态。

关键词：转向架轴承故障诊断信号预处理 Hilbert变换小波包包络分析

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动车组转向架轴承局部损伤振动特性分析

振动．测试与诊断 2016年第4期36卷 665-673,808页

作者：杨天蕴丁千郭涛贾尚帅天津大学力学系天津300072 天津市非线性动力学与混沌控制重点实验室天津300072 唐山轨道客车有限责任公司唐山064000

针对动车组转向架轴承,根据轴承故障产生机理建立了轴承故障动力学工程模型。模型充分考虑了车轴弯曲刚度、轴承间隙及滚动体和滚道间的非线性接触力等因素,并包含内圈、外圈以及滚动体故障轴承动力学模型,使用龙格库塔数值积分方法进... 详细信息

针对动车组转向架轴承,根据轴承故障产生机理建立了轴承故障动力学工程模型。模型充分考虑了车轴弯曲刚度、轴承间隙及滚动体和滚道间的非线性接触力等因素,并包含内圈、外圈以及滚动体故障轴承动力学模型,使用龙格库塔数值积分方法进行了动力学仿真分析。针对实际轴承搭建实验台,对不同故障类型及不同程度故障进行了实际测试。仿真分析与实验结果吻合度较高,最大误差不超过5%,证明了该动力学模型的有效性。

关键词：转向架轴承故障动力学模型特征频率检测

基于小波包分解和集合经验模态分解的列车转向架轴承智能故障诊断方法

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铁道学报 2015年第7期37卷 40-45页

作者：刘建强赵治博任刚吴宁王广明章国平北京交通大学电气工程学院北京100044 唐山轨道客车有限责任公司产品研发中心唐山063035

提取故障特征不理想、诊断速度慢等是目前现有列车转向架轴承故障诊断方法存在的主要不足。本文提出了一种列车转向架轴承故障的智能诊断方法。该方法将小波包分解和集合经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)结合... 详细信息

提取故障特征不理想、诊断速度慢等是目前现有列车转向架轴承故障诊断方法存在的主要不足。本文提出了一种列车转向架轴承故障的智能诊断方法。该方法将小波包分解和集合经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)结合在一起,充分提取信号故障特征,并利用能量判别法和故障识别搜索算法进行故障模式识别,进一步提高了故障诊断速度。为了验证该方法的有效性,构建了轴承实验台,测试分析了广州地铁列车3种故障状态的转向架轴承。实验结果表明,该方法能够充分提取故障特征,迅速锁定搜索频段,准确识别轴承故障,提高了列车转向架轴承故障的诊断速度和准确性。

关键词：转向架轴承智能故障诊断小波包分解集合经验模态分解包络分析

基于改进遗传算法的神经网络转向架轴承故障诊断

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城市轨道交通研究 2020年第12期23卷 46-49页

作者：王宇刘若晨李广军江苏理工学院交通运输系常州213001

针对传统神经网络准确率较低且诊断时间较长的问题,提出一种基于改进遗传算法的神经网络故障诊断方法。通过简化遗传算法的编码方式,以最优适应度函数解码得到神经网络的权值、阈值,并以此建立基于改进遗传算法的神经网络转向架轴承故... 详细信息

针对传统神经网络准确率较低且诊断时间较长的问题,提出一种基于改进遗传算法的神经网络故障诊断方法。通过简化遗传算法的编码方式,以最优适应度函数解码得到神经网络的权值、阈值,并以此建立基于改进遗传算法的神经网络转向架轴承故障诊断模型。为验证模型的有效性,与其他诊断模型进行了仿真计算对比。结果表明,所提出的基于改进遗传算法的神经网络转向架轴承故障诊断模型具有诊断耗时短、准确率高的优点。

关键词：转向架轴承故障诊断改进遗传算法神经网络

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动车组转向架轴承局部损伤振动特性分析

动车组转向架轴承局部损伤振动特性分析

作者：杨天蕴天津大学

学位级别：硕士

转向架轴承为动车组运行关键部件,实时地对轴承进行振动监测与故障诊断,能有效地发现轴承早期故障,避免重大损失。目前,对于轴承故障的研究大多针对球轴承,对于动车组转向架采用的圆锥滚动轴承的故障还鲜有涉及。本文建立了故障轴承动... 详细信息

转向架轴承为动车组运行关键部件,实时地对轴承进行振动监测与故障诊断,能有效地发现轴承早期故障,避免重大损失。目前,对于轴承故障的研究大多针对球轴承,对于动车组转向架采用的圆锥滚动轴承的故障还鲜有涉及。本文建立了故障轴承动力学模型,采用数值仿真对不同故障特征的轴承振动特性进行分析,并模拟轴承的实际工作环境设计了实验,为转向架轴承的故障检测提供理论依据。首先,基于国内外学者对球轴承动力学模型的研究,建立了转向架轴承振动模型。模型充分考虑了轴承间隙、赫兹非线性接触力、车轴弯曲刚度等因素,并引入故障冲击。接着,根据理论公式计算了正常轴承VC振动频率及各部位故障特征频率。运用龙格库塔法对轴承故障模型进行了数值求解,得到正常轴承和各部位故障轴承振动时间历程曲线,基于FFT得到对应频谱图。对频谱进行分析,得到故障轴承的振动特性。然后,模拟轴承实际工作环境,设计并搭建实验台。对轴承进行人工故障处理,分别进行实验测试;按照故障的一般发展规律,对不同程度故障的轴承进行测试,研究随故障逐渐加重轴承振动特征的变化。最后,计算了正常轴承及各部位故障轴承的最大Lyapunov指数,指出应用最大Lyapunov指数进行轴承故障诊断的可行性。

关键词：转向架轴承故障诊断数值仿真实验最大Lyapunov指数

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地铁车辆转向架轴承故障诊断方法研究

地铁车辆转向架轴承故障诊断方法研究

作者：赵治博北京交通大学

学位级别：硕士

在中国,城市轨道交通迅猛发展,各大省会城市都在进行建设或规划自己的城轨,其运营安全越来越受到关注。转向架轴承是地铁车辆中的关键部件,其状态对车辆的安全运行至关重要。因此,对列车转向架轴承故障诊断具有很大的现实意义,而如何对... 详细信息

在中国,城市轨道交通迅猛发展,各大省会城市都在进行建设或规划自己的城轨,其运营安全越来越受到关注。转向架轴承是地铁车辆中的关键部件,其状态对车辆的安全运行至关重要。因此,对列车转向架轴承故障诊断具有很大的现实意义,而如何对其进行在线智能故障诊断是一个值得研究的重要问题。振动信号中往往含有与故障相关的大量信息。本文基于小波包-包络分析对转向架轴承故障诊断方法作了深入的研究。论文首先介绍了滚动轴承的典型结构和故障形式,研究了地铁转向架轴承的振动机理,推导了滚动轴承的故障特征频率。这是利用振动信号对其进行故障诊断的理论基础。故障诊断包括故障特征提取和故障模式识别两大部分。本文将小波包分解与重构和Hilbert变换结合起来,通过获取振动信号各频段的包络谱将故障特征有效提取出来,使之更易识别。针对现有智能故障诊断方法的弊端,本文提出了故障识别搜索算法这一智能模式识别方法。该搜索算法完全采用计算机模拟人“观察”频谱图,对提取的故障特征进行有效模式识别,进而诊断出故障情况,为故障的自动智能诊断打下了坚实的基础。为了验证上述方法的有效性,设计并搭建了轴承故障诊断试验台,基于此试验台对广州地铁车辆转向架轴承内圈、外圈和滚动体故障分别进行了测试,结果证明该方法能够准确诊断出列车转向架轴承故障。最后论文设计了地铁列车转向架轴承在线故障诊断硬件装置,并基于本文提出的诊断方法对该装置进行了测试。该装置能对上述三种故障做出准确诊断,具有一定的工程实用性。

关键词：转向架轴承故障诊断小波包分解 Hilbert变换峰值搜索

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转向架轴承磨合测试中磨合试验机的应用研究

机械工程与自动化 2016年第2期 161-162,165页

作者：李凯戚景观王兴太原科技大学山西太原030024 晋西车轴股份有限公司山西太原030027

铁路货车在实际运行过程中会出现热轴现象,为了解决这一难题,生产企业都在使用磨合机做磨合测试来及时发现和剔除热轴,以避免和减少轮对、转向架以及铁路货车实际运行故障。主要研究了磨合试验机的研制及应用情况,从轮对及转向架生产实... 详细信息

铁路货车在实际运行过程中会出现热轴现象,为了解决这一难题,生产企业都在使用磨合机做磨合测试来及时发现和剔除热轴,以避免和减少轮对、转向架以及铁路货车实际运行故障。主要研究了磨合试验机的研制及应用情况,从轮对及转向架生产实际出发考虑设备选型问题,具有一定的推广和应用价值。

关键词：磨合试验机转向架轴承磨合测试

IGBT逆变器供电的电力机车转向架轴承失效分析

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铁道机车车辆 2014年第4期34卷 38-43页

作者：王立国中国北车集团大连机车车辆有限公司技术开发部辽宁大连116022

对由IGBT变流元件构成的交流传动逆变器供电的电力机车转向架的驱动装置轴承和轴箱轴承的电流通路进行探索、分析,特别对Electric Discharge Machining(EDM)电流进行了分析,提出了判断轴承电蚀失效的依据及相应的解决措施。

关键词：交流传动电力机车 IGBT逆变器转向架轴承 EDM电流轴承失效

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城轨转向架轴承故障诊断与运行维护

机械工程与自动化 2021年第6期 221-223,226页

作者：徐斌上海地铁维护保障有限公司车辆分公司上海200237

城轨转向架轴承使用环境复杂,出现故障将直接影响到行车安全。对轴承故障类型、诊断技术方法、检修制度及轴承故障预防措施等进行了总结分析。针对轴承检修现状提出了通过加装故障诊断设备、开展智能运维、进一步优化和指导轴承的检修... 详细信息

城轨转向架轴承使用环境复杂,出现故障将直接影响到行车安全。对轴承故障类型、诊断技术方法、检修制度及轴承故障预防措施等进行了总结分析。针对轴承检修现状提出了通过加装故障诊断设备、开展智能运维、进一步优化和指导轴承的检修周期的发展方向,建议逐步建立轴承整个运维过程的技术标准,完善现有轴承检修制度的不足。

关键词：转向架轴承故障诊断运行维护城轨车辆