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摘 要

动车组是城际和市郊铁路实现小编组、大密度的高效运输工具。转向架是高速动车组的走行装置,决定了列车运营速度和运行品质。动车组转向架轴承的工作状况是影响铁路运输安全的重要因素之一。因此,开展动车组转向架轴承可靠性分析与故障诊断的研究,对保证运营安全、提高维修效率和避免不必要的损失等都具有重要的意义。本文应用故障树分析法建立了动车组转向架轴承故障模型,并提出了提高其可靠性的要求,并简要介绍了动车组转向架轴承振动机理、故障特征频率等。在轴承故障的监测技术中,本文利用振动监测技术监测动车组转向架轴承,并深入研究了故障诊断领域比较先进的理论与方法。

本文采用两种方法对轴承故障进行诊断和监测。一种是时频域参数指标诊断方法,另一种方法是智能诊断方法,先对振动信号进行小波包消噪提高其信噪比,再采用基于经验模态分解的方法来提取轴承故障特征,把故障信号分解得到,对几个重要的进行分析,获得每个分量的能量,作为神经网络的输入向量根据遗传算法寻优的特点,结合改进遗传算法对神经网络的参数进行优化,再利用其对轴承的故障进行诊断,分析了该方法诊断的效果。

系统是以软件为核心的虚拟仪器开发,使得系统具有扩展性强、灵活定义、性能高和维护费用低等优势。系统软件开发的流程平台使用。并在实验中,证实了动车组转向架轴承故障诊断系统能准确的预测其故障并提供合理的维修建议。

关键词:动车组转向架轴承,可靠性分析,,神经网络,改进遗传算法

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目 录

摘 要 ................................................................................................ 错误!未定义书签。 第1章 绪 论 .................................................................................. 错误!未定义书签。 1.1研究背景及意义 ...................................................................... 错误!未定义书签。 1.2车辆轴承故障监测技术的发展 .............................................. 错误!未定义书签。 1.3研究的内容 .............................................................................. 错误!未定义书签。 第2章 动车组转向架轴承故障分析与可靠性模型的建立 .......... 错误!未定义书签。 2.1转向架轴承结构 ...................................................................... 错误!未定义书签。 2.2转向架轴承可靠性研究概述 .................................................. 错误!未定义书签。 2.3动车组转向架轴承的故障树分析(FTA ) ................................. 错误!未定义书签。 ........................................................................................................ 错误!未定义书签。 .................................................................................................... 错误!未定义书签。 2.4动车组转向架轴承可靠性模型与故障树 .............................. 错误!未定义书签。 2.5可靠的措施 .............................................................................. 错误!未定义书签。 第3章 动车转向架故障诊断 .......................................................... 错误!未定义书签。 3.1动车组转向架轴承故障诊断的基本内容 .............................. 错误!未定义书签。 3.2动车组转向架轴承故障监测常用技术 .................................. 错误!未定义书签。 .................................................................................................... 错误!未定义书签。 .................................................................................................... 错误!未定义书签。 3.3小结 .......................................................................................... 错误!未定义书签。 第4章 动车组转向架轴承故障诊断相关理论的研究 .................. 错误!未定义书签。 4.1时频域参数指标诊断方法 ...................................................... 错误!未定义书签。 4.2基于小波变换的轴承故障诊断方法 ...................................... 错误!未定义书签。 第5章 总结与展望 .......................................................................... 错误!未定义书签。 5.1论文总结 .................................................................................. 错误!未定义书签。 5.2下步工作 .................................................................................. 错误!未定义书签。 参考文献 ............................................................................................ 错误!未定义书签。

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第1章 绪 论

1.1研究背景及意义

动车组是城际和市郊铁路实现小编组、大密度的高效运输工具,以其编组灵活、方便、快捷、安全,可靠、舒适为特点备受世界各国铁路运输和城市轨道交通运输的青睐。动车组在我国投入运营,标志着中国进入高铁时代。根据铁道部相关人员表述,到年,我国建成了万公里“四纵四横”高速客运专线,其中时速公里的线路达到公里,时速公里的线路达到公里,时速公里的高速动车组将成为未来铁路客运专线的主力。

高速动车组的走行装置,具有承载、减振、导向、牵引和制动等重要功能,决定了列车运营速度和运行品质。动车组转向架轴承一般为滚动承,是动车组中工作条件最为恶劣的部件,在动车运行中,它起着承受载荷和递载荷的作用。在铁路高速重载的运营条件下,动车组转向架轴承一旦发生故障,故障会发展很快,若不及时发现,会导致热轴、燃轴、切轴等事故的发生。因此需要对其进行可靠性分析与故障诊断,以保证安全、可靠、有效、经济的完成旅客和货物的运输任务。滚动轴承故障的准确诊断可以减少或杜绝事故的发生,最大限度地发挥轴承的工作潜力,节约开支,对高速列车的安全运行具有重大意义。

这也意味着当今对动车组转向架轴承要求高速化、轻型化的同时,还要求具有维修周期长、高寿命、运行可靠等性能,动车组转向架轴承比较容易出现故障,如何快速、准确、实时进行在线可靠性分析与诊断轴承故障就显得日益重要。对动车组转向架轴承进行可靠性分析与故障诊断的目的在于对动车组转向架轴承的各种失效的征兆作出正确地判断,在失效发生前采取措施,杜绝重大事故的发生,保证动车的安全运行。

通过在线监测、可靠性分析、故障诊断等,为设备结构的完善、设计的优化、工艺的改进以及合理的维修制度提供数据和信息。保证设备可以发挥最大限度的工作潜力,能预知维修并能视情维修,延长服务期限和使用寿命,提高其可靠性,降低轴承全寿命周期的开支。

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