振动监测及故障诊断技术国内外研究现状及发展趋势_毕业论文

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振动监测及故障诊断技术国内外研究现状及发展趋势

20世纪80年代初,国外的一些学校、研究机构等陆续对铁道机车车辆走行部状态振动监测及故障诊断技术展开了一系列针对性的研究。通过对其的研究,对走行部状态振动监测及故障诊断的仪器也进行了研发,而且还取得了很好的成效。

振动监测及诊断仪器研发方面,欧美和日本等铁路发达国家均有产品问世[3-4]。北美的Ultra-Tech公司通过在走行部上安装振动和温度传感器,经过对大量数据的研究,开发了走行部的实时监控系统,这个系统能够在监测走行部的振动的同时也能够对其温度情况进行检测。日本的新干线的走行部在每次进站维修检测之后都要通过滚动台进行振动的测试,利用在走行部上安装传感器来对新干线在高转速下运行时动力学性能的变化情况进行实时的监控,通过这样保证走行部动力学性能能够控制在有效的范围内,对列车的安全运营起重要的作用。美国铁路协会研制用于火车轮对轴承故障诊断的货车轴承声学诊断系统,这个系统在我国铁路得到了广泛的应用;法国的Bandadi公司通过不断地实验和改进成功地开发了走行部状态监视系统,这个系统利用在走行部上安装传感器来监测铁路机车车辆的实时状态,对于蛇形运动等能够非常容易检测出来;英国的铁路公司通过在客车上安装传感器来监测车辆的振动状况,根据传感器的数据判断其运行状况如何;瑞典的SKF公司研究开发了新一代轴承、轮对随车监测装置,这个装置利用轴箱内的温度和振动复合传感器,更精准地的对轴箱轴承和车轮状态进行评价,能够列车的故障进行预测并提前发出信息,提高了列车运营的安全性。从上个世纪90年代开始,俄罗斯有关铁路科研机构相继研发制造出了一系列用于机车走行部轴承状态监测及诊断的地面设备和车载设备,这些设备准确性也很高,成功地应用于机车走行部轴承状态监测及诊断。德国铁路部门安全技术研究所开发了一套故障诊断系统,这套系统在是对动车组走行部基于振动信号监控与故障诊断系统,能够实时对动车组的走行部的状态进行监控。而且这个系统已经在其高速动车组ICE3上试用。

我国对于机车车辆走行部状态振动监测及故障诊断技术的研究虽然起步比较晚,但是经过努力。已经获得了显著的成果,1990年,唐德饶教授等人成功研发了铁路货车车轮滚动轴承故障诊断的JK86411自动实验诊断系统,这个系统能够在铁路货车车轮不拆解的情况下进行自动的故障检测。在监测诊断装置开发方面,国内多家单位分别研制了各类离线、在线的走行部状态监测诊断装置。目前,在国内铁路系统使用的最多的是铁科院和北京唐智公司研制的诊断设备。铁科院在2000年率先研制出了JL-601机车走行部顶轮检测系统,这个系统广泛地应用于各类直流传动机车走行部轴承检测与诊断,该系统在各机务段得到了广泛使用[5]。2003年,北京唐智科技有限公司研发了车载机车走行部状态监测系统,这个系统适用于各类提速列车走行部轴承、齿轮及轮对踏面故障的检测与诊断。2012年,铁科院研制出了用于和谐交流传动大功率机车走行部轴承检测系统,目前在兰州铁路局使用,取得了不错的效果。虽然我国在走行部振动监测及故障诊断技术的研究晚于国外,但是利用振动信号处理技术诊断走行部轴承研究成果已经处于国际先进水平。

目前,我国对走行部的滚动轴承的研究基本都集中在速度160krn/h的普通机车上,而对动车组关键部位走行部的滚动轴承的状态监测还刚刚起步,普通方法对于高速下的诊断已经不合适了,所以非常需要进行动车组走行部滚动轴承故障诊断的新方法研究。目前,基于人工智能、计算机智能诊断方法已经广泛地应用于对机器的状态监测和故障诊断中。本文讨论的就是通过人工智能中的支持向量机的方法对动车组滚动轴承进行智能诊断 (责任编辑:qin)