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基于铁路机车车辆运行故障监测诊断技术的研究

作者2019-03-25 11:28未知
近年来科技水平不断上升,各种科学技术被研发后运用到各个行业中,有效地促进了各个行业的发展与进步。交通的便利程度是一个城市、一个国家基本经济实力的直接体现,同时也是该城市、该国家不断发展的重要基础设施与前提条件。我国有句俗语: “要想富,先修路。”由此可见,加强道路路建设是我国发展经济、促进文明进步的,其中,铁路机车作为我国重要的交通运输工具,对方便人们出行、促进货物进出口顺利进口等方面有着重要作用。提高铁路机车车辆运行管理是促进我国发展经济的重要渠道之一。但由于铁路机车车辆在运行过程中因受到外部因素与内部因素的影响与限制,容易出现机车故障。因此,采用故障监测诊断技术来进行监控是有必要的。
  1 故障诊断和安全监测的技术基础
  共振是故障诊断和安全监测技术基础,通过共振原理进行判断铁路机车车辆故障的常用方法,其技术有一定科学性,对故障检测非常适用。振动检测是机械故障领域应用较早的技术之一,传统振动检测技术是通过振动传感器提取被检测对象的振动信号,直接通过频域和时域的分析,从中提取异常信息而达到检测的目的。但是,在现场运行环境中,机器存在各种各样的振动,有的振动虽然比较大,但无不良影响,而齿轮、轴承等部件故障产生的振动往往被背景振动的噪声掩盖,因此,直接通过振动信号进行故障诊断的精确度很难提高。
  共振解调技术是在传统振动检测技术的基础上,融入声学、声发射、应变、应力检测技术,从而拓宽了为工业设备故障诊断的服务领域。共振解调技术能够精确地区分常规振动和故障冲击,它对常规振动不敏感,对微小的故障冲击则能够敏锐捕捉,更有效地采集到伴生冲击的故障信息,便于分析、诊断故障的内容、程度、部位,进而得出更准确的诊断结论。故障诊断是一项非常复杂工程,涉及很多知识,有效分析问题,提出解决问题措施,这是提高故障诊断技术的关键,提前诊断火车机车故障,及时排除故障,是提高火车安全的重要保障。
  2 故障监测和诊断技术的系列产品
  常用的故障诊断产品有JK00430机车走行部车载监测装置、JK02432铁路客车轮对和轴承故障监测装置、JK05436铁路机车安全质量信息动态监测装置、JK0243铁路机车轴承齿轮故障地面诊断系统、JK03412轴承故障检测机以及其他专用诊断试验台、综合试验台等质量保障系统。每一种产品的研发成功对于提高火车故障监测都起到积极作用,产品研发是研究故障监测和诊断技术的科学家辛勤劳作的结果,每个科研产品都凝聚科学家辛勤的汗水,是保障火车安全性能的基础,对于提高区域经济具有现实意义;区域运输能力提升,对于提高地方经济的基本保障,铁路属于基本民生问题,是早日实现小康社会的基础。
  3 轨道交通运载设备故障诊断和安全监测的技术特点
  3.1 建立机车车载和地面系统。建立车载和地面系统这是科技发展今天必然的结果,利用先进科技水平,对远程故障诊断提供了可靠技术支持,使机车远程故障诊断成为可能,这也是火车发展今天,社会对火车技术革新要求。通过共振解调信息主动诊断、多因素联合诊断及多物理量综合诊断等故障诊断方法论,构筑故障自动诊断专家系统,实现对机车、客车走行部的轴承、齿轮、踏面等旋转机械部件实时在线监测、预警及地面的故障分析、诊断,并采用转速相位跟踪及谱号固化的理论抽象谱技术,避免因车速变化带来故障频率信号的漂移,提高故障诊断精度。故障正确诊断对提高火车的安全性,具有一定现实应用价值,火车是重要的交通运输工具,人们对火车安全性非常关注,提高火车安全性,对整个交通运输能力起到重要保障作用。
  3.2 建立的机车、客车转向架的水平、垂直振动冲击监测系统。根据火车振动的波长,可以诊断出火车的运行状况,振动是火车诊断常用方法,通过振动原理进行故障诊断,使用广义共振的非转运动机械故障随遇激励侦察、广义共振疲劳与裂纹识别、振动相对积的大型构件断裂识别、振动与共振解调滑动相对积的局部裂损识别等基于广义共振的非转运动机械故障诊断技术,实现对这些部件故障分析、诊断、在线预警和故障信息的存储等功能。对故障科学分析,提出解决故障方法,这是提高火车安全性能起到积极作用,故障诊断技术的应用,对于提升故障诊断能力,提升诊断水平,都具有一定实际应用的价值。
  3.3 建立故障诊断系统。故障诊断系统建立是提升故障诊断能力的标志,利用先进的科学技术建立故障诊断系统,对提高故障诊断能力起到保障作用。研制的由轨旁布局的传感器阵列、诊断装置主机、接收主机构成的非接触通过式列车故障诊断系统,使用超谐振式声学共振解调非接触动态诊断原理,实现对轴承、踏面等货车旋转部件的故障信号动态监测,声学信息的共振解调及解调信息的分析、诊断,并以通信方式将诊断结论实时发送给车辆到达场的值班室接收主机,及时指导车辆检修。故障诊断系统的广泛应用,对于提高火车机车的安全性起到技术支持,减少机车故障,增加火车输送的能力,对提高区域经济起到重要作用。
  3.4 总结诊断方法。首先,在进行故障诊断时,需要相关人员具备一定的观察能力、逻辑能力、分析能力等,在利用诊断方法进行排除故障的同时也要对故障情况进行分析与总结,在积累解决故障经验的基础上及时对诊断方法进行观察,并通过不断创新与研究,提高诊断方法的科学性与严谨性;其次,由于故障类型、原因、故障车辆类型等不同,因此在诊断过程中需要人员能够快速分辨出故障类型及适合的诊断方法,提升综合素质,并且能够根据故障接车车辆的型号等提出诊断技术的改进方法,提高该技术的综合水平。
  综上所述,铁路机车车辆在运行过程中容易出现机车故障等情况,而车辆运行故障监测诊断技术不仅能够及时快速地将问题找出,并且能够根据不同系统的诊断形式与特点对机车各个部位的故障及时捕捉,而相关人员在接收到故障信号后及时将故障问题解决或排除,能够最大限度地提高铁路机车的使用寿命,并且在提高机车车辆安全性能地同时提高对出行人员或其他货物的安全保证,为促进铁路事业发展、促使经济水平提升奠定坚实基础。
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