電力機(jī)車走行部軸承齒輪故障地面診斷系統(tǒng)適應(yīng)性改進(jìn)

1、機(jī)車檢測與故障診斷題目：電力機(jī)車走行部軸承齒輪故障地面診斷系統(tǒng)適應(yīng)性改進(jìn)姓名：XXX 學(xué)號(hào)：XXX 班級(jí)：XXX機(jī)車檢測與故障診斷技術(shù) 摘要摘要針對(duì)HXHXD D3 3型型機(jī)車的結(jié)構(gòu)及軸承參數(shù)結(jié)構(gòu)及軸承參數(shù)特點(diǎn)，對(duì)原有鐵路機(jī)車走行部軸承齒輪故障地面診斷系統(tǒng)走行部軸承齒輪故障地面診斷系統(tǒng)進(jìn)行針對(duì)性的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和改進(jìn)，使得HXD3系列電力機(jī)車在不升弓條件下在不升弓條件下，能夠獨(dú)立獨(dú)立頂升機(jī)車單組輪對(duì)、驅(qū)動(dòng)輪對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了HXD3系列電力機(jī)車走行部走行部軸承的檢測軸承的檢測。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：電力機(jī)車；軸承檢測；系統(tǒng)改進(jìn)機(jī)車檢測與故障診斷技術(shù) 引言引言為提高機(jī)車走行部的技術(shù)質(zhì)量狀態(tài)提高機(jī)車走行部的技術(shù)質(zhì)

2、量狀態(tài)，保證機(jī)車的運(yùn)用安全保證機(jī)車的運(yùn)用安全，按照中國鐵路總公司和鐵路局對(duì)機(jī)車檢修工作的要求，必須對(duì)必須對(duì)機(jī)車走行部軸承進(jìn)行檢測機(jī)車走行部軸承進(jìn)行檢測。HXD3系列電力機(jī)車采用交流牽引電交流牽引電動(dòng)機(jī)動(dòng)機(jī)，機(jī)車走行部的軸箱、牽引電動(dòng)機(jī)、抱軸箱軸承均采用進(jìn)進(jìn)口軸承口軸承，機(jī)械傳動(dòng)采用單邊斜齒方式傳動(dòng)單邊斜齒方式傳動(dòng)，其軸承設(shè)計(jì)和機(jī)械軸承設(shè)計(jì)和機(jī)械傳動(dòng)模式與現(xiàn)有其它型號(hào)的電力機(jī)車有一定的差異傳動(dòng)模式與現(xiàn)有其它型號(hào)的電力機(jī)車有一定的差異，需要對(duì)既有鐵路機(jī)車軸承齒輪故障地面診斷系統(tǒng)軸承齒輪故障地面診斷系統(tǒng)進(jìn)行適應(yīng)性改進(jìn)，才能滿足HXD3系列電力機(jī)車走行部軸承檢測走行部軸承檢測的需求。機(jī)車檢測與故障診斷

3、技術(shù) 方案設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)1. 1. 現(xiàn)場調(diào)研現(xiàn)場調(diào)研現(xiàn)場調(diào)研了HXD3系列電力機(jī)車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、走行部轉(zhuǎn)向架及軸承齒輪構(gòu)架等技術(shù)性參數(shù)；了解HXD3系列電力機(jī)車近年來走行部軸承故障的原因；根據(jù)HXD3的特點(diǎn)以及檢測需求，進(jìn)行了適應(yīng)性改進(jìn)整體方案設(shè)計(jì)。軸承故障的軸承故障的基本形式基本形式：疲勞剝落、磨損、塑性變形、腐蝕、斷裂、膠合。機(jī)車檢測與故障診斷技術(shù)2. 2. 總體總體方案方案鐵路機(jī)車軸承齒輪故障地面診斷系統(tǒng)頂輪檢測裝置頂輪檢測裝置的基本原理如下圖所示。機(jī)車輪對(duì)交流驅(qū)動(dòng)電源裝置電動(dòng)液壓輪對(duì)頂升裝置檢測診斷系統(tǒng)地面分析管理專家系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)機(jī)車輪對(duì)反饋機(jī)車故障信息頂輪數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)機(jī)車測點(diǎn)沖擊信號(hào)轉(zhuǎn)速信號(hào)頂起

4、機(jī)車輪對(duì)主機(jī)顯示相應(yīng)測點(diǎn)沖擊數(shù)據(jù)，以及報(bào)警信息圖：圖：軸承軸承檢測系統(tǒng)結(jié)檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)機(jī)車檢測與故障診斷技術(shù)系統(tǒng)各結(jié)構(gòu)功能剖析：系統(tǒng)各結(jié)構(gòu)功能剖析： 機(jī)車機(jī)車輪對(duì)交流驅(qū)動(dòng)電源裝置輪對(duì)交流驅(qū)動(dòng)電源裝置主要負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)機(jī)車交流牽引電機(jī)，推動(dòng)輪對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)節(jié)以獲得適合診斷條件的轉(zhuǎn)速； 電動(dòng)電動(dòng)液壓輪對(duì)頂升裝置液壓輪對(duì)頂升裝置負(fù)責(zé)安全頂起機(jī)車單組輪對(duì)； 檢測檢測診斷系統(tǒng)診斷系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)機(jī)車軸承齒輪沖擊信號(hào)、轉(zhuǎn)速信號(hào)的采集，對(duì)故障沖擊信號(hào)進(jìn)行分析及主動(dòng)診斷，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)瀏覽、沖擊校準(zhǔn)、儀器自校、系統(tǒng)設(shè)置等功能； 地面地面分析管理專家系統(tǒng)分析管理專家系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)下載數(shù)據(jù)的導(dǎo)入、細(xì)化分析、趨勢(shì)跟蹤、系統(tǒng)管理等功

5、能。機(jī)車檢測與故障診斷技術(shù)綜上可得：綜上可得：改進(jìn)工作依據(jù)HXD3系列機(jī)車特點(diǎn)也分為電動(dòng)液壓輪對(duì)頂升電動(dòng)液壓輪對(duì)頂升裝置裝置、檢測診斷系統(tǒng)檢測診斷系統(tǒng)、機(jī)車輪對(duì)交流驅(qū)動(dòng)電源裝置機(jī)車輪對(duì)交流驅(qū)動(dòng)電源裝置、地面分析地面分析管理管理專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)四大部分。機(jī)車檢測與故障診斷技術(shù) 方案實(shí)施方案實(shí)施1. 1. 電動(dòng)電動(dòng)液壓頂升液壓頂升裝置裝置頂升裝置由液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)、車體車體、輔助輔助件件三大部分組成，采用單相交流電單相交流電作為動(dòng)力電源，是機(jī)車走行部檢測系統(tǒng)中配套的專用設(shè)備，可按需實(shí)現(xiàn)對(duì)軸箱軸承的安全頂可按需實(shí)現(xiàn)對(duì)軸箱軸承的安全頂升和單組輪對(duì)的頂升升和單組輪對(duì)的頂升。在頂輪鎖緊油缸設(shè)計(jì)時(shí)，從結(jié)構(gòu)上

6、避免輪對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)中由于液壓泄漏導(dǎo)致的輪軌磨耗等不安全因素。為適應(yīng)現(xiàn)場環(huán)境，合理設(shè)定了裝置重心，便于單人推行，選用了丁醛橡膠車輪。機(jī)車檢測與故障診斷技術(shù)2. 2. 檢測檢測診斷系統(tǒng)診斷系統(tǒng)通過對(duì)HXD3系列機(jī)車機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)及軸承參數(shù)軸承參數(shù)的分析，原診斷模塊中的相關(guān)參數(shù)與判據(jù)已不能適用HXD3機(jī)車的正確診斷，因此須在主機(jī)軟件主機(jī)軟件與地面軟件地面軟件中對(duì)診斷模塊進(jìn)行修改。主機(jī)軟件主機(jī)軟件新增車系列代碼“6”來表征HXD3的特有結(jié)構(gòu)與檢測方式對(duì)DOS環(huán)境下的內(nèi)存使用進(jìn)行優(yōu)化使用面向?qū)ο蟮慕Y(jié)構(gòu)化編程手段轉(zhuǎn)速測量、數(shù)據(jù)采集、診斷結(jié)果顯示子模塊地面地面軟件軟件數(shù)據(jù)導(dǎo)入、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與存貯、數(shù)據(jù)顯示

7、等機(jī)車檢測與故障診斷技術(shù)3. 3. 機(jī)車機(jī)車輪對(duì)交流驅(qū)動(dòng)電源輪對(duì)交流驅(qū)動(dòng)電源裝置裝置驅(qū)動(dòng)電源采用了變頻調(diào)速變頻調(diào)速的設(shè)計(jì)，調(diào)速單元由變頻調(diào)速裝變頻調(diào)速裝置置+ +電氣控制電氣控制+ +保護(hù)電路保護(hù)電路組成。通過控制按鈕及開關(guān)，控制內(nèi)部變頻器的啟動(dòng)、輸出、停止，同時(shí)提供電源裝置的狀態(tài)監(jiān)控，報(bào)告各種指示燈以及監(jiān)測儀表，實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)HXHXD D3 3系列機(jī)車大功率交流系列機(jī)車大功率交流牽引電機(jī)在不升弓條件下的驅(qū)動(dòng)和實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，并對(duì)輸出頻牽引電機(jī)在不升弓條件下的驅(qū)動(dòng)和實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，并對(duì)輸出頻率、電壓、電流實(shí)施監(jiān)控及故障保護(hù)率、電壓、電流實(shí)施監(jiān)控及故障保護(hù)。機(jī)車檢測與故障診斷技術(shù)4. 4. 地面地面分析

8、管理專家系統(tǒng)分析管理專家系統(tǒng)通過合適的模擬故障測試手段，進(jìn)行該系列車型的故障模故障模擬診斷擬診斷，并通過實(shí)際現(xiàn)場數(shù)據(jù)的反饋，修正故障報(bào)警門限值，優(yōu)化既有地面專家系統(tǒng)。目前，可根據(jù)被檢測軸承的相關(guān)幾何參數(shù)和軸承轉(zhuǎn)速，計(jì)算出各種故障的信號(hào)特征，從而使故障診斷能夠準(zhǔn)確到軸承的各個(gè)部位（保持架、外圈的內(nèi)滾道、內(nèi)圈的外滾道、滾子、油脂狀況等），實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自動(dòng)判斷自動(dòng)判斷。機(jī)車檢測與故障診斷技術(shù)5. 5. 主機(jī)改進(jìn)主機(jī)改進(jìn)根據(jù)HXD3系列機(jī)車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)診斷主機(jī)進(jìn)行了以下改進(jìn)：轉(zhuǎn)速倍頻設(shè)計(jì)改進(jìn)：轉(zhuǎn)速倍頻設(shè)計(jì)改進(jìn)：結(jié)合HXD3系列機(jī)車的特性，原200FN采樣頻率過小，已經(jīng)無法滿足采樣需求。通過對(duì)原電路進(jìn)行

9、改進(jìn)，更改為400FN跟蹤采樣。ADAD采樣的改進(jìn)設(shè)計(jì)：采樣的改進(jìn)設(shè)計(jì)：進(jìn)行采樣時(shí)鐘控制及抗混時(shí)鐘控制，提升采樣頻率，加強(qiáng)對(duì)采集沖擊信息的處理。手動(dòng)輸入手動(dòng)輸入控制控制：增加手動(dòng)輸入時(shí)采樣時(shí)鐘和抗混時(shí)鐘的控制，改變?cè)潭l率輸出的方式，提高對(duì)HXD3系列高速軸承在手動(dòng)輸人轉(zhuǎn)速條件下的信號(hào)處理。機(jī)車檢測與故障診斷技術(shù)6. 6. 磁磁吸式傳感器吸式傳感器設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)新式磁吸式傳感器，提高傳感器抗干擾能力和沖擊靈提高傳感器抗干擾能力和沖擊靈敏度敏度，減小組裝工藝的困難。該傳感器應(yīng)用共振解調(diào)技術(shù)共振解調(diào)技術(shù)，具有電子諧振作用，只對(duì)故障沖擊信息敏感，具有比較好的信息選擇性。磁吸式壓電傳感器采用合理可靠的

10、屏蔽和接地處理手采用合理可靠的屏蔽和接地處理手段段，提高傳感器系統(tǒng)的抗干擾能力；同時(shí)采用一體式的磁吸式一體式的磁吸式底座底座，減少因添加其它墊座，導(dǎo)致信號(hào)傳遞過程中的衰弱，提升對(duì)信號(hào)提取采集的準(zhǔn)確性。機(jī)車檢測與故障診斷技術(shù) 應(yīng)用試驗(yàn)應(yīng)用試驗(yàn)1. 1. 測點(diǎn)選擇測點(diǎn)選擇測點(diǎn)要選擇在信息最佳傳遞的通道上，避免在非承載區(qū)、過氣縫、焊點(diǎn)等處選點(diǎn)。選擇好檢測點(diǎn)后，用鉸磨機(jī)在檢測點(diǎn)加工一個(gè)直徑不小于20mm的平面，平面要盡可能平整，以防止信息的衰減。如下圖抱軸承測點(diǎn)位置抱軸承測點(diǎn)位置電機(jī)刷端軸承測點(diǎn)位置電機(jī)刷端軸承測點(diǎn)位置電機(jī)齒端軸承測點(diǎn)位置電機(jī)齒端軸承測點(diǎn)位置機(jī)車檢測與故障診斷技術(shù)2. 2. 通道設(shè)置通

11、道設(shè)置設(shè)置儀器所對(duì)應(yīng)的8個(gè)測試通道是否使用及所接傳感器的測點(diǎn)位置。若設(shè)置錯(cuò)誤將會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)診或漏診。測點(diǎn)位置與軸承類系列是一一對(duì)應(yīng)的，即改變了測點(diǎn)位置，其軸承類系列也將改變。機(jī)車檢測與故障診斷技術(shù)3. 3. 系統(tǒng)運(yùn)行系統(tǒng)運(yùn)行安置好傳感器，接通計(jì)算機(jī)、信號(hào)采集器，開啟電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源，通過相關(guān)的機(jī)車控制回路使電機(jī)得電驅(qū)動(dòng)輪對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)，車輪轉(zhuǎn)速達(dá)到40km/h以上或更高且相對(duì)平穩(wěn)后，再進(jìn)入“數(shù)據(jù)采集”菜單采集數(shù)據(jù)，使受檢輪對(duì)進(jìn)行檢測，直到檢測結(jié)束。該圖反映了該圖反映了3軸齒軸齒端電機(jī)軸承中有端電機(jī)軸承中有滾子端面與外環(huán)滾子端面與外環(huán)擋邊間隙消失的擋邊間隙消失的故障情況。故障情況。機(jī)車檢測與故障診斷技術(shù)5. 5

12、. 試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)結(jié)果經(jīng)測試試驗(yàn)，該裝置能夠完成對(duì)HXD3系列電力機(jī)車頂輪檢測的要求。首先，電動(dòng)液壓輪對(duì)頂升裝置電動(dòng)液壓輪對(duì)頂升裝置，實(shí)現(xiàn)了單組輪對(duì)的安全頂升；機(jī)車機(jī)車輪對(duì)交流驅(qū)動(dòng)電源輪對(duì)交流驅(qū)動(dòng)電源裝置裝置，實(shí)現(xiàn)了HXD3系列機(jī)車大功率交流牽引電機(jī)在不升弓條件下的驅(qū)動(dòng)。其次，檢測診斷系統(tǒng)檢測診斷系統(tǒng)有效采集各軸承位置的沖擊信號(hào)，對(duì)沖擊信號(hào)進(jìn)行共振解調(diào)，綜合主動(dòng)診斷，提示相應(yīng)的診斷結(jié)論，能夠有效檢測走行部軸承的動(dòng)態(tài)狀況。機(jī)車檢測與故障診斷技術(shù) 結(jié)論結(jié)論目前豐臺(tái)機(jī)務(wù)段已成功檢測HXD3系列電力機(jī)車走行部軸承修程機(jī)車36臺(tái)，其中HXD3-0297機(jī)車在檢測時(shí)，曾發(fā)生3軸齒端電機(jī)位軸承出現(xiàn)多次一級(jí)報(bào)警

13、，經(jīng)拆檢后發(fā)現(xiàn)該位軸承滾子端面存在擦傷，工作人員及時(shí)進(jìn)行了處理，使該臺(tái)機(jī)車在上線前消除了安全隱患，避免了事故發(fā)生。經(jīng)實(shí)際運(yùn)用證明，該檢測裝置能夠完成對(duì)經(jīng)實(shí)際運(yùn)用證明，該檢測裝置能夠完成對(duì)HXHXD D3 3系列機(jī)車走行部軸承的系列機(jī)車走行部軸承的檢測檢測。電動(dòng)液壓輪對(duì)頂升裝置及相關(guān)卡具的應(yīng)用，改變了原有頂輪采用手動(dòng)千斤頂?shù)姆绞剑档土爽F(xiàn)場工作者的勞動(dòng)強(qiáng)度；主機(jī)軟件及地面分析系統(tǒng)采用專用微機(jī)下載分析數(shù)據(jù)，使用界面簡潔實(shí)用，便于現(xiàn)場職工掌握。檢測診斷系統(tǒng)可對(duì)沖擊信號(hào)進(jìn)行共振解調(diào)、提示相應(yīng)診斷結(jié)論，對(duì)滿足現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用需求，保證機(jī)車的運(yùn)用安全創(chuàng)造了條件。機(jī)車檢測與故障診斷技術(shù) 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1 中國鐵路總公司.鐵路技術(shù)管理規(guī)程M.北京:中國鐵道出版社,2014.2 郭世明.機(jī)車檢測與故障診斷技術(shù)M.北京:中國鐵道出版社,20