高速列車軸承動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 目的和意義 2
1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 3
1.3.1 高速列車軸承故障 3
1.3.2 高速列車軸承動(dòng)態(tài)分析與監(jiān)測(cè) 5
第2章 高速列車軸承故障案例統(tǒng)計(jì)分析及故障模型建立 14
2.1 高速列車軸承故障案例統(tǒng)計(jì)分析 15
2.1.1 典型故障案例一 16
2.1.2 典型故障案例二 16
2.1.3 典型故障案例三 16
2.1.4 典型故障案例四 17
2.1.5 典型故障案例五 18
2.1.6 典型故障案例六 18
2.1.7 典型故障案例七 19
2.2 高速列車軸承故障模型建立 20
2.3 本章小結(jié) 22
第3章 高速列車軸承的結(jié)構(gòu)及動(dòng)態(tài)特性研究 23
3.1 高速列車圓錐滾動(dòng)體軸承的結(jié)構(gòu) 23
3.2 高速列車軸承受力分析 28
3.2.1 滾動(dòng)體與滾道之間的受力分析 32
3.2.2 滾動(dòng)體與保持架之間的受力分析 34
3.2.3 滾動(dòng)體端面與內(nèi)圈擋邊間的受力分析 35
3.3 高速列車軸承的動(dòng)力學(xué)微分方程 36
3.3.1 圓錐滾動(dòng)體動(dòng)力學(xué)微分方程 36
3.3.2 保持架的動(dòng)力學(xué)微分方程 37
3.3.3 軸承內(nèi)圈動(dòng)力學(xué)微分方程 38
3.4 高速列車軸承動(dòng)態(tài)特性分析 38
3.4.1 高速列車軸承有限元模型的建立 39
3.4.2 雙列圓錐滾動(dòng)體軸承動(dòng)力學(xué)仿真分析 43
3.4.3 載荷對(duì)高速列車軸承動(dòng)態(tài)特性的影響 45
3.4.4 轉(zhuǎn)速對(duì)高速列車軸承動(dòng)態(tài)特性的影響 50
3.4.5 故障軸承與正常軸承仿真結(jié)果對(duì)比分析 52
3.5 本章小結(jié) 61
第4章 高速列車軸承溫度場(chǎng)分析 62
4.1 高速列車軸承熱分析理論 62
4.2 基于ANSYS的高速列車軸承溫度場(chǎng)分析 65
4.3 高速列車軸承溫度數(shù)據(jù)處理 68
4.4 高速列車軸承溫度場(chǎng)試驗(yàn) 70
4.5 本章小結(jié) 73
第5章 高速列車軸承動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷分析方法 74
5.1 高速列車軸承溫度信號(hào)監(jiān)測(cè) 75
5.1.1 溫度信號(hào)采集與測(cè)量 75
5.1.2 軸溫監(jiān)測(cè)的改進(jìn) 77
5.2 高速列車軸承振動(dòng)信號(hào)分析方法 78
5.2.1 振動(dòng)信號(hào)的采集與處理 79
5.2.2 高速列車軸承故障診斷信號(hào)分析方法 79
5.3 高速列車軸承故障診斷研究 83
5.3.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和PNN分別與時(shí)域指標(biāo)聯(lián)合進(jìn)行軸承故障診斷 83
5.3.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和PNN與小波包分解聯(lián)合進(jìn)行軸承故障診斷 88
5.3.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和PNN與EMD聯(lián)合進(jìn)行軸承故障診斷 93
5.4 本章小結(jié) 97
第6章 高速列車軸承動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)研究 99
6.1 鐵路列車軸承性能試驗(yàn)裝置 99
6.1.1 試驗(yàn)裝置原理 99
6.1.2 測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 100
6.1.3 試驗(yàn)裝置硬件設(shè)備組成 102
6.1.4 基于峭度和譜峭度、EMD的鐵路軸承試驗(yàn) 106
6.2 雙列圓錐滾動(dòng)體軸承試驗(yàn)裝置 113
6.2.1 試驗(yàn)裝置原理與硬件組成 113
6.2.2 技術(shù)指標(biāo)與主要參數(shù) 115
6.3 雙列圓錐滾動(dòng)體軸承故障試驗(yàn) 119
6.3.1 軟件開發(fā) 119
6.3.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 124
6.3.3 高速列車軸承故障診斷試驗(yàn)驗(yàn)證 127
6.4 本章小結(jié) 139
第7章 高速列車軸箱軸承動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā) 141
7.1 設(shè)計(jì)開發(fā)背景 141
7.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架設(shè)計(jì) 142
7.3 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 144
7.3.1 無(wú)線通信技術(shù)要求 145
7.3.2 監(jiān)測(cè)儀分機(jī)設(shè)計(jì) 146
7.4 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 147
7.4.1 軟件開發(fā)平臺(tái) 147
7.4.2 軟件系統(tǒng)功能 147
7.5 本章小結(jié) 149
第8章 高速列車軸承振動(dòng)質(zhì)量分析及其控制方法 151
8.1 軸承振動(dòng)（噪聲）質(zhì)量及檢測(cè)技術(shù)概述 151
8.1.1 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 151
8.1.2 問(wèn)題的提出 152
8.2 高速列車軸承振動(dòng)對(duì)列車可靠性的影響 152
8.2.1 系統(tǒng)模型建立 152
8.2.2 軸承振動(dòng)產(chǎn)生機(jī)理 153
8.2.3 振動(dòng)對(duì)軸承疲勞壽命評(píng)估的作用 154
8.3 圓度、波紋度與軸承振動(dòng)質(zhì)量 156
8.3.1 軸承零件圓周方向幾何精度的評(píng)定 156
8.3.2 成品軸承質(zhì)量的效果檢驗(yàn)試驗(yàn) 160
8.3.3 波紋度評(píng)定新方法 164
8.3.4 高速列車軸承振動(dòng)檢測(cè)參數(shù) 165
8.3.5 軸承振動(dòng)質(zhì)量評(píng)定方法 171
8.3.6 高速列車軸承振動(dòng)頻譜分析 173
8.4 本章小結(jié) 176
第9章 高速列車軸承振動(dòng)質(zhì)量檢測(cè)技術(shù) 178
9.1 軸承振動(dòng)傳遞特性 178
9.1.1 外圈傳遞函數(shù)的影響 178
9.1.2 理論分析 179
9.1.3 實(shí)驗(yàn)測(cè)量 180
9.2 高速列車軸承振動(dòng)檢測(cè)傳感器及系統(tǒng)的選擇 183
9.2.1 振動(dòng)速度傳感器與振動(dòng)加速度傳感器 183
9.2.2 高速列車軸承振動(dòng)檢測(cè)儀電測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成 186
9.2.3 軟件的構(gòu)成 187
9.2.4 儀器的標(biāo)定 191
9.3 高速列車軸承振動(dòng)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)制定 195
9.3.1 振動(dòng)安德魯標(biāo)準(zhǔn)制定 195
9.3.2 檢測(cè)流程 197
9.3.3 峰值計(jì)數(shù)檢測(cè)結(jié)果 199
9.4 高速列車軸承振動(dòng)質(zhì)量控制在生產(chǎn)中的應(yīng)用 201
9.4.1 SPC質(zhì)量控制 201
9.4.2 效果檢驗(yàn) 202
9.4.3 SPC在高速列車運(yùn)輸系統(tǒng)的應(yīng)用及效果預(yù)測(cè) 203
9.5 本章小結(jié) 206
參考文獻(xiàn) 208
附錄A 高速列車圓錐滾動(dòng)體軸承外觀判定參考表 212
附錄B 本書所用的軸承樣本數(shù)據(jù) 213