列車踏面擦傷監(jiān)測系統(tǒng)的研究與開發(fā).pdf

1、列車輪對踏面擦傷的監(jiān)測一直是國內(nèi)外鐵道交通領(lǐng)域研究的重點之一。但由于輪對運行環(huán)境惡劣，對監(jiān)測不利的干擾因素很多，目前尚無設(shè)備能準確測量踏面擦傷程度。就研究方法而言，大致有如下幾種:軌道電路中斷時間法，振動監(jiān)測法，CCD成像法，超聲波監(jiān)測法，應(yīng)變片法和人工測量法等。本文基于振動監(jiān)測法，研究并開發(fā)列車輪對踏面擦傷監(jiān)測系統(tǒng)。
　　論文在建立輪軌系統(tǒng)計算模型的基礎(chǔ)上，分析了踏面擦傷與軌道沖擊力的關(guān)系，從而確定通過振動參量來監(jiān)測輪對踏面的擦

2、傷程度。鑒于傳統(tǒng)信號處理方法的局限性，本文提出了基于離散余弦變換和Hilbert-Huang變換的輪對踏面故障特征信息提取方法。
　　為了在實驗室能準確模擬輪對踏面、軸承等部件的故障種類，并提取表征輪對故障的特征譜圖，論文研制了輪對故障診斷試驗裝置，該裝置主要由機械支撐、電氣傳動和電氣控制三部分組成。機械支撐部分起整個系統(tǒng)的支架作用;電氣傳動部分包括:傳動摩擦輪、傳動電機和壓縮機;電氣控制主要由變頻控制器、計算機和控制接口電路組成

3、。
　　基于踏面擦傷信號的特點，論文設(shè)計了由傳感器、數(shù)據(jù)采集模塊及信號調(diào)理電路三部分組成的列車踏面擦傷監(jiān)測系統(tǒng)。由固定在軸承座上的加速度傳感器拾取擦傷信號，經(jīng)過傳感器接口及通道選擇電路后，送至由電流/電壓轉(zhuǎn)換、耦合方式選擇、程控濾波、積分選擇、包絡(luò)解調(diào)、抗混濾波及防共振、自動定標和放大等電路組成的信號調(diào)理部分，最后由A/D轉(zhuǎn)換后輸入DSP(TMS320VC33)中，由它完成振動信號的處理和分析工作。
　　論文在試驗部分首先對

4、輪對故障診斷試驗裝置進行了測試，結(jié)果表明該裝置可準確，再現(xiàn)輪對的各種故障。其次是對踏面擦傷監(jiān)測系統(tǒng)中的幾個重要信號處理電路進行了驗證，結(jié)果顯示這幾種電路都能較好達到系統(tǒng)的設(shè)計要求，最后用文中提到的三種不同的信號檢測方法對踏面擦傷信號進行分析，并比較優(yōu)劣。試驗證明，從FFT變換的頻譜圖中難以判斷踏面是否存在故障。而經(jīng)過離散余弦包絡(luò)分析和Hilbert-Huang變換后，頻譜圖上能清晰地反映踏面擦傷故障特征頻率，從而可以有效地識別踏面故障。