基于聲學(xué)技術(shù)的列車車輪擦傷故障診斷研究.pdf

1、車輪是運(yùn)行列車的關(guān)鍵機(jī)構(gòu)。隨著我國(guó)鐵路技術(shù)的飛速發(fā)展，列車車輪的質(zhì)量影響著列車的安全運(yùn)行和乘客生命財(cái)產(chǎn)的安全，及時(shí)地發(fā)現(xiàn)運(yùn)行列車車輪表面的擦傷故障，擁有關(guān)鍵且現(xiàn)實(shí)的意義，本文提出一種聲學(xué)技術(shù)的列車車輪故障診斷系統(tǒng)。
　　本文提出的基于聲學(xué)技術(shù)的列車車輪擦傷故障診斷系統(tǒng)主要由四部分組成，分別是聲學(xué)傳感器、數(shù)據(jù)采集卡、工業(yè)單板機(jī)和無(wú)線通信模塊。本故障診斷系統(tǒng)依據(jù)聲學(xué)檢測(cè)原理進(jìn)行研究，當(dāng)運(yùn)行列車的車輪表面擦傷故障發(fā)生時(shí)，車輪與鋼軌間的接

2、觸會(huì)產(chǎn)生異常的聲音信號(hào)，該聲音信號(hào)在時(shí)域部分和頻域部分均與正常的聲音信號(hào)有明顯差異，以此差異作為判斷基準(zhǔn)，可以診斷出運(yùn)行列車的車輪表面的擦傷故障，進(jìn)而分析出擦傷的程度。
　　故障診斷系統(tǒng)由安裝在車輪附近的聲學(xué)傳感器和車廂內(nèi)的數(shù)據(jù)采集卡完成車輪聲音信號(hào)的采集，數(shù)據(jù)處理和故障診斷由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，即工業(yè)單板機(jī)來(lái)完成，處理完成的結(jié)果通過(guò)無(wú)線通信模塊發(fā)送到終端工控機(jī)，在工控機(jī)上進(jìn)行故障信息顯示，相關(guān)人員進(jìn)行操作處理。
　　本文基于車輪

3、擦傷的理論基礎(chǔ)，詳細(xì)介紹基于聲學(xué)技術(shù)診斷系統(tǒng)的硬件部分、軟件部分和故障診斷方法。聲學(xué)故障診斷系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)主要包括由聲學(xué)傳感器和數(shù)據(jù)采集卡PCH2001組成的數(shù)據(jù)采集部分、由工業(yè)單板機(jī)PCM3362Z組成的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、由無(wú)線通信設(shè)備PC1212組成的數(shù)據(jù)通信部分和由工控機(jī)組成的數(shù)據(jù)顯示部分。軟件部分包括聲音采集、聲音保存、數(shù)據(jù)處理、故障通信等的程序編寫(xiě)，其中處理判斷部分的預(yù)處理階段、時(shí)域分析階段和頻域分析階段是本文研究工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)

4、，采用的開(kāi)發(fā)軟件工具為VC++6.0和MATLAB。
　　最后，關(guān)于特征提取與故障診斷部分的研究，采用時(shí)域與頻域結(jié)合的方法，時(shí)域初步判斷，頻域最終驗(yàn)證，利用時(shí)域特征參數(shù)，如有效值、平均值、峭度系數(shù)等的時(shí)域初步故障判斷，結(jié)合相應(yīng)的故障程序進(jìn)行頻域階段的驗(yàn)證分析，為了提高診斷效率，采用的是FFT，即快速傅里葉變換。
　　本文提出的基于聲學(xué)技術(shù)的列車車輪擦傷故障診斷系統(tǒng)已經(jīng)在相關(guān)實(shí)驗(yàn)列車上安裝調(diào)試，能夠診斷出列車的擦傷故障和擦傷程