[发明专利]一种用于检测轴承跑合异音的数据库的建立及使用方法

说明书

本发明提出一种用于检测轴承跑合异音的数据库的建立及使用方法。数据库的建立步骤如下：采集轴承跑合实验的时域声音信号，并处理得到声音频谱图，设定声音信号的峰值因子、峭度和偏度的阈值范围和特征频率段、非特征频率段的声压阈值；逐个存储时域声音信号、声音频谱图、实验条件、轴承编号，建立声音信息数据库；通过轴承跑合实验判断待测轴承是否存在故障，若有，检查故障类型，在声音信息数据库中建立故障轴承的声音信号、声音频谱图与故障类型的对应关系；若无，将声音信号传入声音信息数据库用于更新优化数据库。使用该数据库检测轴承跑合异音有助于工作人员直观、简单地掌握轴承跑合试验的异音状况，快速准确地判断轴承故障情况。

技术领域

本发明涉及一种轴承跑合试验中用于检测轴承跑合异音的数据库的建立及使用方法，属于轨道交通安全检测领域。

背景技术

随着我国轨道车辆向高速重载方向的发展，车辆产品的制造质量越来越受到车辆制造厂、车辆运用部门，甚至社会各界的广泛关注。轴箱装置作为车辆的关键部件，其制造、组装质量直接关系到车辆高速运行时的安全性。其核心为轴箱轴承。轴箱轴承主要结构由外圈、内圈、滚子和保持架四部分组成。内圈通过液压过应力与轴径进行过盈装配，运行时与轮轴同步旋转；外圈被安装在轴箱或轴承座孔内，起支撑车体的作用；滚子位于内圈、外圈之间，当内圈与轮对一同旋转时，外圈保持不动，滚子与外圈、内圈产生滚动摩擦，使其一方面绕其轴心自转，另一方面绕内、外圈滚道滚转。滚子的尺寸与个数决定了轴承承载力，保持架通过分割滚子使其各自位于均匀间隔的位置上，防止相互碰撞摩擦，能够确保各滚动体独立运动。铁路客车轴箱轴承为分体式轴承，在组装前为分体状态，组装时依次进行内圈组装、外组件组装、注脂、轴箱体密封等工作，其组装作业相对于整体轴承较为复杂，若组装状态不良，或产品自身质量存在缺陷，极易造成轴承故障。

轴承跑合试验是按照国家标准《铁路货车轮轴组装、检修及管理规则》，模拟轮对运转情况的试验。在一定条件(转速和时间)下，对使装车前的货车轮对进行跑合，使润滑脂涂布均匀，并检测轴承的温升、振动或异音情况，以此来检验轴承的生产及组装质量。轴承跑和试验有助于防止因轴承生产及组装质量问题，而引发的轮对运行早期的热轴、燃轴事故，进一步完善了对轴承生产及组装质量的检测，对于铁道车辆的安全运行有着重要的意义。

分体式轴承的最终组装工作由轴箱组装单位完成，而非轴承生产厂家进行，为验证轴承自身及组装质量，分体式轴承组装后须进行跑合试验。轴承在跑合的过程中主要有四种特征频率段的声音，主要是保持架特征频率、外圈的特征频率、内圈的特征频率和滚子的特征频率，当轴承的上述的某一地方发生故障时，会导致其频率幅值发生变化，产生异音。异音信号为轴承的故障声音信号，包含轴承的缺陷信息，通过对异音信号的检测和分析，可以直观地判断轴承的生产和组装质量。

对于跑合过程中的轴承异音检测，目前的方法是人工倾听检测，结果判定具有一定的主观性，检测数据没有准确的量化评价结果。另外轴承跑合现场不可避免地存在外界声音干扰，且跑合试验台运行及合格轴承跑合本身也不可避免地产生一定声音，因此人工分辨轴承异音也有一定的难度，需有一定经验的工作人员才能胜任。另外，人工检测的原始数据不能保存，对单个工件检测结果不能进行准确的数据记录。轴承作为车辆的核心部件，目前的异音检测是其组装过程中质量控制的瓶颈环节之一，迫切需要开展相关检测技术的研究工作。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于检测轴承跑合异音的数据库的建立及使用方法，该数据库统计大量现场测试数据形成规律性的统计事件，建立声音信号和故障轴承之间的对应关系，使用该数据库检测轴承跑合异音有助于工作人员直观、简单地掌握轴承跑合试验的异音状况，快速准确地判断跑合试验结果。

本发明一方面提供了一种用于检测轴承跑合异音的数据库的建立方法，其步骤如下：

A、对与待检测轴承型号相同的N个无故障轴承进行M次轴承跑合实验，N≥1，M≥3；