[发明专利]基于整轴振动分析的列车轮对失圆故障监测方法和系统

权利要求书

1.一种基于整轴振动分析的列车轮对失圆故障监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将振动传感器安装在轴箱的径向方向，用于在车辆运行过程中周期性采集所述轴箱的振动加速度信号；

S2：根据所述振动加速度信号对所述车轮是否故障进行判断；

S3：若判断所述车轮出现故障时，获取一个周期内所述车辆的运行速度、运行状态以及车轴转速；并根据所述运行速度、所述运行状态以及所述车轴转速进行轮对失圆故障诊断；

S4：对所述轮对失圆故障诊断的结果进行验证；

所述步骤S2包括以下子步骤：

S21：对一个周期内的所述振动加速度信号进行低通滤波；

S22：对低通滤波后的所述振动加速度信号进行时域分析，获得一个周期内所述振动加速度信号的均方根值以及最大振动加速度信号与最小振动加速度信号的差值；

S23：若所述均方根值大于阈值A且所述差值大于阈值B，则判断所述车轮出现故障；

所述S3包括以下子步骤：

S31：获取一个周期内，所述车辆的所述运行速度和所述车轴转速；

S32：对一个周期内的所述运行速度或所述车轴转速进行判断：

若一个周期内，所述运行速度大于或等于阈值C，或所述车轴转速大于或等于阈值D，则进入步骤S33：

S33：根据一个周期内的所述运行速度获取所述运行状态：

其中，为列车运行状态评价指标，、为径向振动信息采集前、后列车转速，为径向振动信息采样时长；

S34：对一个周期内的所述运行状态进行判断：

若一个周期内，所述列车运行状态评价指标未超出设定范围时，则进行轮对失圆故障诊断；

所述轮对失圆故障诊断的具体处理过程为：

对低通滤波后的所述振动加速度信号进行频域分析，获取一个周期内的所述振动加速度信号的振动主频和与所述振动主频相对应的幅值；

根据所述振动主频和所述转速获取车轮失圆阶数分析指标In

其中，为每条所述振动加速度信号的振动主频，为每条所述振动加速度信号对应的车轴转频；

根据一个周期内的所述车轮失圆阶数分析指标In、所述幅值Am_max以及所述振动加速度信号的均方根值对轮对进行失圆故障指标诊断。

2.根据权利要求1所述的一种基于整轴振动分析的列车轮对失圆故障监测方法，其特征在于，所述S3还用于获取所述车辆的牵引信号和制动信号，所述牵引信号和所述制动信号用于所述车辆运行状态识别。

3.一种基于权利要求1所述列车轮对失圆故障监测方法的列车轮对失圆故障监测系统，其特征在于，包括数据采集模块、故障判断模块、故障诊断模块、故障验证单元以及存储单元；

所述数据采集模块，用于在车辆运行过程中周期性采集轴箱的振动加速度信号；

所述故障判断模块，用于根据所述振动加速度信号对所述车轮是否故障进行判断；

所述故障诊断模块，用于当所述故障判断模块判断所述车轮出现故障时，获取一个周期内所述车辆的运行速度、运行状态以及车轴转速；并根据所述运行速度、所述运行状态以及所述车轴转速进行轮对失圆故障诊断；

所述故障验证单元，用于对所述轮对失圆故障诊断的结果进行验证；

所述存储单元，用于对系统内的数据进行存储。

4.根据权利要求3所述的一种基于整轴振动分析的列车轮对失圆故障监测系统，其特征在于，所述故障判断模块包括滤波单元、时域分析单元以及判断单元；

所述滤波单元，用于对一个周期内的所述振动加速度信号进行低通滤波；

所述时域分析单元，用于对低通滤波后的所述振动加速度信号进行时域分析，获得一个周期内所述振动加速度信号的均方根值以及最大振动加速度信号与最小振动加速度信号的差值；

所述判断单元，用于判断所述均方根值是否大于阈值A，还用于判断所述差值是否大于阈值B；

若所述均方根值大于阈值A且所述差值大于阈值B，则判断所述车轮出现故障。