[发明专利]一种轨道交通转轴碰磨故障的冲击诊断方法

摘要

一种轨道交通转轴碰磨故障的冲击诊断方法，属于运动机械装备安全监控技术领域。若转轴上转动部件和固定部件间存在碰磨故障，说明旋转部件工况可能失衡，久而久之易引发相关部件严重故障，同时该碰磨类故障频率和转子转频同频，易引发误诊为转子上它类同频部件的故障，严重影响故障诊断系统的报警准确性。本发明分析了转轴碰磨故障冲击信息所独特的时域波形特征和频谱特征，利用该特征设计了对该类故障的识别方案，并准确计算碰磨故障程度，实现了对转轴碰磨故障监测、报警和适时提出准确的维修建议，及时防止该类故障冲击对机车、车辆的危害。

主权项

1.一种轨道交通转轴碰磨故障的冲击诊断方法，使用冲击信息采集系统进行信号的采集和共振解调，获得冲击单样本数据；冲击信息采集系统包括安装在车轮轴上的转速传感器，安装在车轴或者电机轴轴承座上检测振动冲击的复合传感器和在线监控装置；在线监控装置与各传感器连接，采用转速跟踪方式，采集各传感器所测信号并进行共振解调变换之后的冲击信息，形成冲击单样本数据，冲击单样本数据经下述轨道交通转轴碰磨故障的冲击诊断方法识别，再综合决策输出报警；其中，轨道交通转轴碰磨故障冲击诊断的方法，其特征在于，含有下述步骤：步骤一，对转轴运转X转时采集冲击共振解调信息的数据长度为N0的单样本数据X0，经快速傅里叶变换获取频谱Y，进行下一步；步骤二，依据轴转频率、冲击单样本数据长度N0以及冲击单样本数据采样频率计算与轴转频率同频故障的特征谱号P，搜索频谱Y中以特征谱号P为1阶谱线的前N阶谱线PN＝{h*P|h＝1,2,…,N}，式中N≥3，若PN谱线的幅度是包含在频谱Y中前30个极大值之内，则进行下一步，否则退出；步骤三，将冲击单样本数据X0按照旋转周数划分成X个区间，取前Z＝INT(X)个区间，搜索每个区间的最大SV值，定义Z个SV值最大值之均值为时域的均大值JD，定义冲击单样本数据X0的平均值为时域的均值YD，如果单样本时域均大值和均值的比值不低于5，即JD/YD≥5，则进行下一步，否则退出；步骤四，对长度为N0的冲击单样本数据X0进行左右n点平滑，其中N0>n≥4,得到单样本平滑数据X1，从X1的前Z个周期中每个周期获取前m大幅值对应的数据点，其中m≥5，则一个单样本中共获取到NW＝m*Z个数据点，形成集合W＝{W11,W12…W1m,W21,W22…W2m,…,WZ1,WZ2…WZm}，其中Wi1,Wi2…Wim表示X1的第i个周期中前m大幅值点，进行下一步；步骤五，对冲击单样本数据X₀进行左右k点平滑，其中n>k≥1，得到数据X₂，依据步骤四中W记录的N_W个数据点，对应从X₀中获取到N_W个数据值形成集合X_W0＝{X₀(i)|i∈W}，同时对应从X₂中获取到N_W个数据值形成集合X_W2＝{X₂(i)|i∈W}，以X_W0各数值为真实值，计算X_W2相对于X_W0每个对应点间的相对误差之和的均值若XD<0.073，则判定为碰磨故障，否则，判定为其他转子类故障，进行下一步；步骤六，利用P号谱线前N阶谱线中的最大幅值决策单样本报警级别。