高速列车齿轮箱故障诊断技术研究

介绍了高速动车组故障诊断过程和常见故障类型,以弗兰德齿轮箱典型故障为例,详细分析了动车组故障诊断系统的特点,应用小波包分析、粗糙集理论和神经网络等方法,通过优化特征值来改进故障诊断系统,从而提高动车组故障诊断系统的准确性和工作效率.     

高速列车转向架构架损伤、等效应力及寿命分布特性研究

为分析高速列车转向架构架损伤、等效应力及寿命分布特性,对构架疲劳关键测点进行动应力线路实测并对测点实测时域数据波形进行解析;基于实测应力时间历程及雨流计数法编制二维应力谱,利用Goodman等寿命方程将二维应力谱等效转换为一维应力谱;阐述线性累积损伤及非线性累积损伤模型的建立方法并对实测数据的线性累积损伤及非线性累积损伤进行了计算及对比分析;分别基于线性累积损伤理论及非线性累积损伤理论推导出各理论下的等效应力,基于实测数据对两种等效应力进行了计算及对比分析;通过结合非线性累积损伤及线性累积损伤理论计算的等效应力及不同可靠度下的材料S-N曲线计算并对比分析构架结构的疲劳寿命。研究结果表明,与非线性疲劳分析理论相比,线性疲劳分析理论对高速列车转向架构架的疲劳特性评估偏于保守。     

高速列车齿轮箱振动特性分析与故障识别方法

基于EEMD和HT方法的先进性,将其应用于高速列车齿轮箱振动特性分析与故障识别。采用EEMD和HT方法分析了高速列车齿轮箱的振动特性,包括时域和频域特性。通过与连续小波方法的比较,探讨了EEMD和HT方法在高速列车齿轮箱故障识别与诊断中的应用优势。研究工作中得出的结论:1)EEMD和HT方法能较好地识别高速动车组齿轮的故障特征,比常用的连续小波变换具有良好的应用性能。2)有缺陷齿轮箱的振动幅度明显大于普通齿轮箱,其振动特性发生了显著变化。     

某型高速动车组齿轮箱温度故障原因分析及处理

某型高速动车组在进行型式试验过程中,出现“03车最大速度Vmax级别1被要求”故障及“小齿轮MS FM1：超过温度限制1”报警。针对此故障,对03车1轴、2轴电机及齿轮箱进行外观检查及点温测试,均正常。后续对03车1轴齿轮箱进行温度监控,发现温度上升至118℃,通过切除03车牵引,限速280km/h的方式维持运行。经检查及故障分析,判断小齿轮箱温度较高的原因为齿轮箱润滑系统虽能满足该轴承润滑能力,但润滑效果偏弱,高速动车组长时间运行后热量容易积累,当室外温度较高时,容易引起小齿轮箱温度较高。更换03车1轴轮对及齿轮箱温度传感器,解除故障。     

高速动车组齿轮箱齿轮修形方法研究

齿轮箱作为高速列车驱动系统的关键零部件,是能量转换与传递的核心单元,其传动性能直接关乎列车运行的安全性与可靠性.为研究适合于高速动车组齿轮箱的齿轮修形方法,改善高速动车组齿轮驱动系统的传动性能.采用依托动力学Romax Wind软件进行仿真,结果表明齿廓修形配合齿向修形的方式基本适用于高速动车组齿轮修形,修形后齿轮的传动误差值减少了69.8％,并且齿轮承载能力也大大提高.这里研究的修形方法能为高速动车组齿轮箱的齿轮修形提供参考依据.     

高速列车齿轮箱内部流场模拟研究

以高速列车齿轮箱为研究对象,对其运行过程中内部润滑油流场进行数值模拟分析。利用Pumplinx软件采用RNG k-ε湍流模型和齿轮箱内部流场的VOF两相流模型齿轮箱进行数值仿真,同时对齿轮端面节点润滑油浓度进行监测,以获得准稳态下齿轮端面润滑油浓度和齿轮箱有效润滑油浓度变化规律。研究结果表明：在准稳态下,齿轮副转速增加,齿轮箱内有效润滑油浓度先升高后趋于稳定,驱动齿轮端面润滑油浓度增大,从动齿轮端面润滑油浓度减小;润滑油初始油量增加,齿轮箱内有效润滑油浓度近似线性增加,驱动和从动齿轮端面准稳态润滑油浓度逐渐增加。     

不同工况下动车组齿轮箱振动特性试验研究

为了研究不同工况下动车组齿轮箱振动特性,以某型动车组齿轮箱为例,通过模态试验和台架试验相结合的方法分析了影响振动的主要因素。研究表明,动车组齿轮箱的振动在变工况的条件下受转速影响较大,齿轮箱在特定转速下其特征频率会与箱体的模态频率重合引起共振,受其振形影响,轴向振动大于其它方向振动。通过试验分析了解了该型号齿轮箱的振动特性,为齿轮箱的分析与结构优化奠定了基础。     

高速动车组齿轮箱润滑油PQ监测方法的研究

随机采集25列CRH1型动车组齿轮箱润滑油的1003个PQ检测样本数据,研究CRH1型车齿轮箱油PQ值的分布规律,利用概率数理统计数学方法,计算、建立PQ监测参考阈值。将PQ检测技术应用于高铁动车组齿轮箱磨损监测的初步实践表明,利用参数估计的概率统计数学方法,在大样本基础上生成理论监测阈值的方法是可行的,可为动车组安全运用和状态维修提供参考依据。     

高速列车齿轮箱迷宫密封性能分析优化

基于经验公式,采用流场分析软件FLUENT计算方形迷宫密封的泄漏量;分析方形迷宫密封轴转速、间隙、空腔深度、空腔宽度对其泄漏量的影响,分析圆形迷宫密封、菱形迷宫密封的性能,并将上述分析结构应用于高速列车齿轮箱迷宫密封。研究结果表明:方形迷宫密封泄漏量随着间隙宽度的增加而增加,随着轴转速、空腔深度、空腔宽度的增加而减少;圆形密封随着空腔半径的增加、菱形密封随着空腔夹角的增加其泄漏量均减少;相同工况、截面积的方形、圆形、菱形迷宫密封中,圆形空腔迷宫密封泄漏量最小。根据分析结果对高速列车齿轮箱迷宫密封进行优化,优化后迷宫密封泄漏量明显减小。     

高速列车齿轮箱新型密封结构流体动力学分析

为解决高速列车通过隧道时由于列车走行速度较快导致齿轮箱外界气压低于内部气压,润滑油从齿轮箱内部泄漏的这一问题,利用不同叶轮随轴旋转搅动轴承套筒内部的空气会形成不同压力区的原理,在轴承端盖内部设计一组可随传动轴同步双向转动的叶轮组密封结构。通过三维建模切出流道模型,采用流体力学软件仿真分析叶轮组流道中压力分布和速度分布。结果表明：中部叶轮区域会形成高压区,两侧叶轮会形成低压区,可有明显改善齿轮箱漏油现象;流道中的速度分布没有出现明显的断流、涡流现象。根据流体分析结果,探究密封结构中叶轮组相对最优结构参数,为有关齿轮箱密封结构优化设计提供参考。     

高速动车组列车齿轮箱的故障树分析与仿真

齿轮箱是高速动车组列车驱动系统中的关键零部件,在高速列车运行过程中容易出现故障导致安全隐患。以可靠性理论中的故障树方法为基础,深入分析了高铁齿轮箱的运行特点和故障模式,建立了高铁列车齿轮箱系统失效的故障树模型,进行了定性分析和定量计算,采用蒙特卡罗仿真方法得出了齿轮箱系统的平均寿命,采用框架表示法和规则表示法融合的方式设计出了适于故障树数据处理的知识数据库,有效提高了高铁齿轮箱故障诊断系统的灵敏度和可靠性。     

基于时频分布的行星齿轮箱滚动轴承故障诊断研究

齿轮箱滚动轴承缺陷的两个主要特征不仅与频率有关,而且与时间有着密切的关系.如果单从时域或者频域分析滚动轴承的故障信号,很难获得故障信号的特征全貌.使用时间和频率的联合函数来表示信号,将联合时频分析引入滚动轴承的故障诊断,进行信号分析,会更符合实际.文中结合实例对行星齿轮箱滚动轴承的各种振动信号进行分析,结果表明,通过对信号作伪Wigner-Ville分布(pseudo-Wigner-Ville distribution,PWD),能形象、直观地反映出轴承故障的时-频域信息,而且对故障信息具有较强的判别能力,得到比较理想的诊断结果,为机械振动的非平稳时变信号的分析提供了方便可行的手段.     

内外激励下高速列车齿轮箱箱体动态响应分析

对高速列车齿轮箱箱体结构的动态响应特性进行分析。对齿轮传动系统内部和外部动态激励进行数值模拟,建立考虑轮齿啮合的高速列车动力车整车动力学模型,内部激励主要考虑齿轮的时变啮合刚度、轮齿啮合阻尼和传递误差,外部激励主要考虑异步电动机的谐波转矩和轨道激励,得到恒功率牵引工况下齿轮传动系统的动态载荷。建立齿轮箱箱体的有限元模型,利用直接积分法分析动态载荷作用下箱体的动态响应,并针对相关频率进行谐响应分析。结果表明,考虑轮齿啮合才能得到齿轮传动系统的高频振动,箱体结构能够满足正常的运营需求,异步电动机谐波转矩频率和齿轮啮合频率在箱体动态响应的主频中都有体现,在箱体结构设计时,应注意箱体自身模态频率与外界频率的错开,以免发生共振。     

基于Fluent高速列车齿轮箱泄漏量的数值分析

齿轮箱的性能直接影响着列车行驶的安全性,高速列车齿轮箱的设计对提高行驶安全性有着重要意义。列车在高速运行时,齿轮箱内部油压会产生较大波动,易造成润滑油泄漏,威胁列车运行的安全,需要研究密封系统以提高列车运行的稳定性。以某型高速列车齿轮箱密封系统作为研究对象,分别建立输出端与输入端的计算模型,模拟分析内部的压力场和速度场,对其在高速运行状态下密封系统的数值特性进行分析研究。并对空腔长度、齿宽、齿高参数进行数值分析,研究其对高速列车齿轮箱泄漏量的影响。     

高速列车齿轮箱载荷特性分析

以某型动车组齿轮箱为研究对象,建立齿轮箱隔振橡胶的有限元模型,分析载荷频率、振幅及预载荷对橡胶非线性刚度的影响规律。通过吊杆力传感器获得齿轮箱载荷时间历程,分析列车在启动牵引、制动停车、高低速直线运行及坡道运行等典型工况下齿轮箱载荷的时程曲线及载荷变化规律。在数据统计基础上得到齿轮箱趋势载荷对动态载荷及动态载荷谱的影响规律,同时定义疲劳损伤影响参数来分析不同载荷对结构整体损伤的影响程度。研究结果表明,在一定作用频率范围内,橡胶非线性刚度受频率影响较小,随着预载荷的增大而增大;趋势载荷的增大使齿轮箱动载荷幅值呈现出明显的增大趋势;趋势载荷和动态载荷单独作用下的疲劳损伤影响参数值分别为0.04、0.69,载荷谱中舍弃趋势载荷会导致结构疲劳损伤值降低31%。该研究结果在高速列车齿轮箱的仿真分析及国产化研究等方面具有一定参考价值。     

CRH2型动车组齿轮箱跑合试验工艺研究

本文对CRH2型动车组齿轮箱跑合试验流程进行了介绍,同时根据动车组检修规程的要求,对齿轮箱跑合试验的试验标准及作业方法进行了说明。本文重点对齿轮箱的跑合试验工艺进行了分析,制定了合理的工艺流程,为CRH2型动车组齿轮箱的跑合试验作业提供参考。     

基于高阶累积量的齿轮箱故障诊断研究

当齿轮箱发生故障时,实际测得的齿轮振动信号一般是非平稳和非高斯分布的信号,不同故障状态下的振动信号具有不同的高斯性和对称性,通常包含较强的噪声。高阶累积量具有对加性高斯噪声和对称非高斯噪声不敏感的特性,可以应用在齿轮箱的故障诊断中。短时分析方法可以在低信噪比情况下提取周期性冲击故障信号特征。在对振动信号进行短时分析的基础上,计算原始信号及其短时能量函数的高阶累积量。从高阶累积量提取的特征可有效地将正常状态、中度磨损状态、严重磨损状态和断齿状态的齿轮振动信号分离开来,这表明高阶累积量可定量地描述振动信号偏离正态分布的程度,采用样本分割后,还可以定量描述齿轮的磨损程度。     

高速列车车轮多边形对齿轮箱疲劳寿命的影响

车轮多边形是高速列车运行过程中常见的磨耗现象,该现象使轮轨作用力增大,齿轮箱持续异常振动,并会影响其疲劳寿命.为研究高速列车车轮多边形对齿轮箱疲劳寿命的影响,建立了含有齿轮箱支撑轴承的驱动系统和柔性齿轮箱的刚柔耦合整车动力学模型,采用数值仿真分析方法,通过分析不同车轮多边形幅值下轮轨垂向力和齿轮箱垂向振动加速度确定极端...