第
卷 第
期
年
月
湖南科技大学学报
(
自然科学版
)
Journa!of日unanUniversity ofScience&下echno!ogy( Natura!Science任dition)
频带变化类列车轴承故障机理分析
①
王靖
!
!
陈特 放
!
黄采 伦
(
中南大学 交通运输工程学院
湖南 长沙
;
湖南科技大学 机械设备健康维护湖南省重点实验室
湖南 湘潭
)
摘
要
:
在列车轴承故障诊断中
!
常因负载变化
、
转速波动等因素的影响
!
导致振动频谱频带发生整体迁移的情况
!
从而
产生频谱混叠
针对这一问题
!
从频带变化类列车轴承故障的动力学特性出发
!
通过分析列车轴承故障冲击信号的特点和表
现形式
!
结合动力学分析方法
!
对调频和调幅以及调幅调频混合故障的特点和动力学特性加以研究
分析了频带变化类列车
轴承故障机理
!
并通过仿真信号
!
对所得出的故障信号模型进行了分析和验证
关键词
:
频带变化类故障
;
列车轴承
;
故障机理
;
仿真分析
中图分类号
:;
文献标识码
:
文章编号
: ()
铁路是国民经济的大动脉
它担负着全国大部
分的运 输任务
而机车车辆是完成这些任务的载运
工具
长期以 来
机车车辆燃轴
切轴现象一直困扰
着机车 车辆部门
而事故又往往出在轴承
车轴等走
行部件上
轴承是其中最容易发生故障的部件
「」
当列车轮对轴承出现点蚀和裂纹等早期故障
时
列车不仅会受到故障冲击带来的振 动
列车运 行
过程中的加速和减速
承受负载的变化
电磁干扰等
都会对列车轴承的振动信号造成影响
表现在时域
中是较 强的环境噪声
表现在频域中是振动频谱的
整体迁移现象
我们将这类故障总结为列车频带变
化类故障
此时列车轴承的故障如
:
外圈
内圈
滚动
体
保持架故障都会表现出频带整体迁移的特征
。
本文将其归纳为列车轴承频带变化 类故障
。
本文针对列车轮对轴承早期故障展开研究
通
过动力学
分析对频带变化类故障机理进行分析
深
人了解频带变化类故障信号的特征与表现形式
分
析频带变化类因素对轴承振动信号的作用
提出相
应的频带变化类故障的信号模型
并通过仿真信号
分析与实际信号分析相结合对所提出的故障机理模
型进行验证
l
列车轴承故障动力学分析
列车滚动轴承最常见的故障表现为 内圈
外圈
保持架或滚动体的裂缝
点蚀等
在故障的初始阶
段
这些缺陷通常是很微小的局部故障
「」
而能否
将早期的局部缺陷诊断出来
对于列车的安全运行
是至关重要的
为不失一般性
对于滚动轴承运动部件的单一
局部故障开展研究
分析其动力学特征
ll
局部故 障冲击脉冲力分析
列车轴承出现早期局部故障的时候
为了分析
的简便
不考虑轴承系统的弹性滑动等非线 性因素
假设其 故障部位通过轴承载荷区域的时间是相等
的
任意两个冲击脉冲之间的间隔为 △
T
9
而下标
9
对应于不同的轴承部件故障
「」
时间间隔与故障特
征频率之间存在如下关系
:
△
T
9
=
f
9
一般来说
局部故障所产生的冲击脉冲可以用
脉冲函数表示
对于轴承部件的早期局部故障对轴
承产生的周期性冲击振动
定义起始时间点
t
时
①
收稿日期
:
基金项目
:
国家
高技术研究发展计划资助
();
湖南省教育厅资助项目
()
通信作者
:
陈特放
( )
男
湖南涟源人
教授
博士生导师
主要从事电力机车牵引控制与故障诊断研究
:
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