[发明专利]铁路列车轴承故障的检测方法

摘要

本发明提供一种铁路列车轴承故障的检测方法，该方法包括有：为保障列车轴承安全而必须全面检测的完整故障特征谱，在实施上述检测信号时，为了克服随机振动脉冲对测量的干扰；在通过采样、变换、计算而得到测量的频谱结果后，必须利用相关方法做进一步的处理。本发明的效果是利用该方法分别设计制作的KW2002轴承故障诊断仪及KW0021列车轴承监测仪，前者实现了包括轴承元件磨损在内的静态不解体检测，后者能在列车运行之中实时监测轴承的状态，实现轴承故障的早期报警，大大提高铁路交通的安全性。本方法有能力在列车运行中检测到较小的故障特征，击破了国内长久以来外关于“列车在行进中产生的干扰不可克服”的思维定势。

主权项

一种铁路列车轴承故障的检测方法，该方法包括有以下步骤：(一)为保障列车轴承安全而必须检测的完整故障特征谱，包括：对于列车轴承内圈故障特征谱f1＝Z(1+d/D)f0/2…………(1)对于列车轴承外圈故障特征谱f2＝Z(1‑d/D)f0/2…………(2)对于列车轴承滚子故障特征谱f3＝D/d(1‑(d/D)2)f0………(3)对于上述轴承元件磨损含轴承保持架破损特征谱f4＝0………(4)对于列车轮对轴承踏面内外缺陷特征谱f5＝f0…………………(5)式中：Z为轴承中的滚子数量；d为滚子的直径；D为内圈和外圈直径的平均值；f0为轴承的转数；(二)在实施上述检测信号时，为了有效克服随机振动脉冲对测量的干扰，利用相关处理的方法：在时域信号处理时，算法是用卷积计算两个函数的相关性：z(t)＝∫x(t)y(t‑T0)dt式中：x(t)是参与相关计算的其中一个函数；y(t)是另一个函数；y(t‑T0)是y(t)沿着时间轴平移T0后的函数；z(t)即y(t)和y(t)的相关函数；而在频域信号处理时，该相关性的计算只需将两个函数的频谱分量对应相乘即可：1、对信号进行第一次采样，得到fA＝fA1+fA2+fA3+………+fAN，其中N为采样点数；2、对信号的第一次采样结果fA进行傅里叶变换，得到信号A第一次采样的功率谱FA＝FA1+FA2+FA3+……+FAM(M＝N/2)；3、对信号进行第二次采样，得到fB＝fB1+fB2+fB3+………+fBN；4、对信号第二次的采样结果fB进行傅里叶变换，得到信号B的功率谱FB＝FB1+FB2+FB3+……+FBM(M＝N/2)：5、将两次采样的功率谱分量分别相乘后开方，得到F＝(FA1 FB1)1/2+(FA2 FB2)1/2+(FA3 FB3)1/2+……+(FAM FBM)1/2；F为两次测量的相关结果，即两次测量的几何平均值；同样能够得到3次、4次……N次相关结果，N的数值越大，抗干扰的能力越强。