[发明专利]一种轨道交通车轮踏面多边形失圆故障的冲击诊断方法

摘要

一种轨道交通车轮踏面多边形失圆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。轨道交通车轮踏面多边形失圆故障是常见的踏面失效形式之一，它直接危害踏面同时也危害机车、车辆相关部件，需要对该类故障进行准确识别。本发明在解析轨道交通车轮踏面故障形成原因的基础上，分析了轨道交通车轮踏面多边形失圆故障冲击信息时域波形特征和频谱特征，利用该特征设计了对踏面该类故障的识别方案，并准确计算踏面多边形失圆故障程度，实现了对轨道交通车轮踏面多边形失圆故障监测、报警和适时提出维修建议，及时防止因轨道交通车轮踏面多边形失圆故障冲击对机车、车辆的危害。

主权项

1.一种轨道交通车轮踏面多边形失圆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；所述冲击信息采集系统包括安装在车轮轴上的转速传感器、安装在车轮轴箱上的振动冲击检测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，采用转速跟踪并行方式，采集各传感器所测冲击加速度信号经在线监控装置进行共振解调之后的冲击信息，形成冲击单样本数据，单样本数据经所述踏面多边形失圆故障冲击诊断方法识别再综合决策输出报警；其中，所述踏面多边形失圆故障冲击诊断的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，对车轮运转X转时采集冲击共振解调信息的车轮单样本数据的长度，划分为X个区间，取前Y＝INT(X)个区间，搜索每个区间中每个区间的最大值SV(y),定义Y个最大值之均值为时域的均大值JD，定义单样本数据的平均值为时域均值YD，如果单样本时域均大值和均值的比值小于6，即JD/YD<6，则执行步骤二，否则退出；步骤二，判别单样本频谱是否满足以下四个判据：一：离散性判据，对车轮运转X转时采集的单样本数据作FFT分析得到单样本频谱，则踏面特征频谱pn为X号谱线，如果单样本频谱的踏面特征频谱之第4阶至36阶的高阶谱线中，‘连续两阶以上踏面高阶谱线满足离散性且都属于单样本频谱前10大极值’或者‘存在某阶踏面高阶谱线满足离散性、幅值属于频谱前10大极值，并且幅值是单样本频谱中最大幅值的0.8倍以上’，并且其中当前谱线及其左右两阶共五阶谱线之幅值均值低于当前谱线幅值的0.7倍，则认为当前谱线满足离散性，定义LS＝1，否则LS＝0，并确定当前谱线为准多边形谱；二：多边形谱多阶性判据，设准多边形谱是踏面第n阶谱，若该多边形谱具备高阶，即其2倍及3倍高阶区间内，即踏面[2n‑1，2(n+1)+1]、[3n‑1，3(n+1)+1]高阶频谱区间内，所有的踏面高阶谱线中，至少存在一条踏面高阶谱线属于频谱前30大极值，则确定该多边形谱满足多边形谱多阶性，定义DDJ＝1，否则DDJ＝0；三：孤突性判据，条件一和条件二中确定的多边形谱区间及其高阶谱区间之外，即踏面谱的[(n+1)+4,(2n‑1)‑4]、[2(n+1)+1+4，3n‑1‑4]高阶谱区间内所有的踏面高阶谱线中，不存在满足‘某阶谱线幅值高于多边形谱及其高阶谱范围内最大幅值的0.4倍以上’且‘有5根以上谱线是频谱前30大极值’的条件，则判定所搜索的多边形谱具有孤立、突出性，简称孤突性，定义GT＝1，否则GT＝0；四：决策判据，如果所论准多边形谱满足LS·DDJ·GT＝1，则确认单样本存在踏面多边形失圆故障冲击信息；并用踏面调制谱、边频谱、多边形谱及其高阶谱中的最大幅值通过在线监控装置计算踏面故障诊断级差值，决策单样本报警级别。