高速列車軸承動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)研究

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 目的和意義 2
1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 3
1.3.1 高速列車軸承故障 3
1.3.2 高速列車軸承動態(tài)分析與監(jiān)測 5
第2章 高速列車軸承故障案例統(tǒng)計分析及故障模型建立 14
2.1 高速列車軸承故障案例統(tǒng)計分析 15
2.1.1 典型故障案例一 16
2.1.2 典型故障案例二 16
2.1.3 典型故障案例三 16
2.1.4 典型故障案例四 17
2.1.5 典型故障案例五 18
2.1.6 典型故障案例六 18
2.1.7 典型故障案例七 19
2.2 高速列車軸承故障模型建立 20
2.3 本章小結(jié) 22
第3章 高速列車軸承的結(jié)構(gòu)及動態(tài)特性研究 23
3.1 高速列車圓錐滾動體軸承的結(jié)構(gòu) 23
3.2 高速列車軸承受力分析 28
3.2.1 滾動體與滾道之間的受力分析 32
3.2.2 滾動體與保持架之間的受力分析 34
3.2.3 滾動體端面與內(nèi)圈擋邊間的受力分析 35
3.3 高速列車軸承的動力學(xué)微分方程 36
3.3.1 圓錐滾動體動力學(xué)微分方程 36
3.3.2 保持架的動力學(xué)微分方程 37
3.3.3 軸承內(nèi)圈動力學(xué)微分方程 38
3.4 高速列車軸承動態(tài)特性分析 38
3.4.1 高速列車軸承有限元模型的建立 39
3.4.2 雙列圓錐滾動體軸承動力學(xué)仿真分析 43
3.4.3 載荷對高速列車軸承動態(tài)特性的影響 45
3.4.4 轉(zhuǎn)速對高速列車軸承動態(tài)特性的影響 50
3.4.5 故障軸承與正常軸承仿真結(jié)果對比分析 52
3.5 本章小結(jié) 61
第4章 高速列車軸承溫度場分析 62
4.1 高速列車軸承熱分析理論 62
4.2 基于ANSYS的高速列車軸承溫度場分析 65
4.3 高速列車軸承溫度數(shù)據(jù)處理 68
4.4 高速列車軸承溫度場試驗 70
4.5 本章小結(jié) 73
第5章 高速列車軸承動態(tài)監(jiān)測及故障診斷分析方法 74
5.1 高速列車軸承溫度信號監(jiān)測 75
5.1.1 溫度信號采集與測量 75
5.1.2 軸溫監(jiān)測的改進 77
5.2 高速列車軸承振動信號分析方法 78
5.2.1 振動信號的采集與處理 79
5.2.2 高速列車軸承故障診斷信號分析方法 79
5.3 高速列車軸承故障診斷研究 83
5.3.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和PNN分別與時域指標聯(lián)合進行軸承故障診斷 83
5.3.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和PNN與小波包分解聯(lián)合進行軸承故障診斷 88
5.3.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和PNN與EMD聯(lián)合進行軸承故障診斷 93
5.4 本章小結(jié) 97
第6章 高速列車軸承動態(tài)監(jiān)測試驗研究 99
6.1 鐵路列車軸承性能試驗裝置 99
6.1.1 試驗裝置原理 99
6.1.2 測控系統(tǒng)設(shè)計 100
6.1.3 試驗裝置硬件設(shè)備組成 102
6.1.4 基于峭度和譜峭度、EMD的鐵路軸承試驗 106
6.2 雙列圓錐滾動體軸承試驗裝置 113
6.2.1 試驗裝置原理與硬件組成 113
6.2.2 技術(shù)指標與主要參數(shù) 115
6.3 雙列圓錐滾動體軸承故障試驗 119
6.3.1 軟件開發(fā) 119
6.3.2 試驗設(shè)計 124
6.3.3 高速列車軸承故障診斷試驗驗證 127
6.4 本章小結(jié) 139
第7章 高速列車軸箱軸承動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計開發(fā) 141
7.1 設(shè)計開發(fā)背景 141
7.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架設(shè)計 142
7.3 硬件系統(tǒng)設(shè)計 144
7.3.1 無線通信技術(shù)要求 145
7.3.2 監(jiān)測儀分機設(shè)計 146
7.4 軟件系統(tǒng)設(shè)計 147
7.4.1 軟件開發(fā)平臺 147
7.4.2 軟件系統(tǒng)功能 147
7.5 本章小結(jié) 149
第8章 高速列車軸承振動質(zhì)量分析及其控制方法 151
8.1 軸承振動（噪聲）質(zhì)量及檢測技術(shù)概述 151
8.1.1 國內(nèi)外現(xiàn)狀 151
8.1.2 問題的提出 152
8.2 高速列車軸承振動對列車可靠性的影響 152
8.2.1 系統(tǒng)模型建立 152
8.2.2 軸承振動產(chǎn)生機理 153
8.2.3 振動對軸承疲勞壽命評估的作用 154
8.3 圓度、波紋度與軸承振動質(zhì)量 156
8.3.1 軸承零件圓周方向幾何精度的評定 156
8.3.2 成品軸承質(zhì)量的效果檢驗試驗 160
8.3.3 波紋度評定新方法 164
8.3.4 高速列車軸承振動檢測參數(shù) 165
8.3.5 軸承振動質(zhì)量評定方法 171
8.3.6 高速列車軸承振動頻譜分析 173
8.4 本章小結(jié) 176
第9章 高速列車軸承振動質(zhì)量檢測技術(shù) 178
9.1 軸承振動傳遞特性 178
9.1.1 外圈傳遞函數(shù)的影響 178
9.1.2 理論分析 179
9.1.3 實驗測量 180
9.2 高速列車軸承振動檢測傳感器及系統(tǒng)的選擇 183
9.2.1 振動速度傳感器與振動加速度傳感器 183
9.2.2 高速列車軸承振動檢測儀電測系統(tǒng)構(gòu)成 186
9.2.3 軟件的構(gòu)成 187
9.2.4 儀器的標定 191
9.3 高速列車軸承振動檢測標準制定 195
9.3.1 振動安德魯標準制定 195
9.3.2 檢測流程 197
9.3.3 峰值計數(shù)檢測結(jié)果 199
9.4 高速列車軸承振動質(zhì)量控制在生產(chǎn)中的應(yīng)用 201
9.4.1 SPC質(zhì)量控制 201
9.4.2 效果檢驗 202
9.4.3 SPC在高速列車運輸系統(tǒng)的應(yīng)用及效果預(yù)測 203
9.5 本章小結(jié) 206
參考文獻 208
附錄A 高速列車圓錐滾動體軸承外觀判定參考表 212
附錄B 本書所用的軸承樣本數(shù)據(jù) 213