轨道交通走行部轴承故障诊断实验台的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种故障诊断实验台，尤其是指一种轨道交通走行部轴承故障诊断实验台。
【背景技术】
[0002]随着中国铁路高速重载战略的逐步深入和城轨交通的快速发展，机车、车辆走行部的安全越来越受到重视。轨道交通运载设备的走行部一旦发生故障，轻则影响安全运营秩序，重则造成人员与财产的重大损失并产生巨大社会影响。轨道交通运载设备的走行部轴承在工作时，由于滚、滑动摩擦而造成轴承发热和磨损，特别是在高速运转的条件下，因离心力、惯性力及异常轴向力与径向力的联合作用，会加速轴承内部滚动体、内外环与保持架的碰撞、摩擦磨损与发热；严重时会造成保持架烧伤和断裂，致使轴承不能正常工作。目前对于轴承的内环、外环与滚动体的在线故障诊断方法比较成熟。而轴承保持架的故障特征频率均处于低频段，很容易受到其它信息的干扰，保持架故障诊断成为轨道交通运载设备走行部安全监测的瓶颈。目前对保持架的故障诊断方法、定量评判技术、报告决策方法论及故障机理的研究在国内外均处于空白状态。因此设计本实验模拟平台对保持架故障的特征提取、数据挖掘、故障定量化评判技术及诊断报警决策方法论进行深入研究，以突破目前交通运载设备走行部轴承保持架故障诊断的技术瓶颈，对保障轨道交通运载设备走行部的安全有重大的经济与社会效益。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种实时在线故障诊断、准确率高的轨道交通走行部轴承故障诊断实验台。
[0004]为了解决上述技术问题，本实用新型采用的轨道交通走行部轴承故障诊断实验台，包括驱动系统、模拟轨道交通走行部加载系统、试件轴承基座、水平固定工作台、传感器、信号采集系统、通信传输系统以及信号分析与诊断系统，所述的驱动系统安装在水平固定工作台上，所述的驱动系统与所述的模拟轨道交通走行部加载系统相连，所述的模拟轨道交通走行部加载系统与所述的试件轴承基座相连，所述的试件轴承基座与所述的传感器相连，所述的传感器与所述的通信传输系统相连，所述的通信传输系统与所述的信号分析及诊断系统相连。
[0005]所述的驱动系统包括变频器、驱动电动机、同步皮带轮和转动轴，所述的驱动电动机和所述的同步皮带轮安装在所述的水平固定工作平台上，所述的转动轴通过转动轴支座安装在所述的水平固定工作平台上所述的模拟轨道交通走行部加载系统包括径向加载装置和轴向冲击加载装置，所述的变频器与所述的驱动电动机控制连接，所述的驱动电动机的输出轴通过所述的同步皮带轮与所述的转动轴连接，所述的转动轴通过第一联轴器与径向加载装置的主轴前端相连，所述的径向加载装置的主轴后端通过第二联轴器与试件轴承基座相连，所述的试件轴承基座与所述的轴向冲击加载装置相连。
[0006]所述的径向加载装置的主轴通过轴承座支撑在所述的水平固定工作平台上。
[0007]所述的轴向冲击加载装置的结构是:偏心轮和第一齿轮均安装在第一转轴上，槽凸轮和第二齿轮均安装在第二转轴上，所述的第一转轴和第二转轴安装在机架上，所述的第一齿轮与所述的第二齿轮啮合传动，压杆和第二连杆滑动安装在所述的机架上，传动杆的中部通过滚子安装在所述的槽凸轮的槽内，所述的传动杆的一端与设在所述的压杆的一端的滑块滑动连接，所述的传动杆的另一端与所述的第二连杆的一端铰接，所述的第二连杆的另一端与第一连杆的一端铰接，所述的第一连杆的另一端铰接在所述的偏心轮上。
[0008]采用上述技术方案的轨道交通走行部轴承故障诊断实验台，针对保持架故障特征频率偏低及信噪比低的特性，采用适用于保持架故障特征提取的传感器数据采集技术与噪声信息分离、特征信息提取等数据预处理技术。使用多参数(振动、冲击、温度)复合传感器技术、共振解调技术及信息处理技术，研究干扰信息剔除、低频信息放大还原的有效方法，提取保持架故障特征信息。
[0009]对现有案例所保存的大量数据进行数据挖掘研究，采用深度置信网络的机器学习模式，用大量已有数据进行模型训练，形成深度置信网络故障分类器，识别保持架变形、折断及所导致的滚子乱序的信息特征，使用多参数、多因素联合诊断方法，准确辨识保持架故障特征信息。
[0010]在上述研究结果的基础上，形成对数据采集单样本的系列定性与定量诊断判据，通过对原始数据的诊断流程处理，得出保持架故障的自动识别结果；研究多参数(振动、冲击、温度)联合及多条件(趋势、转速)下的综合报警决策方法，使报警结果匹配工程实践，为走行部的科学维修提供决策。
[0011]本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知:
[0012]通过配合利用各个装置和机构，实现轴承故障的自动诊断，取代了传统的采用人工辅助的故障诊断方式，并可自动完成信号采集、特征提取、故障识别与预警等过程，自动化程度高，减少人力耗费，有效提高工作效率，并且诊断结果效果稳定，为轨道交通的安全运行提供更多保障。
[0013]综上所述，本实用新型是一种实时在线故障诊断、准确率高的轨道交通走行部轴承故障诊断实验台。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的结构框图。
[0015]图2是本实用新型的结构示意图。
[0016]图3是本实验新型轴向冲击加载装置的结构示意图。
[0017]图4是本实验新型轴向冲击加载装置的运动简图。
[0018]图5是本实用新型的故障诊断分析流程图。
【具体实施方式】
[0019]为更清楚地阐述本实用新型的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本实用新型进行详细说明。
[0020]如图1、图2和图5所示，轨道交通走行部轴承故障诊断实验台，包括驱动系统、模拟轨道交通走行部加载系统、试件轴承基座9、水平固定工作台11、传感器、信号采集系统、通信传输系统以及信号分析与诊断系统，驱动系统安装在水平固定工作台11上，驱动系统与模拟轨道交通走行部加载系统相连，模拟轨道交通走行部加载系统与试件轴承基座9相连，试件轴承基座9与传感器相连，传感器与通信传输系统相连，通信传输系统与信号分析及诊断系统相连。
[0021]驱动系统为试件轴承基座9提供输入动力，模拟轨道交通走行部加载系统为试件轴承转动施加轴向冲击和径向载荷。模拟轨道交通走行部加载系统进行加载载荷和冲击频率的参数设定。信号分析与诊断系统采用基于深度置信网络的故障诊断方法。信号采集系统监测试件轴承转动中的振动、温度及冲击信号，通过数据传输系统将信号传输到故障分析系统，故障分析系统对信号进行分析判断轴承故障情况给出决策意见。
[0022]如图2所示，显示出了本实用新型的具体结构，包括有变频器1、驱动电动机2、