一种城轨车辆走行部轴承状态维修方法及系统与流程

本发明涉及轨道交通，特别是涉及一种城轨车辆走行部轴承状态维修方法及系统。

背景技术：

1、轴承作为车辆走行部旋转设备的关键部件，运行状态直接影响设备的状态。据统计国内典型城轨线路至少配置20列车，所使用滚动轴承2000余套，它的运行工况直接影响走行部的可靠性，甚至影响列车安全运行，所以对轴承开展在线监测和状态维修研究，对提升列车可靠性及节省维修费用具有积极意义。

2、目前，列车采用的大部分是计划修或故障修。所谓计划修即根据预设运营里程或运营时间决定是否对车辆进行维修，该种维修不考虑车辆的实际健康状态，仅以运营时间或运营里程决定，维修成本高。所谓故障修即待车辆发生运行故障后，再进行维修，该种方法将导致列车运营安全无法得到有效保障。

3、据统计，车辆走行部轴箱轴承5年送检报废率均低于5％，其中50％故障(内外圈挡边、外圈微振腐蚀)对轴承运行工况影响较小，不影响轴承正常工作。其次，轴承在拆装过程中存在不确定因素，一定程度上促成了轴承报废率升高。

4、近年来，一线城市引进了城轨车辆走行部车载故障诊断系统，该系统能对走行部轴承进行在线监测和故障报警，通过报警来维修指导，属于故障维修，但并未从轴承运行状态的角度指导维修。

5、因此，提供一种能在轴承部位故障初期进行精准识别，并对轴承各部件进行健康状态评估，精准指导维修的走行部轴承状态维修方法及系统是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种城轨车辆走行部轴承状态维修方法及系统，该维修方法逻辑清晰，安全、有效、可靠且操作简便，可以在轴承部件发生故障初期进行精准识别，并根据轴承的健康状态指导进行车辆检修。

2、基于以上目的，本发明提供的技术方案如下：

3、一种城轨车辆走行部轴承状态维修方法，包括如下步骤：

4、获取车辆走行部各部位轴承的各原始工况状态数据；

5、处理所述各原始工况状态数据，以获取各工况状态以及各工况状态对应的轴承工况状态等级；

6、分别对所述各工况状态按工况类型赋予影响权重；

7、分别对所述各工况状态对应的轴承工况状态等级赋予劣化程度权重；

8、根据所述影响权重和所述劣化程度权重获取轴承的健康状态等级；

9、根据轴承的所述健康状态等级，对轴承进行维修。

10、优选地，所述轴承的各原始工况状态数据包括：油脂运行时间、冲击信息和温度信息；

11、所述各工况状态包括：油脂运行工况状态、冲击工况状态和温度工况状态；

12、所述工况类型包括：油脂运行工况、冲击工况和温度工况。

13、优选地，所述处理所述各原始工况状态数据，以获取各工况状态对应的轴承工况状态等级，包括如下步骤：

14、以年为时间单位划分所述油脂运行时间，以获取油脂运行状态等级；

15、处理所述冲击信息以获取冲击强度值，根据所述冲击强度值获取轴承各部件的冲击状态等级；

16、根据所述温度信息与预设各部位的轴承的温度阈值，获取各部位的轴承的温度状态等级。

17、优选地，所述处理所述冲击信息以获取冲击强度值，根据所述冲击强度值获取轴承各部件的冲击状态等级，包括如下步骤：

18、处理所述冲击信息以获取轴承各部件故障特征信息；

19、定量分析所述轴承各部件故障特征信息以获取所述冲击强度值；

20、根据所述冲击强度值与预设冲击强度阈值，以获取轴承各部件的所述冲击状态等级。

21、优选地，所述轴承各部件故障特征信息具体为：内环故障特征信息、外环故障特征信息、保持架故障特征信息和滚子故障特征信息；

22、所述轴承各部件具体为：内环、外环、保持架和滚子。

23、优选地，所述根据所述温度信息与预设各部位的轴承的温度阈值，获取各部位的轴承的温度状态等级，包括如下步骤：

24、根据所述温度信息获取所述各部位的轴承的实际温度；

25、根据所述各部位的轴承的实际温度与预设各部位的轴承的温度阈值，获取所述各部位的轴承的温度状态等级；

26、其中，所述各部位的轴承具体为：轴箱轴承、电机轴承和齿轮箱轴承。

27、优选地，所述根据所述各部位的轴承的实际温度与预设各部位的轴承的温度阈值，获取所述各部位的轴承的温度状态等级，包括如下步骤：

28、若目标轴承的实际温度大于等于同一转向架上的相同部位的所有部件的第一温度阈值，则判定所述目标轴承温度异常；

29、若目标轴承的实际温度大于环境温度，且所述目标轴承的实际温度与所述环境温度之差大于第二温度阈值，则判定所述目标轴承温升异常；

30、若目标轴承的实际温度大于第三温度阈值，则判定所述目标轴承超温异常；

31、其中，所述目标轴承为任一所述各部位的轴承；

32、所述各部位的轴承的温度阈值包括第一温度阈值、第二温度阈值和第三温度阈值；

33、所述各部位的轴承的温度状态等级包括温度异常、温升异常和超温异常。

34、优选地，所述分别对所述各工况状态按工况类型赋予影响权重与所述分别对所述工况状态对应的轴承工况状态等级赋予劣化程度权重，具体为：

35、根据所述工况类型，对所述油脂运行工况状态赋予一级影响权重，对所述冲击工况状态赋予二级影响权重，对所述温度工况状态赋予三级影响权重；

36、其中，所述一级影响权重小于所述二级影响权重，所述二级影响权重小于三级影响权重；

37、根据所述工况类型以及所述工况状态对应的轴承状态等级，对各工况类型的每种工况状态分别赋予一级劣化程度权重、二级劣化程度权重和三级劣化程度权重。

38、优选地，所述根据所述影响权重和所述劣化程度权重获取轴承的健康状态等级，包括如下步骤：

39、根据所述影响权重和所述劣化程度权重，获取轴承的各工况状态扣分值；

40、根据所述各工况状态扣分值，获取轴承的健康指数；

41、根据所述轴承的健康指数，获取轴承的健康状态等级。

42、优选地，在根据所述影响权重和所述劣化程度权重获取轴承的健康状态等级之后，包括如下步骤：

43、f1.根据所述健康状态等级获取整车各部位轴承的故障率以及第一轴承的故障率；

44、f2.判断整车各部位轴承中第一轴承的油脂运行状态等级是否大于预设年限；若否，执行f3，若是，执行f5；

45、f3.判断所述整车各部位轴承的故障率是否大于第一故障率阈值；若是，执行f4，若否,执行f6；

46、f4.判断所述整车各部位轴承中第一轴承的故障率是否大于第二故障率阈值；若是,执行f5,若否，执行f6；

47、f5.对整车相应部位所有轴承进行维修；

48、f6.根据所述健康状态等级，对相应轴承进行维修；

49、所述第一轴承具体为：车辆各部位所使用的同批次轴承中数量占比最多的轴承。

50、优选地，根据轴承的所述健康状态等级，对轴承进行维修，包括如下步骤：

51、若单个轴承的所述健康状态等级为正常或亚健康，则无需对轴承进行维修；

52、若单个轴承的所述健康状态等级为轻微故障，则在车辆架修或定修修程时对轴承进行维修；

53、若单个轴承的所述健康状态等级为中等故障，则在第一维修周期内完成轴承维修；

54、若单个轴承的所述健康状态等级为严重故障，则在第二维修周期内完成轴承维修；

55、其中，单个轴承的所述健康状态等级包括：正常、亚健康、轻微故障、中等故障和严重故障；

56、所述第一维修周期大于所述第二维修周期。

57、一种城轨车辆走行部轴承状态维修系统，包括：

58、获取模块，用于获取走行部各部位轴承的各原始工况状态数据；

59、处理模块，用于处理所述各原始工况状态数据以获取各工况状态以及各工况状态对应的轴承工况状态等级；

60、权重模块，用于对所述各工况状态按工况类型赋予影响权重；

61、权重模块，还用于所述对各工况状态对应的轴承工况状态等级赋予劣化程度权重；

62、计算模块，用于根据所述影响权重和所述劣化程度权重获取轴承的健康状态等级；

63、维修指令模块，根据轴承的所述健康状态等级，对轴承进行维修。

64、本发明公开了一种城轨车辆走行部轴承状态维修方法，具体是通过采集获取走行部各部位轴承的各原始工况状态数据，对各原始工况状态数据进行处理，处理得到各工况状态以及各工况状态所对应的轴承工况状态等级；分别对各工况状态按工况类型赋予影响权重，分别对各工况状态对应的轴承工况状态等级赋予劣化程度权重；随后，根据各工况状态的影响权重和各工况状态对应的轴承工况状态等级的劣化程度权重，计算获取轴承的健康状态等级，根据轴承的健康状态等级，对轴承进行维修。

65、需要说明的是，状态维修的最高程度应该是在掌握状态的基础上，进行剩余可用寿命预测，结合列车各系统特点和修程修制，制定科学的修程修制，在经济效益最大化的原则下延长轴承寿命和检修周期，提高轴承的利用率。以城轨列车为例，1列6节编组城轨列车轴箱轴承为例，额定使用寿命均大于200万公里，现有修程基本采用5年送检(60万公里)、10年换新(120万公里)的方式，严重扼杀了轴承使用寿命，如果引用在线监测系统，实现状态维修，延长轴承使用寿命是可行的。

66、在此基础上，本方法仅需根据轴承的各原始工况状态数据，从而获取各工况状态以及各工况状态对应的轴承工况状态等级，通过分别对各工况状态与各工况状态对应的轴承工况状态等级赋予相应的权重，计算得到轴承的健康状态等级，最后在轴承的健康状态等级，精准的对轴承进行维修。本方法通过从原始工况状态数据中得到轴承的各工况状态以及各工况状态对应的轴承工况状态等级，即可对轴承部位故障初期进行精准识别，进一步通过对轴承的各工况状态以及各工况状态对应的轴承工况状态等级赋予权重，计算得出轴承各部件的健康状态，在已知轴承各部件的健康状态下，分类精准的对走行部轴承检修，能有效提高轴承检修效率与成功率。

67、本发明还提供了一种城轨车辆走行部轴承状态维修系统，由于该系统与城轨车辆走行部轴承状态维修方法解决相同的技术问题，属于相同的技术构思，理应具有相同的有益效果，在此不再赘述。