本发明涉及高速动车组齿轮传动装置领域，具体来说是涉及一种高速动车组齿轮传动装置故障监测预警系统。
背景技术：
目前，高速动车组齿轮传动装置在高速运行过程中，常常发生齿轮箱渗油漏油故障，以及发生联轴节螺栓松动、联轴节折断、齿轮箱箱体破损、齿轮箱轴承配件裂损、齿轮箱缺油、齿轮啮合齿面急剧磨损等一系列问题，这些问题的发生错综复杂，主要原因有齿轮传动装置构造、组装质量、运行工况(运行速度、连续运行里程、线路气候温度湿度)、运行管理(车轮踏面擦伤、剥离、不圆度，盘形制动不正常等)等方面的原因。这些故障尽管发生发展的规律不尽相同，但是，都有一个从量变到质变的演变过程，主要物理表现形式有：(1)齿轮箱温度异常升高；(2)齿轮传动装置发生异常振动。目前，在齿轮箱的有关部位装有温度传感器，这样，齿轮箱的工作温度可以通过温度传感器进行实时检测并上传到车载信息系统的；但是，由于在齿轮传动装置部位没有安装振动传感器，故齿轮传动装置发生异常振动是无法检测的。从以往齿轮传动装置发生故障的情形来看，齿轮传动装置发生联轴节螺栓松动、联轴节折断、齿轮箱箱体破损、齿轮箱轴承配件裂损故障时，温度传感器并没有高温报警，因此，在齿轮箱有关部位应该布设振动传感器，并对各传感器数据参数进行采集及实时监控，做到及时预报故障，可有效提高高速动车组运行的安全性。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决上述所存在的缺陷，提供一种可实时监测齿轮传动装置的运行性能，降低故障发生率的高速动车组齿轮传动装置故障监测预警系统。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种高速动车组齿轮传动装置故障监测预警系统，包括齿轮传动装置、热交换器、循环管道泵和传感器，在所述齿轮传动装置的一侧开有油气进口、另一侧开有油气出口，所述油气进口与油气出口之间通过循环软管形成一润滑油外循环通路，在所述循环软管上依次接有热交换器和循环管道泵，所述传感器包括温度传感器、压力传感器和振动传感器，所述振动传感器、温度传感器和压力传感器依次设在油气出口与热交换器之间的循环软管内，其特征在于：还包括数据采集处理装置、上位机和移动终端，所述数据采集处理装置由数据采集模块、处理器、存储模块、GPS模块、路由模块和电源转换模块组成，所述数据采集模块用以采集各传感器的温度、压力和振动参数，并将采集到的各数据参数传输至处理器，所述处理器对各数据参数进行分析和处理后，将振动信号及分析数据存储在存储模块中，所述处理器通过路由模块分别与上位机和移动终端通信连接，所述GPS模块接在处理器与路由模块之间，所述数据采集模块、处理器、存储模块、GPS模块和路由模块均通过电源转换模块供电，所述电源转换模块外接220V供电电源。
作为优选的技术方案，还包括设备室，所述循环管道泵和热交换器均设在设备室内。
作为优选的技术方案，还包括CCD红外摄像仪，所述CCD红外摄像仪安装在设备室内，用以监测齿轮传动装置的实时振动状态。
作为优选的技术方案，所述处理器采用PowerPC处理器。
作为优选的技术方案，所述数据采集模块由依次连接的信号调理单元、模拟开关、前置放大器、采样保持器、A/D转换器和接口逻辑电路组成，所述信号调理单元用以接收各传感器的数据参数，所述接口逻辑电路通过PC总线与处理器连接。
作为优选的技术方案，所述循环管道泵的流量为20liter/min、热交换器的容量为20liter。
作为优选的技术方案，所述循环软管为内径12mm的耐高温橡胶软管。
本发明的有益效果为：通过传感器和CCD红外摄像仪协同对齿轮传动装置的状态数据参数进行采集和实时运行状态进行判断，以解决当前高速动车在运行途中齿轮传动装置故障不能及时发现、运行途中一旦发生高温报警，机械师无法看到故障情形及确认故障真伪的相关问题，故障预警更加及时、可有效提高高速动车组运行的安全性。
附图说明
图1为本发明一种高速动车组齿轮传动装置故障监测预警系统的结构示意图；
图2为图1中数据采集处理装置的结构示意框图；
图3为图2中数据采集模块的结构示意框图。
图中：1-齿轮传动装置、1-1-油气进口、1-2-油气出口、2-热交换器、3-循环管道泵、4-温度传感器、5-压力传感器、6-振动传感器、7-数据采集处理装置、7-1-信号调理单元、7-2-模拟开关、7-3-前置放大器、7-4-采样保持器、7-5-A/D转换器、7-6-接口逻辑电路、8-上位机、9-移动终端、10-数据采集模块、11-处理器、12-存储模块、13-GPS模块、14-路由模块、15-电源转换模块、16-设备室、17-CCD红外摄像仪。
具体实施方式
为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：
如图1～3所示，一种高速动车组齿轮传动装置故障监测预警系统，包括齿轮传动装置1、热交换器2、循环管道泵3和传感器，在齿轮传动装置1的一侧开有油气进口1-1、另一侧开有油气出口1-2，油气进口1-1与油气出口1-2之间通过循环软管形成一润滑油外循环通路，在循环软管上依次接有热交换器2和循环管道泵3，传感器包括温度传感器4、压力传感器5和振动传感器6，振动传感器6、温度传感器4和压力传感器5依次设在油气出口1-2与热交换器2之间的循环软管内，还包括数据采集处理装置7、上位机8和移动终端9，数据采集处理装置7由数据采集模块10、处理器11、存储模块12、GPS模块13、路由模块14和电源转换模块15组成，数据采集模块10用以采集各传感器的温度、压力和振动参数，并将采集到的各数据参数传输至处理器11，处理器11对各数据参数进行分析和处理后，将振动信号及分析数据存储在存储模块12中，处理器11通过路由模块14分别与上位机8和移动终端9通信连接，GPS模块13接在处理器11与路由模块14之间，数据采集模块10、处理器11、存储模块12、GPS模块13和路由模块14均通过电源转换模块15供电，电源转换模块15外接220V供电电源。
在本实施例中，还包括设备室16，循环管道泵3和热交换器2均设在设备室16内。
在本实施例中，还包括CCD红外摄像仪17，CCD红外摄像仪17安装在设备室16内，用以监测齿轮传动装置1的实时振动状态。
在本实施例中，处理器11采用PowerPC处理器。
在本实施例中，数据采集模块7由依次连接的信号调理单元7-1、模拟开关7-2、前置放大器7-3、采样保持器7-4、A/D转换器7-5和接口逻辑电路7-6组成，信号调理单元7-1用以接收各传感器的数据参数，接口逻辑电路7-6通过PC总线与处理器11连接。
在本实施例中，循环管道泵3的流量为20liter/min、热交换器2的容量为20liter。
在本实施例中，循环软管为内径12mm的耐高温橡胶软管。
在本实施例中，当温度传感器4检测到齿轮传动装置1内温度t1≥to+40℃时(to：大气温度)，数据采集处理装置7对数据参数进行分析，并将数据传输至上位机8并自动报警；当振动传感器6检测到振动幅值和频率为某种故障特征值时，数据采集处理装置7对数据参数进行分析，并将数据传输至上位机8并自动报警。司机和随车机械师即在车体底部设备室16内对准转向架方向加装CCD红外摄像仪17，可看到齿轮传动装置1的实时技术状态，以便及时准确处置；路由模块具有WiFi功能，一方面作为现场移动终端9调试时使用，另一方面可将采集的数据传送至上位机8；同时，上位机8可向数据采集处理装置7发送控制指令，接收采集的齿轮传动装置1的振动和温度数据。
在本实施例中，通过传感器和CCD红外摄像仪17协同对齿轮传动装置1的状态数据参数进行采集和实时运行状态进行判断，以解决当前高速动车在运行途中齿轮传动装置1故障不能及时发现、运行途中一旦发生高温报警，机械师无法看到故障情形及确认故障真伪的相关问题，故障预警更加及时、可有效提高高速动车组运行的安全性。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。