基于聲學(xué)技術(shù)的列車車輪擦傷故障診斷研究.pdf

1、車輪是運行列車的關(guān)鍵機構(gòu)。隨著我國鐵路技術(shù)的飛速發(fā)展，列車車輪的質(zhì)量影響著列車的安全運行和乘客生命財產(chǎn)的安全，及時地發(fā)現(xiàn)運行列車車輪表面的擦傷故障，擁有關(guān)鍵且現(xiàn)實的意義，本文提出一種聲學(xué)技術(shù)的列車車輪故障診斷系統(tǒng)。
　　本文提出的基于聲學(xué)技術(shù)的列車車輪擦傷故障診斷系統(tǒng)主要由四部分組成，分別是聲學(xué)傳感器、數(shù)據(jù)采集卡、工業(yè)單板機和無線通信模塊。本故障診斷系統(tǒng)依據(jù)聲學(xué)檢測原理進行研究，當(dāng)運行列車的車輪表面擦傷故障發(fā)生時，車輪與鋼軌間的接

2、觸會產(chǎn)生異常的聲音信號，該聲音信號在時域部分和頻域部分均與正常的聲音信號有明顯差異，以此差異作為判斷基準，可以診斷出運行列車的車輪表面的擦傷故障，進而分析出擦傷的程度。
　　故障診斷系統(tǒng)由安裝在車輪附近的聲學(xué)傳感器和車廂內(nèi)的數(shù)據(jù)采集卡完成車輪聲音信號的采集，數(shù)據(jù)處理和故障診斷由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，即工業(yè)單板機來完成，處理完成的結(jié)果通過無線通信模塊發(fā)送到終端工控機，在工控機上進行故障信息顯示，相關(guān)人員進行操作處理。
　　本文基于車輪

3、擦傷的理論基礎(chǔ)，詳細介紹基于聲學(xué)技術(shù)診斷系統(tǒng)的硬件部分、軟件部分和故障診斷方法。聲學(xué)故障診斷系統(tǒng)的硬件設(shè)計主要包括由聲學(xué)傳感器和數(shù)據(jù)采集卡PCH2001組成的數(shù)據(jù)采集部分、由工業(yè)單板機PCM3362Z組成的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、由無線通信設(shè)備PC1212組成的數(shù)據(jù)通信部分和由工控機組成的數(shù)據(jù)顯示部分。軟件部分包括聲音采集、聲音保存、數(shù)據(jù)處理、故障通信等的程序編寫，其中處理判斷部分的預(yù)處理階段、時域分析階段和頻域分析階段是本文研究工作的重點和難點

4、，采用的開發(fā)軟件工具為VC++6.0和MATLAB。
　　最后，關(guān)于特征提取與故障診斷部分的研究，采用時域與頻域結(jié)合的方法，時域初步判斷，頻域最終驗證，利用時域特征參數(shù)，如有效值、平均值、峭度系數(shù)等的時域初步故障判斷，結(jié)合相應(yīng)的故障程序進行頻域階段的驗證分析，為了提高診斷效率，采用的是FFT，即快速傅里葉變換。
　　本文提出的基于聲學(xué)技術(shù)的列車車輪擦傷故障診斷系統(tǒng)已經(jīng)在相關(guān)實驗列車上安裝調(diào)試，能夠診斷出列車的擦傷故障和擦傷程