高速列车轴承动态监测系统研究

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 目的和意义 2
1.3 国内外研究现状 3
1.3.1 高速列车轴承故障 3
1.3.2 高速列车轴承动态分析与监测 5
第2章 高速列车轴承故障案例统计分析及故障模型建立 14
2.1 高速列车轴承故障案例统计分析 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 高速列车轴承故障模型建立 20
2.3 本章小结 22
第3章 高速列车轴承的结构及动态特性研究 23
3.1 高速列车圆锥滚动体轴承的结构 23
3.2 高速列车轴承受力分析 28
3.2.1 滚动体与滚道之间的受力分析 32
3.2.2 滚动体与保持架之间的受力分析 34
3.2.3 滚动体端面与内圈挡边间的受力分析 35
3.3 高速列车轴承的动力学微分方程 36
3.3.1 圆锥滚动体动力学微分方程 36
3.3.2 保持架的动力学微分方程 37
3.3.3 轴承内圈动力学微分方程 38
3.4 高速列车轴承动态特性分析 38
3.4.1 高速列车轴承有限元模型的建立 39
3.4.2 双列圆锥滚动体轴承动力学仿真分析 43
3.4.3 载荷对高速列车轴承动态特性的影响 45
3.4.4 转速对高速列车轴承动态特性的影响 50
3.4.5 故障轴承与正常轴承仿真结果对比分析 52
3.5 本章小结 61
第4章 高速列车轴承温度场分析 62
4.1 高速列车轴承热分析理论 62
4.2 基于ANSYS的高速列车轴承温度场分析 65
4.3 高速列车轴承温度数据处理 68
4.4 高速列车轴承温度场试验 70
4.5 本章小结 73
第5章 高速列车轴承动态监测及故障诊断分析方法 74
5.1 高速列车轴承温度信号监测 75
5.1.1 温度信号采集与测量 75
5.1.2 轴温监测的改进 77
5.2 高速列车轴承振动信号分析方法 78
5.2.1 振动信号的采集与处理 79
5.2.2 高速列车轴承故障诊断信号分析方法 79
5.3 高速列车轴承故障诊断研究 83
5.3.1 BP神经网络和PNN分别与时域指标联合进行轴承故障诊断 83
5.3.2 BP神经网络和PNN与小波包分解联合进行轴承故障诊断 88
5.3.3 BP神经网络和PNN与EMD联合进行轴承故障诊断 93
5.4 本章小结 97
第6章 高速列车轴承动态监测试验研究 99
6.1 铁路列车轴承性能试验装置 99
6.1.1 试验装置原理 99
6.1.2 测控系统设计 100
6.1.3 试验装置硬件设备组成 102
6.1.4 基于峭度和谱峭度、EMD的铁路轴承试验 106
6.2 双列圆锥滚动体轴承试验装置 113
6.2.1 试验装置原理与硬件组成 113
6.2.2 技术指标与主要参数 115
6.3 双列圆锥滚动体轴承故障试验 119
6.3.1 软件开发 119
6.3.2 试验设计 124
6.3.3 高速列车轴承故障诊断试验验证 127
6.4 本章小结 139
第7章 高速列车轴箱轴承动态监测系统设计开发 141
7.1 设计开发背景 141
7.2 系统结构框架设计 142
7.3 硬件系统设计 144
7.3.1 无线通信技术要求 145
7.3.2 监测仪分机设计 146
7.4 软件系统设计 147
7.4.1 软件开发平台 147
7.4.2 软件系统功能 147
7.5 本章小结 149
第8章 高速列车轴承振动质量分析及其控制方法 151
8.1 轴承振动（噪声）质量及检测技术概述 151
8.1.1 国内外现状 151
8.1.2 问题的提出 152
8.2 高速列车轴承振动对列车可靠性的影响 152
8.2.1 系统模型建立 152
8.2.2 轴承振动产生机理 153
8.2.3 振动对轴承疲劳寿命评估的作用 154
8.3 圆度、波纹度与轴承振动质量 156
8.3.1 轴承零件圆周方向几何精度的评定 156
8.3.2 成品轴承质量的效果检验试验 160
8.3.3 波纹度评定新方法 164
8.3.4 高速列车轴承振动检测参数 165
8.3.5 轴承振动质量评定方法 171
8.3.6 高速列车轴承振动频谱分析 173
8.4 本章小结 176
第9章 高速列车轴承振动质量检测技术 178
9.1 轴承振动传递特性 178
9.1.1 外圈传递函数的影响 178
9.1.2 理论分析 179
9.1.3 实验测量 180
9.2 高速列车轴承振动检测传感器及系统的选择 183
9.2.1 振动速度传感器与振动加速度传感器 183
9.2.2 高速列车轴承振动检测仪电测系统构成 186
9.2.3 软件的构成 187
9.2.4 仪器的标定 191
9.3 高速列车轴承振动检测标准制定 195
9.3.1 振动安德鲁标准制定 195
9.3.2 检测流程 197
9.3.3 峰值计数检测结果 199
9.4 高速列车轴承振动质量控制在生产中的应用 201
9.4.1 SPC质量控制 201
9.4.2 效果检验 202
9.4.3 SPC在高速列车运输系统的应用及效果预测 203
9.5 本章小结 206
参考文献 208
附录A 高速列车圆锥滚动体轴承外观判定参考表 212
附录B 本书所用的轴承样本数据 213