地铁车辆转向架轴承故障诊断方法研究

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1、学校代码：地铁车辆转向架轴承故障诊断方法研究作者姓名赵治博学科专业电气工程指导教师游小杰教授刘建强副教授：―培养院系电气工程学二零一五年三月辦交乂攀硕士学位论文地铁车辆转向架轴承故障诊断方法研究作者：赵治博导师：游小杰教授刘建强副教授北京交通大学年月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交

2、论文的复印件和磁盘。学校可以为存在馆际合作关系的兄弟高校用户提供文献传递服务和交换服务。保密的学位论文在解密后适用本授权说明）签字曰期：月叫签字曰期：年月吖日学校代码：公开：密级北京交通大学硕士学位论文地铁车辆转向架轴承故障诊断方法研究作者姓名：：赵治博学号导师姓名：游小杰称：教授刘建强称：副教授学位类别：硕士：工学学位级别学科专业：电力电子与牵引传动：电气工程研究方向北京交通大学年月致谢本论文研究工作是在我的导师游小杰教授关心指导下完成的。游教授渊博的知识、严谨的治学态度和科学的工作态度给我留下了深刻的印

3、象。在此，衷心感谢游老师的指导和帮助！’在实验室的科研工作和论文的撰写过程中，刘建强老师给了我悉心的指导，在学习上和生活上都给予我很大的关心和帮助，在此向刘建强老师表示衷心的谢意！感谢北京交通大学电气工程学院电力电子研究所的全体老师，他们为我们提供了一个团结、求实、和谐的研究环境和学术氛围。在论文撰写过程中，多次与王竟飞、刘绍凯、魏远乐、宋强同学共同探讨问题，解决了很多问题。同样感谢赵东明、王浩斌、郭怀龙、李广贺、符里、史云茗、赵楠、禹映雪、杨景熙等同学对我论文中的研究工作提供了极大的帮助。同时，廖云涛、姜

4、贵明同学在我的研究生生活中带来了很多快乐。在此一并表示真挚的谢意！最后，感谢父母家人对我的帮助和支持，你们的无私奉献和鼓励使我克服困难，能够在学校专心完成学业！摘要摘要在中国，城市轨道交通迅猛发展，各大省会城市都在进行建设或规划自己的城轨，其运营安全越来越受到关注。转向架轴承是地铁车辆中的关键部件，其状态对车辆的安全运行至关重要。因此，对列车转向架轴承故障诊断具有很大的现实意义，而如何对其进行在线智能故障诊断是一个值得研究的重要问题。振动信号中往往含有与故障相关的大量信息。本文基于小波包包络分析对转向架轴承

5、故障诊断方法作了深入的研究。论文首先介绍了滚动轴承的典型结构和故障形式，研究了地铁转向架轴承的振动机理，推导了滚动轴承的故障特征频率。这是利用振动信号对其进行故障诊断的理论基础。故障诊断包括故障特征提取和故障模式识别两大部分。本文将小波包分解与重构和变换结合起来，通过获取振动信号各频段的包络谱将故障特征有效提取出来，使之更易识别。针对现有智能故障诊断方法的弊端，本文提出了故障识别搜索算法这一智能模式识别方法。该搜索算法完全采用计算机模拟人“观察”频谱图，对提取的故障特征进行有效模式识别，进而诊断出故障情况，

6、为故障的自动智能诊断打下了坚实的基础。为了验证上述方法的有效性，设计并搭建了轴承故障诊断试验台，基于此试验台对广州地铁车辆转向架轴承内圈、外圈和滚动体故障分别进行了测试，结果证明该方法能够准确诊断出列车转向架轴承故障。最后论文设计了地铁列车转向架轴承在线故障诊断硬件装置，并基于本文提出的诊断方法对该装置进行了测试。该装置能对上述三种故障做出准确诊断，具有一定的工程实用性。关键词：转向架轴承；故障诊断；小波包分解；变换；峰值搜索分类号：；ABSTRACTABSTRACTWiththerapiddevelopm

7、entofurbanrailtransitinChina,majorcapitalcitiesaredoingconstructionorplanningtheirurbanrail,andmoreatentionisbeingpaidtoitsoperationalsafety.Bogiebearingsformacriticalcomponentofmetrovehicles,andtheirstatusisessentialtothenormalandsafeoperationofvehicles.T

8、herefore,thetrainbogiebearingfaultdiagnosishasmuchpracticalsignificance.Developingintelligentonlinefaultdiagnosisschemesisanimportantissueworthyofstudy.Vibrationsignalscontainalotofinformationassociatedwithfa