鐵路機車車輛運行故障監(jiān)測診斷技術的應用分析

陳龍

摘 要：現(xiàn)階段，鐵路機車運行故障問題逐漸成為影響鐵路系統(tǒng)穩(wěn)定運行的重要要素，對于鐵路機車的安全使用構成威脅。因此及時的將故障監(jiān)測系統(tǒng)及診斷技術有效應用于鐵路機車運行中對于保證鐵路機車運行安全性及時效性均有著重要意義，是現(xiàn)階段提高鐵路系統(tǒng)運行經濟效益及社會效益的有效途徑，同時對于推動鐵路系統(tǒng)的安全化及現(xiàn)代化發(fā)展也具有積極作用。

關鍵詞：鐵路；機車運行；故障；監(jiān)測；診斷技術

近年來，鐵路機車運行頻率的逐年增加，不僅給鐵路行業(yè)發(fā)展帶來了巨大的經濟收益，同時也產生了一系列鐵路機車運行故障安全問題，對于鐵路的安全使用及有效運行產生不利影響。為降低鐵路機車產生故障的基本概率，需將故障監(jiān)測及診斷技術融入到現(xiàn)有鐵路機車運行系統(tǒng)中，繼而為鐵路機車的高效及安全運行奠定堅實的基礎。

一、故障診斷和安全監(jiān)測的技術基礎

共振是故障診斷和安全監(jiān)測技術基礎，通過共振原理進行判斷鐵路機車車輛故障的常用方法，其技術有一定科學性，對故障檢測非常適用。振動檢測是機械故障領域應用較早的技術之一，傳統(tǒng)振動檢測技術是通過振動傳感器提取被檢測對象的振動信號，直接通過頻域和時域的分析，從中提取異常信息而達到檢測的目的。但是，在現(xiàn)場運行環(huán)境中，機器存在各種各樣的振動，有的振動雖然比較大，但無不良影響，而齒輪、軸承等部件故障產生的振動往往被背景振動的噪聲掩蓋，因此，直接通過振動信號進行故障診斷的精確度很難提高。共振解調技術是在傳統(tǒng)振動檢測技術的基礎上，融入聲學、聲發(fā)射、應變、應力檢測技術，從而拓寬了為工業(yè)設備故障診斷的服務領域。共振解調技術能夠精確地區(qū)分常規(guī)振動和故障沖擊，它對常規(guī)振動不敏感，對微小的故障沖擊則能夠敏銳捕捉，更有效地采集到伴生沖擊的故障信息，便于分析、診斷故障的內容、程度、部位，進而得出更準確的診斷結論。故障診斷是一項非常復雜工程，涉及很多知識，有效分析問題，提出解決問題措施，這是提高故障診斷技術的關鍵，提前診斷火車機車故障，及時排除故障，是提高火車安全的重要保障。

二、故障監(jiān)測和診斷技術的系列產品

產品是根據(jù)故障監(jiān)測和診斷技術開發(fā)出來的，具有一定的應用價值。其常用的故障診斷產品有JK00430機車走行部車載監(jiān)測裝置、JK02432鐵路客車輪對和軸承故障監(jiān)測裝置、JK05436鐵路機車安全質量信息動態(tài)監(jiān)測裝置、JK0243鐵路機車軸承齒輪故障地面診斷系統(tǒng)、JK03412軸承故障檢測機以及其他專用診斷試驗臺、綜合試驗臺等質量保障系統(tǒng)。每一種產品的研發(fā)成功對于提高火車故障監(jiān)測都起到積極作用，產品研發(fā)是研究故障監(jiān)測和診斷技術的科學家辛勤勞作的結果，每個科研產品都凝聚科學家辛勤的汗水，產品應用取得價值，提高火車監(jiān)測和診斷技術，這是保障火車安全性能的基礎，火車的安全性能提高，對于提高區(qū)域經濟具有現(xiàn)實意義，區(qū)域運輸能力提升，對于提高地方經濟的基本保障，鐵路屬于基本民生問題，是早日實現(xiàn)小康社會的基礎。

三、軌道交通運載設備故障診斷和安全監(jiān)測的技術特點

1.建立機車車載和地面系統(tǒng)

建立車載和地面系統(tǒng)這是科技發(fā)展今天必然的結果，利用先進科技水平，對遠程故障診斷提供了可靠技術支持，使機車遠程故障診斷成為可能，這也是火車發(fā)展今天，社會對火車技術革新要求。通過共振解調信息主動診斷、多因素聯(lián)合診斷及多物理量綜合診斷等故障診斷方法論，構筑故障自動診斷專家系統(tǒng)，實現(xiàn)對機車、客車走行部的軸承、齒輪、踏面等旋轉機械部件實時在線監(jiān)測、預警及地面的故障分析、診斷，并采用轉速相位跟蹤及譜號固化的理論抽象譜技術，避免因車速變化帶來故障頻率信號的漂移，提高故障診斷精度。故障正確診斷對提高火車的安全性，具有一定現(xiàn)實應用價值，火車是重要的交通運輸工具，人們對火車安全性非常關注，提高火車安全性，對整個交通運輸能力起到重要保障作用。

2.建立的機車、客車轉向架的水平、垂直振動沖擊監(jiān)測系統(tǒng)

根據(jù)火車振動的波長，可以診斷出火車的運行狀況，振動是火車診斷常用方法，通過振動原理進行故障診斷，使用廣義共振的非轉運動機械故障隨遇激勵偵察、廣義共振疲勞與裂紋識別、振動相對積的大型構件斷裂識別、振動與共振解調滑動相對積的局部裂損識別等基于廣義共振的非轉運動機械故障診斷技術，實現(xiàn)對這些部件故障分析、診斷、在線預警和故障信息的存儲等功能。對故障科學分析，提出解決故障方法，這是提高火車安全性能起到積極作用，故障診斷技術的應用，對于提升故障診斷能力，提升診斷水平，都具有一定實際應用的價值。

3.建立故障診斷系統(tǒng)

故障診斷系統(tǒng)建立是提升故障診斷能力的標志，利用先進的科學技術建立故障診斷系統(tǒng)，對提高故障診斷能力起到保障作用。研制的由軌旁布局的傳感器陣列、診斷裝置主機、接收主機構成的非接觸通過式列車故障診斷系統(tǒng)，使用超諧振式聲學共振解調非接觸動態(tài)診斷原理，實現(xiàn)對軸承、踏面等貨車旋轉部件的故障信號動態(tài)監(jiān)測，聲學信息的共振解調及解調信息的分析、診斷，并以通信方式將診斷結論實時發(fā)送給車輛到達場的值班室接收主機，及時指導車輛檢修。故障診斷系統(tǒng)的廣泛應用，對于提高火車機車的安全性起到技術支持，減少機車故障，增加火車輸送的能力，對提高區(qū)域經濟起到重要作用。

4.選擇診斷方法

不同的鐵路機車運行故障問題，應選用不同的診斷方法進行實際的診斷工作，以便于使其能夠在鐵路機車診斷過程中，切實的發(fā)揮其實際作用，從而有效的保障鐵路機車診斷效果。現(xiàn)階段，我國現(xiàn)有鐵路機車故障診斷方法相對較多，各不同地區(qū)對于鐵路機車故障的診斷方法及方式均有著一定的差異。因此在診斷前，首先需根據(jù)鐵路機車的實際運行狀況對可能產生鐵路機車故障的問題加以研究，并對鐵路機車的故障原因進行深入的分析，從而通過分析解結果來制定有效的軌道基礎診斷方案。而后要按不同的鐵路機車故障種類來選擇有效的診斷及處理方案，以便于提高其診斷準確性及處理安全性。最后要及時的對鐵路機車故障區(qū)域做出有效的劃分，從而有序的解決鐵路機車的實際故障問題。

5.建立應急診斷處理方案

鐵路機車運行環(huán)境較為復雜，運行應用范圍也相對較大，所以鐵路機車運行故障的產生突發(fā)性較強，通常易在運行過程中產生一定的故障問題，因此需針對鐵路機車的實際運行特點及其所易產生的相關問題對其進行系統(tǒng)化應急方案的制定，以便于其在發(fā)生鐵路機車故障時，能夠及時的對相關故障問題加以診斷，并進行解決，以此不僅有效的提升鐵路機車運行安全性，同時也降低了故障發(fā)生概率使鐵路機車運行的經濟效益得以有效保障。

四、結語

鐵路機車運行故障問題較為常見，其產生的原因也相對較多，影響范圍較為廣泛。因此為能夠有效的降低鐵路機車運行故障問題，需及時的將故障監(jiān)測及診斷技術有效的應用于鐵路機車運行中，從而保證鐵路機車運行的實際有效性，以此提高鐵路機車運行的實際安全性，以便于為鐵路機車的運行創(chuàng)造良好的實際運行條件。

參考文獻：

[1] 王國彪，何正嘉，陳雪峰，賴一楠.機械故障診斷基礎研究“何去何從”[J].機械工程學報，2013（01）.endprint