动车组齿轮箱油液检测与故障诊断系统的研究

摘要

动车组的引进开创了我国铁路事业新的局面。齿轮箱是动车组的传动部件，其运行状态将直接影响到整个动车组能否正常工作。在实际工作中，由于缺乏对齿轮箱油液内物质的数据分析和认识，往往把许多因油液失效间接引起的故障归结为零部件问题。掩盖了油液故障的真相。因此，有必要建立一套基于油液光谱分析、理化分析的油液检测体系和诊断系统，精确定位齿轮箱的故障部位并提出早期警告。依据诊断结论对故障零部件采取维修措施，及时消除潜在故障，保证动车组的安全运营。以下为论文的主要研究内容。
　　第一，把油液光谱法和理化分析法同时应用在诊断齿轮箱故障中。采用简易理化分析技术来分析油液的理化性能，判断油液能否继续使用。在零部件未出现故障的情况下更换失效的油液，可在零部件表面重新形成油膜保护，减轻磨损程度，降低故障率。用原子发射光谱仪检测油液中的金属元素和浓度，对故障进行定位和原因确认等方面的分析，分析结果作为是否进行零部件维修的主要参考依据;
　　第二，通过界限值法对大量的故障数据进行统计计算，设定合理的正常值、警戒值和异常值，将光谱法检测出的数据与界限值进行对照，从检测数据信息中提取微弱的零部件失效信息并判断齿轮箱内零部件的磨损程度，得出相关部件的磨损趋势并且对其状态进行故障预报;
　　第三，使用VB软件设计了一套动车组齿轮箱油液检测与故障诊断系统软件。系统可根据油品的性能和金属颗粒的浓度，生成金属浓度界限值图，最后给出相应的故障诊断结果和对应的维护处理措施，在分析报告打印模块对油液数据和分析结果实现打印。系统主要有七大功能模块:油液信息添加及管理模块、油液光谱及理化分析检测模块、界限值图绘制模块、油液故障综合诊断模块、故障发展趋势分析模块、紧急故障总览模块和分析报告打印模块。系统具有可操作性、实用性和准确性的优点，满足了日常诊断的需求。
　　通过实例比对，初步证明了开发的系统和所使用的诊断方法可以应用到动车组齿轮箱的故障诊断当中，并且可以有效地提高诊断故障的水平，实现了对齿轮箱油液检测数据有目的的管理与维护，从而提高工作人员的工作效率，保证动车组运行的安全性和可靠性。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题研究的背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 故障诊断技术国内外发展现状

1．2．2 油液监测技术发展及现状

1．3 本文的主要研究内容

2 齿轮箱润滑方式以及故障类型

2．1．2 齿轮箱的润滑

2．2 动车组齿轮箱的故障类型

2．2．1 齿轮箱失效结构特点分析

2．2．2 齿轮常见故障类型

2．2．3 箱体故障类型

2．2．4 其它故障类型

3 齿轮箱油液光谱分析故障诊断方法研究

3．1 齿轮箱故障诊断中的油液检测技术

3．2 光谱分析技术

3．2．1 油液光谱分析

3．2．2 原子发射光谱仪

3．3 润滑油的理化性能检测方法

3．3．1 润滑油的性能指标

3．3．2 润滑油现场简易分析技术

3．4 光谱与理化性能综合检测的应用

4 基于界限值的油液检测技术

4．1 油液分析中的界限值

4．1．1 界限值的基本概念

4．1．2 磨损元素界限值的制定方法

4．2 界限值诊断动车组齿轮箱故障类型原理

4．3 动车组齿轮箱故障界限值的数学建模

4．4 齿轮箱光谱分析应用实例

5 动车组齿轮箱油液检测与故障诊断系统的研究与设计

5．1 动车组齿轮箱油液检测与故障诊断系统的研究意义

5．2 系统的总体设计思路

5．3 系统的总体工作原理图

5．4 权限功能设计

5．5 油液系统的界面设计

5．6 新建油液数据信息界面

5．6．2 新建油液理化数据信息界面

5．7 添加油液数据信息界面

5．7．1 添加油液光谱数据信息界面

5．7．2 新建油液理化数据信息界面

5．8 油液信息分析界面

5．8．1 油液光谱数据检测分析界面

5．8．2 油液理化数据检测分析界面

5．9 故障诊断界面

5．10 分析报告打印模块

5．11 本章小结

结论

致谢

参考文献

附录

攻读学位期间的研究成果