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不同运输防护下转向架牵引电机轴承的振动信号特征分析
| 论文题名： | 不同运输防护下转向架牵引电机轴承的振动信号特征分析 |
| 关键词： | 电力机车;转向架轴承;公路运输;振动信号;压缩感知;状态评估 |
| 摘要： | 城轨车辆常采用整车公路运输至业主现场，未对转向架牵引电机轴承进行运输防护，将导致运输过程中因路面颠簸而产生伪布氏压痕，现场运行时出现轴承异响，最终造成轴承失效而批量更换，影响制造商产品质量。因此，城轨车辆转向架公路运输时，合理的牵引电机轴承运输防护措施是保证城轨车辆质量的重要手段。受中车株洲电力机车有限公司委托，以宁波3号线城轨车辆转向架牵引电机轴承为研究对象，采用不同运输防护措施，进行高速公路运输全过程的振动加速度测试，开展不同运输防护状态下牵引电机轴承振动信号特征分析，从而为不同运输防护效果表征提供理论依据与技术参考。 本文主要工作如下： (1)根据城轨车辆转向架牵引电机结构，采用3种不同运输防护措施，分别为防护1)未解耦+绑带+螺杆顶死；2)解耦+螺杆顶死；3)未解耦+螺杆未顶死。在牵引电机传动端和非传动端布置加速度传感器，搭建了电机轴承振动信号采集软硬件系统，完成了株洲-宁波往返运输途中振动加速度采集，并对两台牵引电机轴承拆解后由专业轴承检测机构人本集团技术中心进行检测。检测结果表明，防护状态1、2下传动端轴承无异常，防护状态3传动端轴承外圈、内圈均有压痕。 (2)针对公路运输全过程测试数据量大造成分析困难的问题，开展了振动信号压缩感知方法研究。分析了离散余弦、离散傅里叶、离散小波三种稀疏表示方法对轴承振动信号的稀疏效果，开展了基于L1范数、正交匹配追踪(OMP)算法、广义正交匹配追踪(gOMP)算法的信号压缩和重构性能分析，实验数据分析表明离散傅里叶变换和gOMP算法结合的信号压缩效果最佳，压缩比为50%时相对误差为0.015。 (3)提取公路运输全时域轴承振动信号的时/频域特征以及基于经验模态分解(EMD)分解的原始高维特征集，分析这些特征量在不同防护状态下的分布规律。针对单一特征量难以准确评估不同防护措施对电机轴承的防护效果，提出一种基于多测度混合评价策略的统一特征指标。设计了一个特征敏感度分值序列综合评价指标，根据多测度混合特征评价模型策略优选出最优特征子集，构建统一特征指标用于表征不同防护状态下轴承的振动信号特征，分析结果表明三种防护措施的防护效果为防护1＞防护2＞防护3。 |
| 作者： | 陈齐林 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 沈意平;卫芬;刘翊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南科技大学 |
| 学位年度： | 2020 |
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