CN106812916A - 齿轮箱及轨道交通车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及齿轮箱技术领域，尤其是涉及一种齿轮箱及轨道交通车辆。该齿轮箱包括：齿轮箱本体以及设置在齿轮箱本体上的预警装置；预警装置包括复合传感器、控制组件和警示组件；复合传感器、警示组件均与控制组件电连接，复合传感器用于检测齿轮箱本体的振动数值、冲击数值和温度数值。本发明提供的齿轮箱，通过复合传感器检测、控制组件判断以及警示组件进行提醒，实现监测物理量变化幅值及其变化规律、趋势，进而为故障诊断提供数据信息支撑，为故障诊断提供依据，实现齿轮箱的预警功能，可使使用者得知齿轮箱是否处于有效的工作状态，降低实际工作状态中齿轮箱的故障频次，减少故障损失，减轻故障危害，确保行车安全，消除安全隐患。
Description
技术领域
本发明涉及齿轮箱技术领域，尤其是涉及一种齿轮箱及轨道交通车辆。
背景技术
目前国内应用的轨道交通齿轮箱，如高铁、地铁、城轨车辆齿轮箱等，是轨道交通车辆的关键部件之一。齿轮箱由齿轮、箱体、轴承及润滑机构等组成，是轨道交通车辆的动力传动装置，负责将电机的动力传送到动车上，使其实现高速奔跑。齿轮箱作为动车核心部件之一，是动车传动系统中最重要的传动环节之一，关系到轨道交通车辆的行车安全和乘客生命财产安全。
然而，在运行过程中，轨道交通齿轮箱的工作条件十分恶劣，不但工作负载较大，而且还频繁承受着来自包括线路在内的各种振动和冲击载荷。在实际运用中，齿轮箱也是故障频出。
在轨道交通车辆行车过程中，不能确定齿轮箱的零部件，如齿轮、轴承等旋转部件是否处于有效的工作状态。因齿轮箱在轨道交通车辆中的重要作用和影响，这对行车安全极为不利，存在很大的安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种齿轮箱及轨道交通车辆，以解决现有技术中存在的不能确定齿轮箱是否处于有效的工作状态，存在很大的安全隐患的技术问题。
本发明提供的一种齿轮箱，所述齿轮箱包括：齿轮箱本体以及设置在所述齿轮箱本体上的预警装置；
所述预警装置包括复合传感器、控制组件和警示组件；
所述复合传感器、所述警示组件均与所述控制组件电连接，所述复合传感器用于检测所述齿轮箱本体的振动数值、冲击数值和温度数值；
当所述振动数值、所述冲击数值和所述温度数值中的其中一个或者多个大于预设数值时，所述控制组件能够控制开启所述警示组件。
进一步地，所述控制组件包括数据处理模块、数据传输模块以及数据分析模块；
所述数据处理模块、所述数据传输模块以及所述数据分析模块依次电连接；所述数据处理模块与所述复合传感器电连接，用于筛选出所述齿轮箱本体的回转部件的振动数值、冲击数值和温度数值；所述数据传输模块用于将所述回转部件的振动数值、冲击数值和温度数值传输至所述数据分析模块；所述数据分析模块与所述警示组件电连接，用于对所述回转部件的振动数值、冲击数值和温度数值分析。
进一步地，所述警示组件包括正常警示模块、普通警示模块、一般警示模块以及严重警示模块；所述正常警示模块、普通警示模块、一般警示模块以及严重警示模块均与所述数据分析模块电连接。
进一步地，所述齿轮箱本体包括箱体以及设置在所述箱体上的轴承；所述复合传感器设置在所述箱体的内壁上，且位于靠近所述轴承的位置。
进一步地，所述预警装置还包括储存模块；所述储存模块与所述数据分析模块电连接，用于储存所述数据分析模块的分析结果。
进一步地，所述预警装置还包括显示屏；所述显示屏设置在所述齿轮箱本体上，所述显示屏与所述警示组件电连接，用于显示所述警示组件的警示信息。
进一步地，所述预警装置包括机壳；所述控制组件和所述预警组件均设置在所述机壳内；所述显示屏设置在所述机壳上。
进一步地，所述机壳上设置有操作按键。
进一步地，本发明还提供一种轨道交通车辆，所述轨道交通车辆包括本发明所述的齿轮箱。
进一步地，所述轨道交通车辆包括车辆控制系统；所述车辆控制系统与所述预警装置的控制组件电连接。
本发明提供的齿轮箱，在齿轮箱本体上设置复合传感器、控制组件和警示组件，复合传感器检测齿轮箱本体的振动数值、冲击数值和温度数值，并将该振动数值、冲击数值和温度数值传送至控制组件，控制组件对接收到的数值进行判断，当振动数值、冲击数值和温度数值中的其中一个数值或者多个数值大于预设数值时，控制组件控制启动警示组件，从而提醒使用者。
本发明提供的齿轮箱，通过复合传感器检测、控制组件判断以及警示组件进行提醒，实现监测物理量变化幅值及其变化规律、趋势，进而为故障诊断提供数据信息支撑，为故障诊断提供依据，实现齿轮箱的预警功能，可使使用者得知齿轮箱是否处于有效的工作状态，确保及早发现、及早维护，降低实际工作状态中齿轮箱的故障频次，减少故障损失，减轻故障危害，确保行车安全，消除安全隐患。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的齿轮箱的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的预警装置的原理示意图。
附图标记：
1-齿轮箱本体；2-复合传感器；3-控制组件；4-警示组件；31-数据处理模块；32-数据传输模块；33-数据分析模块；41-正常警示模块；42-普通警示模块；43-一般警示模块；44-严重警示模块。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1为本发明实施例提供的齿轮箱的结构示意图；图2为本发明实施例提供的预警装置的原理示意图，如图1和图2所示，本发明实施例提供的一种齿轮箱，该齿轮箱包括：齿轮箱本体1以及设置在齿轮箱本体1上的预警装置；预警装置包括复合传感器2、控制组件3和警示组件4；复合传感器2、警示组件4均与控制组件3电连接，复合传感器2用于检测齿轮箱本体1的振动数值、冲击数值和温度数值；当振动数值、冲击数值和温度数值中的其中一个或者多个大于预设数值时，控制组件3能够控制开启警示组件4。
本发明实施例提供的齿轮箱，在齿轮箱本体1上设置复合传感器2、控制组件3和警示组件4，复合传感器2检测齿轮箱本体1的振动数值、冲击数值和温度数值，并将该振动数值、冲击数值和温度数值传送至控制组件3，控制组件3对接收到的数值进行判断，当振动数值、冲击数值和温度数值中的其中一个数值或者多个数值大于预设数值时，控制组件3控制启动警示组件4，从而提醒使用者。
本发明实施例提供的齿轮箱，通过复合传感器2检测、控制组件3判断以及警示组件4进行提醒，实现监测物理量变化幅值及其变化规律、趋势，进而为故障诊断提供数据信息支撑，为故障诊断提供依据，实现齿轮箱的预警功能，可使使用者得知齿轮箱是否处于有效的工作状态，确保及早发现、及早维护，降低实际工作状态中齿轮箱的故障频次，减少故障损失，减轻故障危害，确保行车安全，消除安全隐患。
其中，振动数值是指齿轮箱在使用过程中振动时的振幅、频率等数值。冲击数值是指齿轮箱在使用过程中受到轨道线路的冲击力等数值。温度数值是指齿轮箱所处环境的温度。
如图2所示，在上述实施例的基础上，进一步地，控制组件3包括数据处理模块31、数据传输模块32以及数据分析模块33；数据处理模块31、数据传输模块32以及数据分析模块33依次电连接；数据处理模块31与复合传感器2电连接，用于筛选出齿轮箱本体1的回转部件的振动数值、冲击数值和温度数值；数据传输模块32用于将回转部件的振动数值、冲击数值和温度数值传输至数据分析模块33；数据分析模块33与警示组件4电连接，用于对回转部件的振动数值、冲击数值和温度数值分析。
本实施例中，控制组件3包括数据处理模块31、数据传输模块32以及数据分析模块33，复合传感器2将检测到的振动数值、冲击数值以及温度数值传送至数据处理模块31，数据处理模块31对接收到的数据进行有效处理，也即将齿轮箱的回转部件，例如齿轮、轴承以及转动轴等部件的数据筛选出，并将筛选出的这些数据通过数据传输模块32传输至数据分析模块33，数据分析模块33对这些数据进行分析判断，当这些数据中的其中一个或者多个超出预设数值时，警示组件4启动提醒使用者。
本实施例中，通过数据处理模块31将齿轮箱本体1的回转部件的相应数值筛选出，也即，将齿轮箱本体1的主要零部件的数值进行筛选，由于齿轮箱回转部件的振动摩擦损耗较大，通过分析回转部件的数值可快速判断出齿轮箱的状态，从而提高了检测效率。
如图2所示，在上述实施例的基础上，进一步地，警示组件4包括正常警示模块41、普通警示模块42、一般警示模块43以及严重警示模块44；正常警示模块41、普通警示模块42、一般警示模块43以及严重警示模块44均与数据分析模块33电连接。
本实施例中，将警示组件4分为正常警示模块41、普通警示模块42、一般警示模块43以及严重警示模块44，当数据分析模块33对数据进行分析后，根据分析出的结果启动相应的警示模块。
本实施例中，针对齿轮箱中的主要回转部件如齿轮、轴承等零件，在运行时的振动谱、温度变化等物理量随运行状态、工作状态变化而发生变化，可导致不同故障或潜在故障的原因不尽相同，所反映出来的各物理量变化也不尽相同，通过对以上物理量变化进行监测，根据其变化频率、数值所对应的潜在故障，做出不同级别的预警反馈，进而实现齿轮箱智能预警的功能。将警示组件4分等级进行警示提醒，也即，按照不同异常程度进而进行不同程度的预警，可让使用者得知齿轮箱具体更详细的状态，从而采取相应的措施。
如图2所示，在上述实施例的基础上，进一步地，齿轮箱本体1包括箱体以及设置在箱体上的轴承；复合传感器2设置在箱体的内壁上，且位于靠近轴承的位置。
本实施例中，将复合传感器2设置在靠近轴承的位置，主要对轴承进行数据采集，由于齿轮箱内结构复杂，轴承的数据方便采集，也方便安装复合传感器2。
如图2所示，在上述实施例的基础上，进一步地，预警装置还包括储存模块；储存模块与数据分析模块33电连接，用于储存数据分析模块33的分析结果。
本实施例中，储存模块对分析模块的分析结果进行储存，使用者可查询到历史分析结果，从而得知齿轮箱的近况。
其中，可设置故障记录功能，使用者通过故障记录功能查询到本次故障记录、历史相关记录以及全部历史记录。
在上述实施例的基础上，进一步地，预警装置还包括显示屏；显示屏设置在齿轮箱本体1上，显示屏与警示组件4电连接，用于显示警示组件4的警示信息。
本实施例中，通过显示屏显示警示组件4的警示信息，方便使用者查看到该信息。
在上述实施例的基础上，进一步地，预警装置包括机壳；控制组件3和预警组件均设置在机壳内；显示屏设置在机壳上。
本实施例中，将控制组件3和警示组件4均设置在机壳内，机壳可起到保护控制组件3和警示组件4的作用，避免控制组件3和警示组件4落上灰尘，延长预警装置的使用寿命。
其中，机壳的材质可以为多种，例如：金属或者塑料等等。较佳地，机壳的材质为金属，金属质硬，抗磨损，使用寿命较长。
在上述实施例的基础上，进一步地，机壳上设置有操作按键。
本实施例中，使用者通过操作按键对预警装置进行相应操作，相应信息显示在显示屏上，从而方便使用者操作。
其中，操作按键可包括系统设置，使用者通过系统设置功能对预警装置进行系统设置、查询动车信息、版本信息以及平台信息等。其中，系统设置可包括机型配置、系统时间、下载数据以及其他内容。
在上述实施例的基础上，进一步地，本发明实施例还提供一种轨道交通车辆，轨道交通车辆包括本发明的齿轮箱。
本发明实施例提供的轨道交通车辆，在齿轮箱本体1上设置复合传感器2、控制组件3和警示组件4，复合传感器2检测齿轮箱本体1的振动数值、冲击数值和温度数值，并将该振动数值、冲击数值和温度数值传送至控制组件3，控制组件3对接收到的数值进行判断，当振动数值、冲击数值和温度数值中的其中一个数值或者多个数值大于预设数值时，控制组件3控制启动警示组件4，从而提醒使用者。
本发明实施例提供的轨道交通车辆，通过复合传感器2检测、控制组件3判断以及警示组件4进行提醒，实现监测物理量变化幅值及其变化规律、趋势，进而为故障诊断提供数据信息支撑，为故障诊断提供依据，实现齿轮箱的预警功能，可使使用者得知齿轮箱是否处于有效的工作状态，确保及早发现、及早维护，降低实际工作状态中齿轮箱的故障频次，减少故障损失，减轻故障危害，确保行车安全，消除安全隐患。
在上述实施例的基础上，进一步地，轨道交通车辆包括车辆控制系统；车辆控制系统与预警装置的控制组件3电连接。
本实施例中，使用者可通过车辆控制系统对预警装置进行控制操作，方便使用。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种齿轮箱，其特征在于，包括：齿轮箱本体以及设置在所述齿轮箱本体上的预警装置；
所述预警装置包括复合传感器、控制组件和警示组件；
所述复合传感器、所述警示组件均与所述控制组件电连接，所述复合传感器用于检测所述齿轮箱本体的振动数值、冲击数值和温度数值；
当所述振动数值、所述冲击数值和所述温度数值中的其中一个或者多个大于预设数值时，所述控制组件能够控制开启所述警示组件。
2.根据权利要求1所述的齿轮箱，其特征在于，所述控制组件包括数据处理模块、数据传输模块以及数据分析模块；
所述数据处理模块、所述数据传输模块以及所述数据分析模块依次电连接；
所述数据处理模块与所述复合传感器电连接，用于筛选出所述齿轮箱本体的回转部件的振动数值、冲击数值和温度数值；
所述数据传输模块用于将所述回转部件的振动数值、冲击数值和温度数值传输至所述数据分析模块；
所述数据分析模块与所述警示组件电连接，用于对所述回转部件的振动数值、冲击数值和温度数值分析。
3.根据权利要求2所述的齿轮箱，其特征在于，所述警示组件包括正常警示模块、普通警示模块、一般警示模块以及严重警示模块；
所述正常警示模块、普通警示模块、一般警示模块以及严重警示模块均与所述数据分析模块电连接。
4.根据权利要求1所述的齿轮箱，其特征在于，所述齿轮箱本体包括箱体以及设置在所述箱体上的轴承；
所述复合传感器设置在所述箱体的内壁上，且位于靠近所述轴承的位置。
5.根据权利要求2所述的齿轮箱，其特征在于，所述预警装置还包括储存模块；
所述储存模块与所述数据分析模块电连接，用于储存所述数据分析模块的分析结果。
6.根据权利要求1所述的齿轮箱，其特征在于，所述预警装置还包括显示屏；
所述显示屏设置在所述齿轮箱本体上，所述显示屏与所述警示组件电连接，用于显示所述警示组件的警示信息。
7.根据权利要求6所述的齿轮箱，其特征在于，所述预警装置包括机壳；
所述控制组件和所述预警组件均设置在所述机壳内；所述显示屏设置在所述机壳上。
8.根据权利要求7所述的齿轮箱，其特征在于，所述机壳上设置有操作按键。
9.一种轨道交通车辆，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的齿轮箱。
10.根据权利要求9所述的轨道交通车辆，其特征在于，包括车辆控制系统；
所述车辆控制系统与所述预警装置的控制组件电连接。
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