CN110006651B - 一种确定轴承寿命方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种确定轴承寿命的方法和装置，通过各个工况下包括多个不同的工作时长下电机输出扭矩的载荷谱，针对目标工况，利用每个工作时长对应的电机输出扭矩，结合轴承当前的振动载荷、啮合载荷，计算该目标工况下的当量平均载荷；从而基于所述当量平均载荷，确定所述轴承的寿命。这样，由于引入每个工况下不同工作时长的电机输出扭矩，使得获得的当量平均载荷不仅考虑了轮轨随机不平顺等带来的振动载荷，还体现了电机传来的变扭矩载荷这一特征，从而使计算出的轴承寿命更加准确，以便更好的确定出该传动系统的运行状况，从而提高了传动系统运行的可靠性。

Description

一种确定轴承寿命方法和装置

技术领域

本发明涉及轴承技术领域，特别是涉及一种确定轴承寿命方法和装置。

背景技术

轴承，作为机械设备中传动系统的一种重要零部件，主要用于支撑机械旋转体，降低机械旋转体在运动过程中的摩擦系数，并保证该机械旋转体的回转精度。对于整个传动系统，甚至整个机械设备(例如：轨道交通列车)，轴承的寿命长短关系着整个传动系统和机械设备的使用效率和运行可靠性，所以，如果可以准确的确定轴承的寿命，将有利于对传动系统和机械设备的使用状况进行有效的评估。需要说明的是，轴承寿命可以是指轴承内外套圈或滚动体首次出现疲劳扩展时的累计运转时间。

但是，对于传动系统中轴承，目前，其寿命的计算都比较笼统，计算出的寿命值与轴承的实际寿命存在一定的偏差，导致对包括该轴承的传动系统的运行状况的判断不够准确。例如：对于一些特殊的传动系统，如：转向架齿轮箱的轴承，由于其特殊的服役特点——既要承受电机传来的变扭矩载荷，又要承受轮轨随机不平顺等带来的振动载荷，因此，准确计算转向架齿轮箱中轴承的寿命十分困难。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种确定轴承寿命的方法和装置，以使得即使对于工况复杂的一些特殊传动系统中的轴承，也能够准确的确定出该轴承的寿命，从而能够更好的确定出该传动系统的运行状况，提高了传动系统运行的可靠性。

第一方面，提供了一种确定轴承寿命的方法，包括：

获取轴承当前的振动载荷、啮合载荷和目标工况的载荷谱中每个工作时长下对应的电机输出扭矩；所述目标工况的载荷谱包括多个不同的工作时长下的载荷谱；

根据所述振动载荷、所述啮合载荷和每个所述工作时长下的所述电机输出扭矩，计算所述目标工况下的当量平均载荷；

基于所述当量平均载荷，确定所述轴承的寿命。

可选地，所述根据所述振动载荷、所述啮合载荷和每个所述工作时长下的所述电机输出扭矩，计算所述目标工况下的当量平均载荷，包括：

针对所述目标工况载荷谱上的每个工作时长，根据所述振动载荷、所述啮合载荷和该工作时长下的所述电机输出扭矩，计算该工作时长下的当量动载荷；

基于所述目标工况下每个工作时长下的所述当量动载荷、工作时长和该工作时长下的电机转速，计算所述目标工况下的所述当量平均载荷。

可选地，所述目标工况包括下述工况下的至少一种：空车载客左行工况、空车载客右行工况、额定载客左行工况、额定载客右行工况、超员载客左行工况和超员载客右行工况。

可选地，该方法还包括：

若为空车载客，则，获取所述空车载客左行工况对应的第一左行寿命和第一左行时长、所述空车载客右行工况对应的第一右行寿命和第一右行时长；

基于所述第一左行寿命、所述第一左行时长、所述第一右行寿命和所述第一右行时长，计算所述空车载客的第一轴承寿命；

若为额定载客，则，获取所述额定载客左行工况对应的第二左行寿命和第二左行时长、所述额定载客右行工况对应的第二右行寿命和第二右行时长；

基于所述第二左行寿命、所述第二左行时长、所述第二右行寿命和所述第二右行时长，计算所述额定载客的第二轴承寿命；

若为超员载客，则，获取所述超员载客左行工况对应的第三左行寿命和第三左行时长、所述超员载客右行工况对应的第三右行寿命和第三右行时长；

基于所述第三左行寿命、所述第三左行时长、所述第三右行寿命和所述第三右行时长，计算所述超员载客的第三轴承寿命。

可选地，该方法还包括：

若为左行，则，获取所述空车载客左行工况对应的第一左行寿命和第一左行时长、所述额定载客左行工况对应的第二左行寿命和第二左行时长、以及所述超员载客左行工况对应的第三左行寿命和第三左行时长；

基于所述第一左行寿命、所述第一左行时长、所述第二左行寿命、所述第二左行时长、所述第三左行寿命和所述第三左行时长，计算所述左行的第四轴承寿命；

若为右行，则，获取所述空车载客右行工况对应的第一右行寿命和第一右行时长、所述额定载客右行工况对应的第二右行寿命和第二右行时长、以及所述超员载客右行工况对应的第三右行寿命和第三右行时长；

基于所述第一右行寿命、所述第一右行时长、所述第二右行寿命、所述第二右行时长、所述第三右行寿命和所述第三右行时长，计算所述右行的第五轴承寿命。

可选地，该方法还包括：

基于所述空车载客对应的所述第一左行时长和所述第一右行时长，计算所述空车载客的第一总时长；基于所述额定载客对应的所述第二左行时长和所述第二右行时长，计算所述额定载客的第二总时长；基于所述超员载客对应的所述第三左行时长和所述第三右行时长，计算所述超员载客的第三总时长；

基于所述第一总时长、所述第二总时长、所述第三总时长、所述第一轴承寿命、所述第二轴承寿命和所述第三轴承寿命，确定所述轴承的全工况寿命。

第二方面，还提供了一种确定轴承寿命的装置，包括：

第一获取单元，用于获取轴承当前的振动载荷、啮合载荷和目标工况的载荷谱中每个工作时长下对应的电机输出扭矩；所述目标工况的载荷谱包括多个不同的工作时长下的载荷谱；

第一计算单元，用于根据所述振动载荷、所述啮合载荷和每个所述工作时长下的所述电机输出扭矩，计算所述目标工况下的当量平均载荷；

第一确定单元，用于基于所述当量平均载荷，确定所述轴承的寿命。

可选地，所述第一计算单元，包括：

第一计算子单元，用于针对所述目标工况载荷谱上的每个工作时长，根据所述振动载荷、所述啮合载荷和该工作时长下的所述电机输出扭矩，计算该工作时长下的当量动载荷；

第二计算子单元，用于基于所述目标工况下每个工作时长下的所述当量动载荷、工作时长和该工作时长下的电机转速，计算所述目标工况下的所述当量平均载荷。

可选地，所述目标工况包括下述工况下的至少一种：空车载客左行工况、空车载客右行工况、额定载客左行工况、额定载客右行工况、超员载客左行工况和超员载客右行工况。

可选地，该装置还包括：

第二获取单元，用于若为空车载客，则，获取所述空车载客左行工况对应的第一左行寿命和第一左行时长、所述空车载客右行工况对应的第一右行寿命和第一右行时长；

第二计算单元，用于基于所述第一左行寿命、所述第一左行时长、所述第一右行寿命和所述第一右行时长，计算所述空车载客的第一轴承寿命；

第三获取单元，用于若为额定载客，则，获取所述额定载客左行工况对应的第二左行寿命和第二左行时长、所述额定载客右行工况对应的第二右行寿命和第二右行时长；

第三计算单元，用于基于所述第二左行寿命、所述第二左行时长、所述第二右行寿命和所述第二右行时长，计算所述额定载客的第二轴承寿命；

第四获取单元，用于若为超员载客，则，获取所述超员载客左行工况对应的第三左行寿命和第三左行时长、所述超员载客右行工况对应的第三右行寿命和第三右行时长；

第四计算单元，用于基于所述第三左行寿命、所述第三左行时长、所述第三右行寿命和所述第三右行时长，计算所述超员载客的第三轴承寿命。

可选地，该装置还包括：

第五获取单元，用于若为左行，则，获取所述空车载客左行工况对应的第一左行寿命和第一左行时长、所述额定载客左行工况对应的第二左行寿命和第二左行时长、以及所述超员载客左行工况对应的第三左行寿命和第三左行时长；

第五计算单元，用于基于所述第一左行寿命、所述第一左行时长、所述第二左行寿命、所述第二左行时长、所述第三左行寿命和所述第三左行时长，计算所述左行的第四轴承寿命；

第六获取单元，用于若为右行，则，获取所述空车载客右行工况对应的第一右行寿命和第一右行时长、所述额定载客右行工况对应的第二右行寿命和第二右行时长、以及所述超员载客右行工况对应的第三右行寿命和第三右行时长；

第六计算单元，用于基于所述第一右行寿命、所述第一右行时长、所述第二右行寿命、所述第二右行时长、所述第三右行寿命和所述第三右行时长，计算所述右行的第五轴承寿命。

可选地，该装置还包括：

第七计算单元，用于基于所述空车载客对应的所述第一左行时长和所述第一右行时长，计算所述空车载客的第一总时长；基于所述额定载客对应的所述第二左行时长和所述第二右行时长，计算所述额定载客的第二总时长；基于所述超员载客对应的所述第三左行时长和所述第三右行时长，计算所述超员载客的第三总时长；

第二确定单元，用于基于所述第一总时长、所述第二总时长、所述第三总时长、所述第一轴承寿命、所述第二轴承寿命和所述第三轴承寿命，确定所述轴承的全工况寿命。

在本发明实施例中，通过各个工况下包括多个不同的工作时长下电机输出扭矩的载荷谱，针对目标工况，利用每个工作时长对应的电机输出扭矩，结合轴承当前的振动载荷、啮合载荷，计算该目标工况下的当量平均载荷；从而基于所述当量平均载荷，确定所述轴承的寿命。这样，由于引入每个工况下不同工作时长的电机输出扭矩，使得获得的当量平均载荷不仅考虑了轮轨随机不平顺等带来的振动载荷，还体现了电机传来的变扭矩载荷这一特征，从而使计算出的轴承寿命更加准确，以便更好的确定出该传动系统的运行状况，从而提高了传动系统运行的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中一种确定轴承寿命的方法的流程示意图；

图2为本发明实施例中步骤102的一示例的流程示意图；

图3为本发明实施例中一种确定轴承寿命的装置的结构示意图。

具体实施方式

目前，轨道交通工具包括：火车、地铁、有轨电车等，给人们的出行带来了极大的便利。其中，转向架作为轨道交通工具的重要结果之一，其上齿轮箱中轴承的寿命，直接决定整个传动系统乃至整个轨道交通工具的使用效率和运用可靠性。通常，轴承寿命是指轴承寿命可以是指轴承内外套圈或滚动体首次出现疲劳扩展时的累计运转时间。可以理解的是，轴承寿命一般与其承受的当量动载荷之间呈指数关系，那么，要想准确计算轴承寿命，需要尽可能精确的计算轴承所承受的当量动载荷。

但是，经过发明人的研究发现，转向架齿轮箱由于其特殊的工作状况，即，既要承受电机传来的变扭矩载荷，又要承受轮轨随机不平顺等带来的振动载荷，因此，准确计算齿轮箱轴承所承受的当量动载荷是比较困难的。一些实现方式中，面对各种工况，均采用一个通过固定不变的电机输出扭矩值，计算齿轮箱轴承承受的当量动载荷，这样，由于没有考虑不同工况下电机输出扭矩的差异，导致计算出的轴承的当量动载荷不够准确的，从而造成计算出的轴承寿命也不准确。

基于此，在本发明实施例中，由于列车牵引供货商在施工设计时，综合考虑列车按照实际站间距运行时的牵引、制动、网压波动、机械部件传动效率、左右行等因素仿真计算牵引系统的性能，并计算出牵引电机的“扭矩-时间-转速”载荷谱，利用列车牵引供货商提供的该牵引电机的“扭矩-时间-转速”载荷谱，结合轴承承受不稳定变应力时的疲劳损伤累计理论，可以较为精确的计算轴承寿命。具体的计算方式可以包括：获取轴承当前的振动载荷、啮合载荷和目标工况的载荷谱中每个工作时长下对应的电机输出扭矩；所述目标工况的载荷谱包括多个不同的工作时长下的载荷谱；根据所述振动载荷、所述啮合载荷和每个所述工作时长下的所述电机输出扭矩，计算所述目标工况下的当量平均载荷；基于所述当量平均载荷，确定所述轴承的寿命。

可见，本发明实施例中确定的轴承寿命，由于引入每个工况下不同工作时长的电机输出扭矩，使得获得的当量平均载荷不仅考虑了轮轨随机不平顺等带来的振动载荷，还体现了电机传来的变扭矩载荷这一特征，从而使计算出的轴承寿命更加准确，以便更好的确定出该传动系统的运行状况，从而提高了传动系统运行的可靠性。

下面结合附图，通过实施例来详细说明本发明实施例中确定轴承寿命的方法的具体实现方式。

图1示出了本发明实施例提供的确定轴承寿命的方法的流程示意图。参见图1，本发明实施例具体可以包括：

步骤101，获取轴承当前的振动载荷、啮合载荷和目标工况的载荷谱中每个工作时长下对应的电机输出扭矩；其中，该目标工况的载荷谱包括多个不同的工作时长下的载荷谱。

可以理解的是，列车的目标工况可以包括下述工况下的至少一种：空车载客左行工况、空车载客右行工况、额定载客左行工况、额定载客右行工况、超员载客左行工况和超员载客右行工况。

列车牵引供货商会针对各种工况，分别提供对应的牵引电机的“扭矩-时间-转速”载荷谱，例如：具体的牵引电机的载荷谱的形式如下表1所示：

其中，表1中的每一行是该工况下一个工作时长对应的相关参数，具体包括该工况的该工作时长下的车速、锁动力(Loco effort)、每个电机的锁动力(Loco effort permotor)、电机转速和电机输出扭矩。

具体实现时，可以通过读取如表1所示的载荷谱，获得目标工况的载荷谱中每个工作时长下对应的电机输出扭矩。

表1某工况下牵引电机的“扭矩-时间-转速”载荷谱

可以理解的是，对于轴承当前的振动载荷，可以是通过实测当前轴承的振动加速度，然后根据该轴承的质量、重心以及当前的振动加速度，计算得到轴承当前的振动载荷。需要说明的是，轴承当前的振动载荷可以参考国际电工委员会制订的IEC61373：“铁路应用-机车车辆设备-冲击和振动试验”标准。

可以理解的是，对于啮合载荷，根据齿轮箱的设计确定，具体可以根据扭矩、传动比以及其他的几何参数，共同计算出齿轮箱中齿轮副的啮合载荷。

按照步骤101获取轴承当前的振动载荷、啮合载荷和目标工况的载荷谱中每个工作时长下对应的电机输出扭矩，为后续准确的确定目标工况下的当量平均载荷以及轴承的寿命提供了数据基础。

步骤102，根据所述振动载荷、所述啮合载荷和每个所述工作时长下的所述电机输出扭矩，计算所述目标工况下的当量平均载荷。

可以理解的是，当量动载荷是指：轴承在同时承受径向和轴向的联合载荷时，将实际载荷转换为与确定的基本额定动载荷的载荷条件相一致的当量动载荷。也就是说，利用当量动载荷计算出的轴承寿命，具有相同的衡量标准，可以在相同条件下进行比较。

具体实现时，步骤102的实现具体参见图2所示的实现方式，可以包括：

步骤201，针对所述目标工况载荷谱上的每个工作时长，根据所述振动载荷、所述啮合载荷和该工作时长下的所述电机输出扭矩，计算该工作时长下的当量动载荷。

可以理解的是，针对目标公开载荷谱上的每个工作时长，振动载荷、所述啮合载荷和该工作时长下的所述电机输出扭矩，可以按照预设的计算公式计算出该工作时长下的当量动载荷。例如：针对表1对应的每一行，均根据振动载荷、所述啮合载荷和该行中的电机输出扭矩，计算出该行对应的当量动载荷。

具体实现时，如果该工况下提供了N(N为正整数)个工作时长的载荷谱，那么，可以针对这N个工作时长，根据每个工作时长对应的电机输出扭矩，计算出对应的N个当量动载荷F_i(i＝1,2，…，N)。

“根据所述振动载荷、所述啮合载荷和所述电机输出扭矩，计算当量动载荷”的计算公式，可以是技术人员根据理论和经验积累，预先进行设置，只要可以计算出较为合理的当量动载荷均可以作为该计算公式，在本实施例中不作具体限定。

步骤202，基于所述目标工况下每个工作时长下的所述当量动载荷、工作时长和该工作时长下的电机转速，计算所述目标工况下的所述当量平均载荷。

可以理解的是，对于同一目标工况，可以针对该目标工况下每个工作时长对应的当前动载荷F_i，计算出该目标工况下的当量平均载荷F_m。

作为一个示例，步骤202具体可以根据下述公式(1)计算目标工况下的当量平均载荷：

其中，u_i为第i个工作时长对应的工作时长，单位可以是：秒；F_i为第i个工作时长下根据步骤201计算出的当量动载荷，单位可以是：牛；n_i为该第i个工作时长下的电机转速，单位可以是：转/分钟；ε为轴承寿命指数，为常数；F_m为目标工况下的当量平均载荷。

可以理解的是，由于计算当量平均载荷引入了牵引电机的“扭矩-时间-转速”载荷谱中的各个工作时长下的具体数据，如：电机输出扭矩、工作时长以及电机转速，利用了疲劳累积理论，可以使得计算出的当量平均载荷更加准确的体现轴承的状况，从而为后续准确的确定轴承的寿命提供了数据基础。

步骤103，基于所述当量平均载荷，确定所述轴承的寿命。

具体实现时，可以利用下述公式(2)计算轴承寿命：

其中，C为轴承的额定载荷，为常数；；ε为轴承寿命指数，为常数；F_m为目标工况下的当量平均载荷；L_10m为该目标工况下的轴承寿命。

可见，在本发明实施例中，通过各个工况下包括多个不同的工作时长下电机输出扭矩的载荷谱，针对目标工况，利用每个工作时长对应的电机输出扭矩，结合轴承当前的振动载荷、啮合载荷，计算该目标工况下的当量平均载荷；从而基于所述当量平均载荷，确定所述轴承的寿命。这样，由于引入每个工况下不同工作时长的电机输出扭矩，使得获得的当量平均载荷不仅考虑了轮轨随机不平顺等带来的振动载荷，还体现了电机传来的变扭矩载荷这一特征，从而使计算出的轴承寿命更加准确，以便更好的确定出该传动系统的运行状况，从而提高了传动系统运行的可靠性。

另外，对于不同的目标工况，均可以采用上述实现方式准确的计算出对应的轴承寿命。下面对不同的目标工况、目标工况的组合以及全工况下，确定轴承寿命的方式进行分别的介绍：

情况一：

对于列车空车载客的情况，计算空车载客情况对应的第一轴承寿命的方式具体可以包括：

S11，获取所述空车载客左行工况对应的第一左行寿命和第一左行时长、所述空车载客右行工况对应的第一右行寿命和第一右行时长；

S12，基于所述第一左行寿命、所述第一左行时长、所述第一右行寿命和所述第一右行时长，计算所述空车载客的第一轴承寿命。

作为一个示例，将空车载客左行工况作为目标工况，根据图1对应的实施例，可以计算出轴承寿命，记作第一左行寿命；同理，将空车载客右行工况作为目标工况，根据图1对应的实施例，可以计算出轴承寿命，记作第一右行寿命。而且，可以根据各目标工况对应的牵引电机的“扭矩-时间-转速”载荷谱，查看空车载客左行工况对应的载荷谱的最大工作时长，确定为第一左行时长，同理，也可查看空车载客右行工况对应的载荷谱的最大工作时长，确定为第一右行时长。接着，可以利用预设的计算公式，计算该空车载客(包括空车载客左行和空车载客右行)工况下的第一轴承寿命，例如：可以根据下述公式(3)计算第一轴承寿命：

其中，a为第一左行时长，b为第一右行时长，L_10ma为第一左行寿命，L_10mb为第一右行寿命，

为空车载客下第一轴承寿命。

情况二：

对于列车额定载客的情况，计算额定载客情况对应的第二轴承寿命的方式具体可以包括：

S21，获取所述额定载客左行工况对应的第二左行寿命和第二左行时长、所述额定载客右行工况对应的第二右行寿命和第二右行时长；

S22，基于所述第二左行寿命、所述第二左行时长、所述第二右行寿命和所述第二右行时长，计算所述额定载客的第二轴承寿命。

相关描述可以参见对于空车载情况的相关介绍。

例如：可以根据下述公式(4)计算第二轴承寿命：

其中，c为第二左行时长，d为第二右行时长，L_10mc为第二左行寿命，L_10md为第二右行寿命，

为额定载客下第二轴承寿命。

情况三：

对于列车超员载客的情况，计算超员载客情况对应的第三轴承寿命的方式具体可以包括：

S31，获取所述超员载客左行工况对应的第三左行寿命和第三左行时长、所述超员载客右行工况对应的第三右行寿命和第三右行时长；

S32，基于所述第三左行寿命、所述第三左行时长、所述第三右行寿命和所述第三右行时长，计算所述超员载客的第三轴承寿命。

相关描述可以参见对于空车载情况的相关介绍。

例如：可以根据下述公式(5)计算第三轴承寿命：

其中，e为第三左行时长，f为第三右行时长，L_10me为第三左行寿命，L_10mf为第三右行寿命，

为额定载客下第三轴承寿命。

需要说明的是，上述L_10ma、L_10mb、L_10mc、L_10md、L_10me和L_10mf均可以是根据上述图1对应的实施例，将对应的工况作为目标工况，计算得到的。

情况四：

对于列车左行的情况，计算左行情况对应的第四轴承寿命的方式具体可以包括：

S41，获取所述空车载客左行工况对应的第一左行寿命和第一左行时长、所述额定载客左行工况对应的第二左行寿命和第二左行时长、以及所述超员载客左行工况对应的第三左行寿命和第三左行时长；

S42，基于所述第一左行寿命、所述第一左行时长、所述第二左行寿命、所述第二左行时长、所述第三左行寿命和所述第三左行时长，计算所述左行的第四轴承寿命。

作为一个示例，将空车载客左行工况作为目标工况，根据图1对应的实施例，可以计算出轴承寿命，记作第一左行寿命；同理，将额定载客左行工况作为目标工况，根据图1对应的实施例，可以计算出轴承寿命，记作第二左行寿命；将超员载客左行工况作为目标工况，根据图1对应的实施例，可以计算出轴承寿命，记作第三左行寿命。而且，可以根据各目标工况对应的牵引电机的“扭矩-时间-转速”载荷谱，查看空车载客左行工况对应的载荷谱的最大工作时长，确定为第一左行时长，同理，也可查看额定载客左行工况对应的载荷谱的最大工作时长，确定为第二左行时长；查看超员载客左行工况对应的载荷谱的最大工作时长，确定为第三左行时长。接着，可以利用预设的计算公式，计算该空车载客(包括空车载客左行和空车载客右行)工况下的第一轴承寿命，例如：可以根据下述公式(6)计算第四轴承寿命：

其中，a为第一左行时长，c为第二左行时长，e为第三左行时长，L_10ma为第一左行寿命，L_10mc为第二左行寿命，L_10me为第三左行寿命，，

为左行下第四轴承寿命。

情况五：

对于列车右行的情况，计算右行情况对应的第五轴承寿命的方式具体可以包括：

S51，获取所述空车载客右行工况对应的第一右行寿命和第一右行时长、所述额定载客右行工况对应的第二右行寿命和第二右行时长、以及所述超员载客右行工况对应的第三右行寿命和第三右行时长；

S52，基于所述第一右行寿命、所述第一右行时长、所述第二右行寿命、所述第二右行时长、所述第三右行寿命和所述第三右行时长，计算所述右行的第五轴承寿命。

相关描述可以参见对于空车载情况的相关介绍。

例如：可以根据下述公式(7)计算第五轴承寿命：

其中，b为第一右行时长，d为第二右行时长，f为第三右行时长，L_10mb为第一右行寿命，L_10md为第二右行寿命，L_10mf为第三右行寿命，，

为右行下第五轴承寿命。

情况六：

对于列车的全工况，计算全工况下的轴承全工况寿命，具体可以包括下述两者实现方式。实现方式一可以具体包括：

S611，基于所述空车载客对应的所述第一左行时长和所述第一右行时长，计算所述空车载客的第一总时长；基于所述额定载客对应的所述第二左行时长和所述第二右行时长，计算所述额定载客的第二总时长；基于所述超员载客对应的所述第三左行时长和所述第三右行时长，计算所述超员载客的第三总时长；

S612,基于所述第一总时长、所述第二总时长、所述第三总时长、所述第一轴承寿命、所述第二轴承寿命和所述第三轴承寿命，确定所述轴承的全工况寿命。

例如：可以根据下述公式(8)计算全工况轴承寿命：

其中，o为第一左行时长a和第一右行时长b的和(即，第一总时长)，p为第二左行时长c和第二右行时长d的和(即，第二总时长)，q为第三左行时长e和第三右行时长f的和(即，第三总时长)，L₁₀为全工况轴承寿命。

实现方式二可以具体包括：

S621，基于所述左行对应的所述第一左行时长、所述第二左行时长和所述第三左行时长，计算所述左行的第四总时长；基于所述右行对应的所述第一右行时长、所述第二右行时长和所述第三右行时长，计算所述右行的第五总时长；

S622,基于所述第四总时长、所述第五总时长、所述第一轴承寿命、所述第四轴承寿命和所述第五轴承寿命，确定所述轴承的全工况寿命。

例如：可以根据下述公式(9)计算全工况轴承寿命：

其中，h为第一左行时长a、第二左行时长c和第三左行时长e的和(即，第四总时长)，k第一右行时长b、第二右行时长d和第三右行时长f的和(即，第五总时长)，L_10mb为第一右行寿命，L₁₀为全工况轴承寿命。

需要说明的是，对于同一列车上的同一转向架齿轮箱中的一个轴承，根据上述S611～S612计算出的全工况轴承寿命，和根据上述S621～S622计算出的全工况轴承寿命是一致的。

这样，由于引入每个工况下不同工作时长的电机输出扭矩，使得获得的当量平均载荷不仅考虑了轮轨随机不平顺等带来的振动载荷，还体现了电机传来的变扭矩载荷这一特征，从而使计算出的轴承寿命更加准确，以便更好的确定出该传动系统的运行状况，从而提高了传动系统运行的可靠性。

此外，本发明实施例还提供了一种确定轴承寿命的装置，参见图3示出的一种确定轴承寿命的装置的结构示意图，该装置包括：

第一获取单元301，用于获取轴承当前的振动载荷、啮合载荷和目标工况的载荷谱中每个工作时长下对应的电机输出扭矩；所述目标工况的载荷谱包括多个不同的工作时长下的载荷谱；

第一计算单元302，用于根据所述振动载荷、所述啮合载荷和每个所述工作时长下的所述电机输出扭矩，计算所述目标工况下的当量平均载荷；

第一确定单元303，用于基于所述当量平均载荷，确定所述轴承的寿命。

可选地，所述第一计算单元302，包括：

第一计算子单元，用于针对所述目标工况载荷谱上的每个工作时长，根据所述振动载荷、所述啮合载荷和该工作时长下的所述电机输出扭矩，计算该工作时长下的当量动载荷；

第二计算子单元，用于基于所述目标工况下每个工作时长下的所述当量动载荷、工作时长和该工作时长下的电机转速，计算所述目标工况下的所述当量平均载荷。

可选地，所述目标工况包括下述工况下的至少一种：空车载客左行工况、空车载客右行工况、额定载客左行工况、额定载客右行工况、超员载客左行工况和超员载客右行工况。

可选地，该装置还包括：

第二获取单元，用于若为空车载客，则，获取所述空车载客左行工况对应的第一左行寿命和第一左行时长、所述空车载客右行工况对应的第一右行寿命和第一右行时长；

第二计算单元，用于基于所述第一左行寿命、所述第一左行时长、所述第一右行寿命和所述第一右行时长，计算所述空车载客的第一轴承寿命；

第三获取单元，用于若为额定载客，则，获取所述额定载客左行工况对应的第二左行寿命和第二左行时长、所述额定载客右行工况对应的第二右行寿命和第二右行时长；

第三计算单元，用于基于所述第二左行寿命、所述第二左行时长、所述第二右行寿命和所述第二右行时长，计算所述额定载客的第二轴承寿命；

第四获取单元，用于若为超员载客，则，获取所述超员载客左行工况对应的第三左行寿命和第三左行时长、所述超员载客右行工况对应的第三右行寿命和第三右行时长；

第四计算单元，用于基于所述第三左行寿命、所述第三左行时长、所述第三右行寿命和所述第三右行时长，计算所述超员载客的第三轴承寿命。

可选地，该装置还包括：

第五获取单元，用于若为左行，则，获取所述空车载客左行工况对应的第一左行寿命和第一左行时长、所述额定载客左行工况对应的第二左行寿命和第二左行时长、以及所述超员载客左行工况对应的第三左行寿命和第三左行时长；

第五计算单元，用于基于所述第一左行寿命、所述第一左行时长、所述第二左行寿命、所述第二左行时长、所述第三左行寿命和所述第三左行时长，计算所述左行的第四轴承寿命；

第六获取单元，用于若为右行，则，获取所述空车载客右行工况对应的第一右行寿命和第一右行时长、所述额定载客右行工况对应的第二右行寿命和第二右行时长、以及所述超员载客右行工况对应的第三右行寿命和第三右行时长；

第六计算单元，用于基于所述第一右行寿命、所述第一右行时长、所述第二右行寿命、所述第二右行时长、所述第三右行寿命和所述第三右行时长，计算所述右行的第五轴承寿命。

可选地，该装置还包括：

第七计算单元，用于基于所述空车载客对应的所述第一左行时长和所述第一右行时长，计算所述空车载客的第一总时长；基于所述额定载客对应的所述第二左行时长和所述第二右行时长，计算所述额定载客的第二总时长；基于所述超员载客对应的所述第三左行时长和所述第三右行时长，计算所述超员载客的第三总时长；

第二确定单元，用于基于所述第一总时长、所述第二总时长、所述第三总时长、所述第一轴承寿命、所述第二轴承寿命和所述第三轴承寿命，确定所述轴承的全工况寿命。

需要说明的是，上述描述为一种确定轴承寿命的装置的相关描述，其中，具体实现方式以及达到的效果，可以参见上述确定轴承寿命的方法实施例的描述，这里不再赘述。

本发明实施例中提到的“第一左行时长”、“第一左行寿命”等名称中的“第一”只是用来做名字标识，并不代表顺序上的第一。该规则同样适用于“第二”等。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法中的全部或部分步骤可借助软件加通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如只读存储器(英文：read-only memory，ROM)/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者诸如路由器等网络通信设备)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种确定轴承寿命的方法，其特征在于，包括：

S1，获取轴承当前的振动载荷、啮合载荷和目标工况的载荷谱中每个工作时长下对应的电机输出扭矩；所述目标工况的载荷谱包括多个不同的工作时长下的载荷谱；

S2，根据所述振动载荷、所述啮合载荷和每个所述工作时长下的所述电机输出扭矩，计算所述目标工况下的当量平均载荷；

S3，基于所述当量平均载荷，确定所述轴承的寿命；

所述目标工况包括下述工况下的至少一种：空车载客左行工况、空车载客右行工况、额定载客左行工况、额定载客右行工况、超员载客左行工况和超员载客右行工况；

所述方法还包括：

若为空车载客，则，获取空车载客左行工况对应的第一左行寿命和第一左行时长、所述空车载客右行工况对应的第一右行寿命和第一右行时长；

基于所述第一左行寿命、所述第一左行时长、所述第一右行寿命和所述第一右行时长，计算所述空车载客的第一轴承寿命；

若为额定载客，则，获取额定载客左行工况对应的第二左行寿命和第二左行时长、所述额定载客右行工况对应的第二右行寿命和第二右行时长；

基于所述第二左行寿命、所述第二左行时长、所述第二右行寿命和所述第二右行时长，计算所述额定载客的第二轴承寿命；

若为超员载客，则，获取超员载客左行工况对应的第三左行寿命和第三左行时长、所述超员载客右行工况对应的第三右行寿命和第三右行时长；

基于所述第三左行寿命、所述第三左行时长、所述第三右行寿命和所述第三右行时长，计算所述超员载客的第三轴承寿命；

基于所述空车载客对应的所述第一左行时长和所述第一右行时长，计算所述空车载客的第一总时长；基于所述额定载客对应的所述第二左行时长和所述第二右行时长，计算所述额定载客的第二总时长；基于所述超员载客对应的所述第三左行时长和所述第三右行时长，计算所述超员载客的第三总时长；

基于所述第一总时长、所述第二总时长、所述第三总时长、所述第一轴承寿命、所述第二轴承寿命和所述第三轴承寿命，确定所述轴承的全工况寿命；

其中，所述第一左行寿命、所述第一右行寿命、所述第二左行寿命、所述第二右行寿命、所述第三左行寿命、所述第三右行寿命分别为将所述空车载客左行工况、所述空车载客右行工况、所述额定载客左行工况、所述额定载客右行工况、所述超员载客左行工况、所述超员载客右行工况作为目标工况时，基于所述S1～S3获得的轴承寿命；所述第一左行时长、所述第一右行时长、所述第二左行时长、所述第二右行时长、所述第三左行时长、所述第三右行时长是根据各目标工况对应的牵引电机的扭矩-时间-转速载荷谱，获得的所述空车载客左行工况、所述空车载客右行工况、所述额定载客左行工况、所述额定载客右行工况、所述超员载客左行工况、所述超员载客右行工况对应的所述载荷谱的最大工作时长。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述振动载荷、所述啮合载荷和每个所述工作时长下的所述电机输出扭矩，计算所述目标工况下的当量平均载荷，包括：

针对所述目标工况载荷谱上的每个工作时长，根据所述振动载荷、所述啮合载荷和该工作时长下的所述电机输出扭矩，计算该工作时长下的当量动载荷；

基于所述目标工况下每个工作时长下的所述当量动载荷、工作时长和该工作时长下的电机转速，计算所述目标工况下的所述当量平均载荷。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

若为左行，则，获取所述空车载客左行工况对应的第一左行寿命和第一左行时长、所述额定载客左行工况对应的第二左行寿命和第二左行时长、以及所述超员载客左行工况对应的第三左行寿命和第三左行时长；

基于所述第一左行寿命、所述第一左行时长、所述第二左行寿命、所述第二左行时长、所述第三左行寿命和所述第三左行时长，计算所述左行的第四轴承寿命；

若为右行，则，获取所述空车载客右行工况对应的第一右行寿命和第一右行时长、所述额定载客右行工况对应的第二右行寿命和第二右行时长、以及所述超员载客右行工况对应的第三右行寿命和第三右行时长；

基于所述第一右行寿命、所述第一右行时长、所述第二右行寿命、所述第二右行时长、所述第三右行寿命和所述第三右行时长，计算所述右行的第五轴承寿命。

4.一种确定轴承寿命的装置，其特征在于，包括：

第一获取单元，用于获取轴承当前的振动载荷、啮合载荷和目标工况的载荷谱中每个工作时长下对应的电机输出扭矩；所述目标工况的载荷谱包括多个不同的工作时长下的载荷谱；

第一计算单元，用于根据所述振动载荷、所述啮合载荷和每个所述工作时长下的所述电机输出扭矩，计算所述目标工况下的当量平均载荷；

第一确定单元，用于基于所述当量平均载荷，确定所述轴承的寿命；

所述目标工况包括下述工况下的至少一种：空车载客左行工况、空车载客右行工况、额定载客左行工况、额定载客右行工况、超员载客左行工况和超员载客右行工况；

所述装置还包括：

第二获取单元，用于若为空车载客，则，获取空车载客左行工况对应的第一左行寿命和第一左行时长、所述空车载客右行工况对应的第一右行寿命和第一右行时长；

第二计算单元，用于基于所述第一左行寿命、所述第一左行时长、所述第一右行寿命和所述第一右行时长，计算所述空车载客的第一轴承寿命；

第三获取单元，用于若为额定载客，则，获取额定载客左行工况对应的第二左行寿命和第二左行时长、所述额定载客右行工况对应的第二右行寿命和第二右行时长；

第三计算单元，用于基于所述第二左行寿命、所述第二左行时长、所述第二右行寿命和所述第二右行时长，计算所述额定载客的第二轴承寿命；

第四获取单元，用于若为超员载客，则，获取超员载客左行工况对应的第三左行寿命和第三左行时长、所述超员载客右行工况对应的第三右行寿命和第三右行时长；

第四计算单元，用于基于所述第三左行寿命、所述第三左行时长、所述第三右行寿命和所述第三右行时长，计算所述超员载客的第三轴承寿命；

第七计算单元，用于基于所述空车载客对应的所述第一左行时长和所述第一右行时长，计算所述空车载客的第一总时长；基于所述额定载客对应的所述第二左行时长和所述第二右行时长，计算所述额定载客的第二总时长；基于所述超员载客对应的所述第三左行时长和所述第三右行时长，计算所述超员载客的第三总时长；

第二确定单元，用于基于所述第一总时长、所述第二总时长、所述第三总时长、所述第一轴承寿命、所述第二轴承寿命和所述第三轴承寿命，确定所述轴承的全工况寿命；

其中，所述第一左行寿命、所述第一右行寿命、所述第二左行寿命、所述第二右行寿命、所述第三左行寿命、所述第三右行寿命分别为将所述空车载客左行工况、所述空车载客右行工况、所述额定载客左行工况、所述额定载客右行工况、所述超员载客左行工况、所述超员载客右行工况作为目标工况时，基于所述第一获取单元、所述第一计算单元和所述第一确定单元获得的轴承寿命；所述第一左行时长、所述第一右行时长、所述第二左行时长、所述第二右行时长、所述第三左行时长、所述第三右行时长是根据各目标工况对应的牵引电机的扭矩-时间-转速载荷谱，获得的所述空车载客左行工况、所述空车载客右行工况、所述额定载客左行工况、所述额定载客右行工况、所述超员载客左行工况、所述超员载客右行工况对应的所述载荷谱的最大工作时长。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第一计算单元，包括：

第一计算子单元，用于针对所述目标工况载荷谱上的每个工作时长，根据所述振动载荷、所述啮合载荷和该工作时长下的所述电机输出扭矩，计算该工作时长下的当量动载荷；

第二计算子单元，用于基于所述目标工况下每个工作时长下的所述当量动载荷、工作时长和该工作时长下的电机转速，计算所述目标工况下的所述当量平均载荷。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，还包括：

第五获取单元，用于若为左行，则，获取所述空车载客左行工况对应的第一左行寿命和第一左行时长、所述额定载客左行工况对应的第二左行寿命和第二左行时长、以及所述超员载客左行工况对应的第三左行寿命和第三左行时长；

第五计算单元，用于基于所述第一左行寿命、所述第一左行时长、所述第二左行寿命、所述第二左行时长、所述第三左行寿命和所述第三左行时长，计算所述左行的第四轴承寿命；

第六获取单元，用于若为右行，则，获取所述空车载客右行工况对应的第一右行寿命和第一右行时长、所述额定载客右行工况对应的第二右行寿命和第二右行时长、以及所述超员载客右行工况对应的第三右行寿命和第三右行时长；

第六计算单元，用于基于所述第一右行寿命、所述第一右行时长、所述第二右行寿命、所述第二右行时长、所述第三右行寿命和所述第三右行时长，计算所述右行的第五轴承寿命。

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