CN208420370U - 一种动车组齿轮箱故障检测监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种动车组齿轮箱故障检测监测系统，其包括数据采集处理装置、检测监测终端、若干个振动加速度传感器以及若干个温度传感器；所述数据采集处理装置内部设置有IEPE信号调理器、数据采集模块以及控制器；各所述振动加速度传感器通过IEPE信号调理器与所述数据采集模块连接；各所述温度传感器与所述数据采集模块连接；所述数据采集模块与所述控制器连接；各所述振动加速度传感器以及所述温度传感器安装在动车组齿轮箱轴承座的表面；所述检测监测终端与所述数据采集处理装置无线通信连接。本实用新型的优点是：本系统具有结构紧凑、抗振性良好、保证一定密封性的同时散热良好、电磁兼容性良好等优点。

Description

一种动车组齿轮箱故障检测监测系统

技术领域

本实用新型涉及轨道交通检测技术领域，具体涉及一种动车组齿轮箱故障检测监测系统。

背景技术

现有技术中，通常采用油样分析或温度监控的方式对动车组的齿轮箱进行故障检测；然而上述两种检测方式均存在一些问题。

油样分析是利用油液所携带的工况信息来对设备的当前以及未来状态做出判断，从而为设备的检查维护提供有效依据。油液在设备中各个运动部位循环流动时，设备的运行信息会在油液中留下痕迹，这些信息主要包括以下三个方面：油液本身物理和化学性质的变化；油液中设备磨损颗粒的分布；油液中外侵物质的构成以及分布。

油样分析的主要问题在于检测周期过长。提取油样需要在动车组入库检修时完成，而油样的化验需要在化验室内进行。这使得油样分析无法用于齿轮箱故障的实时检测。

温度监控主要通过监控齿轮箱润滑油的温度实现故障检测。由于齿轮间的摩擦，会使得齿轮箱润滑油的温度升高。一般情况下，齿轮箱润滑油的温度都应限制在允许范围内。但在工作异常情况下，如循环不良，会导致齿轮箱温度很快超出极限值。

温度监控的主要问题在于：早期的动车组齿轮箱并未加装温度监控系统，而是采用温度贴片来检测齿轮箱的温度；而温度贴片只有在动车组入库检修时才能看到，且温度贴片粘贴于齿轮箱的表面，所测温度易受传输路径和外界环境影响。

上述两种检测方式还存在一个共同问题：当齿轮箱内部发生较为严重的故障时，齿轮箱油液成分、润滑油温度才会发生明显变化；当出现齿面磨损、齿面划痕和轴承伤损等微弱潜在故障时，油液成分和温度并不能通过上述两种方式检测反映。因此，利用振动检测方法，结合温度信息，可更加有效全面、不易受测点位置影响，提前对齿轮箱故障进行检测监测。

发明内容

本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种动车组齿轮箱故障检测监测系统，该系统通过采集和分析齿轮箱的振动和温度参数实现了对齿轮箱的故障检测或监测。

本实用新型目的实现由以下技术方案完成：

一种动车组齿轮箱故障检测监测系统，其特征在于包括数据采集处理装置、检测监测终端、若干个振动加速度传感器以及若干个温度传感器；所述数据采集处理装置内部设置有IEPE信号调理器、数据采集模块以及控制器；各所述振动加速度传感器通过IEPE信号调理器与所述数据采集模块连接；各所述温度传感器与所述数据采集模块连接；所述数据采集模块与所述控制器连接；各所述振动加速度传感器以及所述温度传感器安装在动车组齿轮箱轴承座的表面；所述检测监测终端与所述数据采集处理装置无线通信连接。

所述数据采集处理装置内部还设置有GPS定位测速模块以及无线通信模块；所述GPS定位测速模块以及无线通信模块均与所述控制器连接；所述数据采集处理装置通过所述无线通信模块与所述检测监测终端进行通信连接。

所述数据采集处理装置内部还设置有电源开关模块，所述电源开关模块通过一接收器与一遥控器相连接并由所述遥控器连接控制,所述电源开关模块的输出端与IEPE信号调理器、数据采集模块以及控制器连接。

所述数据采集处理装置的内部还设置有锂电池组以及电源转换模块；所述锂电池组以及电源转换模块的输出端与所述电源开关模块连接；所述电源转换模块的输入端与动车组电源连接。

述数据采集处理装置安装在动车组车体底部的设备舱内部。

本实用新型的优点是：可以检测出动车组齿轮箱中齿面磨损、齿面划痕、轴承伤损等早期或中期故障，通过智能的振动诊断识别技术，能更有效全面、不易受测点位置影响、提前知悉动车组齿轮箱内部的微弱潜在故障；具有结构紧凑、抗振性良好、保证一定密封性的同时散热良好、电磁兼容性良好等优点。

附图说明

图1为本实用新型动车的系统框图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本实用新型的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1所示，图中标记1-14分别为：数据采集处理装置1、检测监测终端2、遥控器3、振动加速度传感器4、温度传感器5、IEPE信号调理器6、数据采集模块7、控制器8、GPS定位测速模块9、无线通信模块10、电源开关模块11、接收器12、锂电池组13、电源转换模块14。

实施例：如图1所示，本实施例中的动车组齿轮箱故障检测监测系统包括数据采集处理装置1、检测监测终端2、遥控器3、若干个振动加速度传感器4以及若干个温度传感器5。振动加速度传感器4以及温度传感器5均固定安装在动车组齿轮箱轴承座的表面。数据采集处理装置1安装在动车组车体底部的设备舱内部。振动加速度传感器4以及温度传感器5通过无缝低噪音同轴电缆与数据采集处理装置1进行连接。

如图1所示，数据采集处理装置1内部设置有IEPE信号调理器6、数据采集模块7以及控制器8。各振动加速度传感器4通过IEPE信号调理器6与数据采集模块7连接；各温度传感器5与数据采集模块7连接；数据采集模块7与控制器8连接。数据采集处理装置1内部还设置有GPS定位测速模块9以及无线通信模块10；GPS定位测速模块9以及无线通信模块10均与控制器8连接。

本实施例中，IEPE信号调理器6为恒流适调器，是一种为IEPE传感器提供激励电流并进行信号调理的一种放大器。本实施例中采用两个数据采集模块7，一个数据采集模块7的型号为NI 9217，用于和各个温度传感器5连接，并采集各个温度传感器5的数据；另一个数据采集模块7的型号为NI 9234，用于和IEPE信号调理器6连接,并采集各个振动加速度传感器4的数据。控制器8的为CompactRIO控制器。GPS定位测速模块9采用UBLOX NEO-6M GPS模块。无线通信模块10采用H8922工业级3G/4G双卡路由器，无线通信模块10采用WiFi/3G/4G的方式传输数据。

本实施例中，检测监测终端2为具有无线通讯功能的计算机；检测监测终端2设置在动车组的列车客室内。检测监测终端2与数据采集处理装置1的无线通信模块10相适配。数据采集处理装置1可通过无线通信模块10与检测监测终端2进行通讯。

本实施例中，每个动车组齿轮箱安装有4个三向振动加速度传感器4，其中在小齿轮非联轴节侧轴承座安装有一个振动加速度传感器4，在小齿轮联轴节侧轴承座安装有一个振动加速度传感器4，在大齿轮非车轮侧轴承座安装有一个振动加速度传感器4，在大齿轮车轮侧轴承座安装有一个振动加速度传感器4。每个动车组齿轮箱安装有4个温度传感器5，其中在小齿轮非联轴节侧轴承座安装有一个温度传感器，在小齿轮联轴节侧轴承座安装有一个温度传感器，在大齿轮非车轮侧轴承座安装有一个温度传感器，在大齿轮车轮侧轴承座安装有一个温度传感器。

各个传感器采用AB胶水粘贴到动车组齿轮箱的测点，粘贴前将测点表面打磨平整、并用丙酮擦拭清洁，AB胶水按1:1混匀后5分钟内均匀涂抹于传感器底座和测点表面，将两者面接触并按压15分钟，保证传感器安装牢固、可靠。连接各个传感器与数据采集处理装置1的线缆外套阻燃线管，沿既有线管排布并使用扎带捆扎，在无既有线管处使用布基胶带固定。

在动车组运行过程中，振动加速度传感器4以及温度传感器5持续监测动车组齿轮箱的振动以及温度参数。控制器8通过数据采集模块7持续采集各个传感器的数据，并对数据进行预处理。控制器8可通过无线通信模块10将数据传输至检测监测终端2。检测监测终端2内置的故障分析诊断软件可根据动车组齿轮箱的振动和温度参数监测动车组齿轮箱的运行状态，并在运行状态异常时检测动车组齿轮箱的故障情况。

通过采集、分析振动和温度参数，可以检测监测动车组齿轮箱中齿面磨损、齿面划痕、轴承伤损等早期或中期故障，通过智能的振动诊断识别技术，能更有效全面、不易受测点位置影响、提前知悉动车组齿轮箱内部的微弱潜在故障。

本实施例中，动车组车体底部的设备舱内部设置有两个互相平行的横梁；数据采集处理装置1的机箱通过夹持机构与横梁固定连接。设备舱内部还设置有车载电源箱，车载电源箱可以输出DC110V的电源。本实施例中，使用车载电源箱或锂电池组13对数据采集处理装置1进行供电。

本实施例中，数据采集处理装置1内设置有电源开关模块11以及与遥控器3相适配的接收器12。数据采集处理装置1内还设置有锂电池组13以及电源转换模块14；锂电池组13以及电源转换模块14的输出端与电源开关模块11连接。电源开关模块11的输出端与IEPE信号调理器6、所述数据采集模块7以及所述控制器8等数据采集处理装置1内部的各种功能模块连接，以便为上述功能模块供电。电源转换模块14的输入端与车载电源箱的动车组DC110V电源连接。

本实施例中，遥控器3内设置有四路无线发射电路；使用人员在客室内可通过遥控器3控制数据采集处理装置1的开关以及供电模式。电源开关模块11内部设置有继电器，继电器可在遥控器3以及接收器12的控制下对锂电池组13以及电源转换模块14的输出进行控制。

本实施例中，数据采集处理装置1的机箱壳体采用加强筋结构，增强了外壳的强度和刚性；机箱内部模块采用金属网罩进行紧固处理，确保模块的抗振性能。机箱各个侧板连接的接缝处均采用凹槽设计，在凹槽内部安装耐腐蚀性密封圈，保证机箱安装完成后的整体密封性；机箱前面板接插件均选用具有较高密封等级的元器件，同时元器件与前面板之间加入密封衬垫，保证前面板的密封性。将产生热量最多的控制器部分与机箱底板紧密贴合，利用导热垫对接触不到的地方进行填充，保证内部产生的热量充分排出。

虽然以上实施例已经参照附图对本实用新型目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本实用新型作出各种改进和变换，故在此不一一赘述。

Claims (5)

1.一种动车组齿轮箱故障检测监测系统，其特征在于包括数据采集处理装置、检测监测终端、若干个振动加速度传感器以及若干个温度传感器；所述数据采集处理装置内部设置有IEPE信号调理器、数据采集模块以及控制器；各所述振动加速度传感器通过IEPE信号调理器与所述数据采集模块连接；各所述温度传感器与所述数据采集模块连接；所述数据采集模块与所述控制器连接；各所述振动加速度传感器以及所述温度传感器安装在动车组齿轮箱轴承座的表面；所述检测监测终端与所述数据采集处理装置无线通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种动车组齿轮箱故障检测监测系统，其特征在于所述数据采集处理装置内部还设置有GPS定位测速模块以及无线通信模块；所述GPS定位测速模块以及无线通信模块均与所述控制器连接；所述数据采集处理装置通过所述无线通信模块与所述检测监测终端进行通信连接。

3.根据权利要求2所述的一种动车组齿轮箱故障检测监测系统，其特征在于所述数据采集处理装置内部还设置有电源开关模块，所述电源开关模块通过一接收器与一遥控器相连接并由所述遥控器连接控制，所述电源开关模块的输出端与IEPE信号调理器、数据采集模块以及控制器连接。

4.根据权利要求3所述的一种动车组齿轮箱故障检测监测系统，其特征在于所述数据采集处理装置的内部还设置有锂电池组以及电源转换模块；所述锂电池组以及电源转换模块的输出端与所述电源开关模块连接；所述电源转换模块的输入端与动车组电源连接。

5.根据权利要求1所述的一种动车组齿轮箱故障检测监测系统，其特征在于所述数据采集处理装置安装在动车组车体底部的设备舱内部。