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滚动轴承声故障诊断试验系统

技术简介

       滚动轴承声故障诊断试验系统包括负载试验系统和声学检测试验系统。负载试验系统负责给试验用的滚动轴承提供一定的负载和转速,声学检测试验系统负责滚动轴承声学信号的拾取。利用声故障诊断试验系统可以对滚动轴承故障声信号产生机理、故障形式、诊断机理进行验证,给传声器阵列、声阵列的设计、布设方案提供数据支撑,给故障诊断方法、模式识别、分类提供数据支撑。





技术指标

        a) 自动判别和分类通过列车滚动轴承滚子裂纹、剥离、蚀裂、磨损;内外套裂纹、剥离、磨损;及轴承环道的腐蚀和其他磨损等故障。

        b) 自动计轴、计辆和测速。

        c) 自动识别列车车次、车号信息。

        d) 自动跟踪故障轴承的发展趋势。

        e) 自动预报故障轴承车辆的车号和故障轴位。

        f) 声探测站能够存储多于1个月的过车数据。

        g) 数据库统计功能:自动建立全路车辆滚动轴承运行状态数据库和各种轴承故障档案数据库,通过收集大量数据,建立滚动轴承早期故障诊断专家系统,自动调整系统判别模型,综合评价各种轴承运行状态和质量。

        h) 系统自检和远程维护、升级和监控功能。

        主要性能指标:

        a) 预报等级:3级。

        b) 适应车速:30~110km/h。

        c) 检测精度:预报准确率〉97%。

        d) 适应温湿度工作条件:

            1)环境温度:

                 室外设备:-40℃~+75℃

                 室内设备:-15℃~+45℃

            2)环境湿度

                 室外设备:≤95%

                 室内设备:≤85%

            3)日温差:≤35℃

        e) 电源

            电压:220V,50Hz

            容量:3KVA;电源切换时系统能正常工作。

 

技术特点

       我国铁路动车和客车主要通过红外轴温检测系统。对轴承故障进行实时监测,轴温故障预警有时间滞后。基于轨边声学诊断系统在货车线的显著应用效果,为了更好地保证列车运行安全,铁路部门提出在全线推广使用轨边声学诊断系统,但是出于国家战略安全、系统成本、维护成本等方面的考虑,不主张引进国外产品和技术,因此力推实现该产品的本土化。

       目前,国内已有三家单位拥有同类产品的销售权,其中哈科所直接引进了美国的成熟产品,只应用于货车轴承故障监测;康拓和成都主导两家公司都引进了澳大利亚的技术和产品,可以应用于货车、动车、客车轴承故障监测。本单位研制成功后,共有四家单位共同占有市场;但是,其他三家单位均采用国外的故障诊断技术,而本单位的产品基于自主研发,在成本、后期维护、产品适应性升级发展都具有较大竞争优势。


预期效益

       2016年,全路网将新增TADS设备103套(约1000公里布设一套),按300万元/套计算,市场容量约为3.1亿元。

       由于该系统目前尚无自主可控的产品,而且价格一直较高(300多万/套),通常铁路部门采用了作用相近的红外探测系统THDS(35万/套),THDS目前在全路已布设5300余套。但高速铁路车辆滚动轴承早期故障声学诊断系统具有发现故障早,可有效避免运行中停车的优点。一旦能将成本有效降低,并证明其诊断的可靠性,其需求量可能有所增加。

       潜在市场:该产品还可以用于城铁。全国现有城铁线路97条,在建或规划未建312条,按每条线一套、300万元/套计算,市场容量约为12亿元;高铁列车达到到4000多对,按照每隔100km安装一套轨边声学探测站来计算,全国铁路对该产品的需求量大约有1000套;每套价格按300万计算,整个产业需求规模为30亿。由此可见,该产品存在很好的经济效益。

        截至2014年底,全国铁路营业里程突破11.2万公里;

        预计2015年底,全国铁路营业里程达12万公里。

        依据铁总《车辆专业安全监控技术发展规划》,2015