基于虚拟仪器的机车滚动轴承故障诊断研究

王嘉乐， 王 灿， 会 强

( 石家庄铁道大学 机械工程学院，河北 石家庄 050043)

0 引言

机车滚动轴承是机车的重要零部件，其性能好坏直接决定了机车能否正常运行，同时也影响到铁路运输的安全。为确保机车滚动轴承能正常运行，及时发现其存在的潜在故障，对机车滚动轴承状况进行实时监测和故障分析十分必要。在不同的故障形式下，机车滚动轴承的振动频率也不相同。因此，可以根据监测机车滚动轴承运行时的振动信号，分析得到其振动频率，进而推断可能存在的故障情况。在铁路安全问题日益引起社会关注的今天，对机车滚动轴承故障诊断研究就更具有实际意义。

1 滚动轴承诊断机理

故障机理是设备故障诊断的基础，而故障信号的采集是故障诊断的前提［1］。所以，机车滚动轴承故障诊断也必须从故障信号的采集与分析开始。

机车滚动轴承有多种故障形式，常见的有磨损、腐蚀、压痕、断裂等，发生部位分别为外圈、内圈、滚子、保持架。当滚动轴承旋转时，任何一处发生损伤，都会因周期性的撞击产生均匀间隔的脉冲力，从而激起相应的振动冲击信号，出现滚动轴承的故障特征频率。机车滚动轴承故障诊断就是通过时频域分析得到这个频率，该故障特征频率可根据滚动轴承的几何尺寸及转速计算出来。机车滚动轴承旋转时各零部件的运动学频率计算公式［2］为:

(1) 外圈某处与滚子接触的频率为

(2) 内圈某处与滚子接触的频率为