基于威布尔分布的列车齿轮箱可靠性评估

张栋梁

(南通城市轨道交通有限公司运营分公司 江苏 南通 226361)

0 引言

随着列车技术的快速发展及应用需求的不断提升，用户对列车系统及其部件提出了更好的可靠性和安全性要求[1]，其中，以齿轮箱为主的传动系统作为走行部的主要构成，其安全、可靠、平稳运行直接影响并决定了列车运行的安全性、可靠性及经济性。因此，传动系统的检查及维修维护亦是列车日常维保及高级修的重点关注对象[2]。目前，列车传动系统的可靠性评估主要针对关键部件展开，通过数值仿真、故障树分析及台架试验进行研究。但是，数值仿真由于无法复刻实际运营环境，所得结果与实际工况存在一定偏差。故障树分析是基于原始设计参数展开，更多的是基于经验数据判断。最为广泛采用的台架试验，也存在成本高、试验周期长等缺点。随着研究的不断深入，基于统计分析的可靠性预测、基于断裂力学的可靠性分析以及基于人工智能方法的寿命评估已成为研究机械结构可靠性的主要方法[3]。基于上述理论，对于本文重点研究列车齿轮箱可靠性分析，针对该课题，一些国内学者[4-5]也进行了一系列的研究工作。本文主要采用统计分析方法，对列车齿轮箱的故障数据进行可靠性评估。

1 威布尔分析法

故障分析主要工作是利用大量实际运营故障样本资料，借助数理统计手段和可靠性理论，揭示列车重点故障发生规律，给出故障的分布函数及其参数的表达式，并且求出可靠性特征量的估计值。……