高铁齿轮箱金属油液浓度检测系统软件设计文献综述

 2022-11-23 11:11

文 献 综 述

  1. 课题背景及意义

中国高铁作为国家交通运输业的重要组成部分,它的出现对国民经济发展的带动和促进作用日益凸显,贡献巨大。中国高铁逐渐成为我国经济发展的重要基石,是实现“一带一路”畅想的保证。建设中国高铁是必要且重要的。

齿轮箱作为保证高速动车组持续稳定运行的关键部件与核心基础部件之一,其运行可靠性、稳定性、安全性将直接影响传动系统甚至全部动力车的正常运行。由齿轮箱的结构原理可知,齿轮箱的工作环境极其恶劣。长期处于高速运转的齿轮箱很容易形成机械结构疲劳问题,造成齿轮过度损耗。由于齿轮箱的故障通常都会经历从轻微到严重的过程,对齿轮箱进行状态监测和故障检测是十分有效的处理办法。所以对齿轮箱进行油液碎屑检测是行之有效的检测方法。

  1. 国内外研究现状

2.1 国外研究现状

润滑油液检测技术源于欧美国家。早在1941年,美国公司就已经将光谱分析的方法应用在铁路行业;1956年,美国航空兵采用同样方法监测战机,随后迅速被其他和工厂使用,并传播到欧洲各国。从此以后,美国及其他西方国家绝大多数公司都相继采用了油液监测技术,并逐渐从军工企业发展到汽车和其他运输业。现在已广泛应用在有润滑的动力设备和传动装置,诸如航空涡轮发动机和活塞式发动机、柴油机和汽油机、液压泵和液压马达、压缩机和液力系统、轴承和齿轮等;[1]1972年,美国麻省理工学院的W.W.Seifert教授Foxboro公司的V.C.Westcott和提出了铁谱技术,并研制了一台分析式铁谱装置。铁谱技术的出现,为机械磨损检测诊断和磨损机理研究开辟了一个以磨粒为信息载体的研究的新领域。[2]

到了20世纪80年代,随着计算机技术、信号处理技术和图像识别技术的发展,县级出现了许多针对不同应用对限额新型磨粒检测方法,开发了直读铁谱仪、旋转铁谱仪等;在软件方面,加拿大太平洋铁路公司开发了油液监测专家系统。通过十年的运作,在北美地区推广实现了油液监测自动化;进入 90 年代以后, 气相色谱和质谱仪测定也被用于润滑油的组分变化,油液监测技术正日益朝着多种方法集成、在线与离线并举、监测诊断与维修管理融为一体和方法与仪器智能化方向发展,取得了不少令人振奋的进步。[3]

2.2国内研究现状

1977年我国代表团参加了第二届欧洲摩擦学国际会议,将铁谱分析技术带回国内后,我国在油液监测技术的研究和工业应用方面也取得了长足的发展和进步,我国铁谱仪占有量从1979年的0台到1985年的100多台。但当时也有不少单位在应用上碰到一些技术上的困难仪器的使用率并不高许多仪器处于闲置状态。其中的主要问题还是对铁谱分析的局限性认识不足对它的适用工况、技术特点、应用范围、发展方向缺乏明确的认识。铁谱分析的最大特点在于它对大尺寸颗粒分析的突出贡献上这就决定了它最有效的应用是在异常磨损出现时而相对于其它诊断手段而言,比较滞后。这也是国外铁谱技术十年里发展相对缓慢的主要原因。[4]

随着设备向大型微型高速重载自动化成套化多功能化环境节能性方向发展,设备的维修成本和停机损失也随之急剧增加.因此对设备运行的可靠性和经济性必然提出更高的要求,促使工业界将以实施状态监测为举措的视情维修提到了更为迫切的地位上。自1986年10月至2002年1月全国先后召开了5届铁谱技术会议.其中1994年第四届会议与会人数最多,也是论文数量最多水平最高的一次。也是从那时起综合诊断的提法渐渐多起来。自1999年第五届会议之后短短几年里在相关的期刊杂志上发表的涉及基于油液监测的摩擦学系统诊断技术的论文开始增多。[5]

光谱分析技术在1985年应用到我国铁路系统,主要用于分析内燃机车柴油机、机车压缩机和业力传动系统的机车设备的运行状况,30多年来取得了有效地成绩,其润滑状态故障诊断的准确率高达90%以上,磨损故障诊断的准确率接近80%,获得了铁路行业的一致肯定,为铁路行业到来了显著的经济效益。[6]

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