浅谈动车组滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统（TADS）运用原理摘要：动车组滚动轴承故障轨边声学诊断系统（TracksideAcousticDetectionSystem，TADS），该系统的主要功能是，利用轨边声学检测装置对通过该设备的动车组进行噪声的采集与分析，发现滚动轴承的早期故障。TADS系统利用轨边声学检测及计算机诊断技术，对运行列车滚动轴承的振动声音信号进行采集分析，并根据轴承不同部位的故障预先建立复杂的数学模型，判断轴承内套、外套、滚柱等主要部位的裂纹、剥离、磨损、侵蚀等故障，从而实现滚动轴承早期故障的在线诊断。关键字：TADS；动车组；声学；轴承：U270文献标识码：A1.动车组TADS简介随着中国动车组保有量的不断增加及动车使用年限的不断增长，高速铁路的行车安全成为影响动车事业发展的关键问题。然而，在国内，对于动车组动态监测的设备依然十分匮乏。动车组滚动轴承故障轨边声学诊断系统正是在多年货车滚动轴承故障轨边声学诊断系统研发及应用经验的经验上，针对动车组设备运行及机械特点创新发展而来。动车组TADS安装于动车组运行正线，利用轨边声学采集装置，对高速通过的动车组滚动轴承进行动态实时检测，发现滚动轴承常见的内圈、外圈、滚子可能存在的麻点、剥离、划伤、变色等轴承故障，并根据故障严重情况进行分级预报。2.动车组TADS必要性在动车组高速运行情况中，轮对轴承一旦发生故障就会迅速发展，若没有及时进行发现，会导致热轴、燃轴、切轴事故的发生，因此需要对轮对轴承进行在线检测与故障诊断，以减少或杜绝事故的发生，最大限度地发挥轴承的潜力，节约开支，保障正常运行秩序。当前对动车组滚动轴承故障的故障检测主要依靠车载轴温报警装置和随车机械师人工检查。车载轴温报警装置主要检测的是轴承晚期故障，一旦出现轴温报警必须立即停车检查，严重影响行车秩序，造成巨大的社会影响和经济损失。随车机械师作为人工检查的主体，由于人为因素的干扰，诊断结果存在很大的随机性和偶然性。动车组TADS，能够在轴承故障早期发现故障，减小风险，同时通过先进的计算机技术和智能判别功能，降低随车机械师人工判别的随机性，确保行车安全。3、TADS监控系统工作原理动车组滚动轴承故障轨边声学诊断系统（TracksideAcousticDetectionSystem，TADS），是在全路车辆安全防范、预警系统（“5T”系统）之一的货车TADS系统基础上创新发展而来，该系统的主要功能是，利用轨边声学检测装置对通过该设备的动车组进行噪声的采集与分析，发现滚动轴承的早期故障，TADS即为判断滚动轴承早期故障设备与通信网络的总成。TADS系统利用轨边声學检测及计算机诊断技术，对运行列车滚动轴承的振动声音信号进行采集分析，并根据轴承不同部位的故障预先建立复杂的数学模型，判断轴承内套、外套、滚柱等主要部位的裂纹、剥离、磨损、侵蚀等故障，从而实现滚动轴承早期故障的在线诊断。3.1轴承声学诊断原理滚动轴承发生故障时，当滚子运动到故障点时，存在冲击脉冲，导致轴承共振，从而发出特定的“噪声”。通过噪声的频率可以判断故障部位，通过噪声振幅的大小，可以判断故障的严重程度。滚动轴承的主要结构有，内圈、外圈、保持架、滚子等。轴承转动时，外圈不动，内圈转动，滚子在绕内滚道公转的同时，绕其自身中心自转。内圈相对保持架及滚子转动速度会快一些，保持架转动一圈，内圈基本上要转动两圈，同时滚子则以更高的转速自转。轴承不同部位由于转速的不同所发出的噪声频率不相同。发生故障时，故障的特征频率将被调制在这些频点上，再加上故障的一些其他频率特征，计算机就可以根据声学频率特征识别出发生故障的部位。故障越严重，则噪声的振幅相应地就更大，即噪声振幅的大小，反映了故障的严重程度。声学信号的拾取采用麦克风阵列实现。从轴承结构可以看出，必须在车轮至少转动两圈的距离内连续采集声音信息，才能实现所有故障的声学诊断。以车轮直径840毫米计算，探测区域为5-6米。麦克风阵列一般包括8个以上的高品质麦克风。麦克风阵列有两种工作方式，决定阵列在轨边的分布：一种是在探测区域内均匀分布8个麦克风。当车轮通过探测区域时，不同时间内几个麦克风轮流...