呼和浩特局集团有限公司集宁机务段呼和车间 内蒙古呼和浩特 010000
一、前言
在我们铁路系统，机车走行部的质量是保证整体列车运行的安全基本保证，也是确保列车运行安全的重中之重。围绕主旋律，服务主战场，探讨发展路，JK430机车走行部车载监测装置的投入使用，乃是一石激起千层浪，其先进的共振解调技术和设备故障诊断技术以及专家系统发挥着保驾护航的作用。强大的预警能力，分级处理能力也为故障的监测判断提供强有力的科学依据。
二、装置的工作原理
共振解调诊断技术是该装置的工作核心。机车轴承、齿轮等运动部件有故障的话，肯定会产生较大的故障冲击，故障冲击经共振解调器可获得共振解调波，它与故障振动一一对应，经傅里叶变换，可得出相应的频域图，故障谱线为梳状呈多阶性。由于轴承外圈、内圈、滚子、保持架以及齿轮、轮对这些部件在运行中有准确的几何学和运动学关系，故它们在发生故障时，均有对应的故障特征频率，若计算的特征频率与其相应的频域中的基频符合，则确认为有故障，并可分析、判断出故障部位，开始对所有检测点进行实时自动诊断，根据诊断结论进行故障显示和现场报警，诊断数据转储后由地面计算机分析软件进行人工分析，可对报警位的故障发展趋势进行分析，以确定维修决策，及时预防故障隐患。
三、共振解调技术的优势
如果没有故障冲击，不管低频的振动有多大，谐振器不会发生共振。而只要有微小的冲击，谐振器就发生更大的自由衰减波。就像我们大幅度的摇晃杯子时它不响，而用很硬的小棒轻轻地敲一下杯子时，它就发出很大的响声一样。这样我们就可以有效的将环境中的振动干扰和故障冲击区分开来。而且“共振”有放大的作用。我们通过对这个“共振波”的提取和处理，就可以发现共振解调技术的下述的特征：
1、对应性。共振解调波和轴承等故障冲击一一对应，不遗漏任何一次故障冲击。
2、选择性。只对故障冲击响应，没有故障冲击就没有故障解调波。
3、放大性。微小的故障冲击能激起很大的共振解调波。
4、比例性。共振解调波幅度与原始的故障冲击幅度成比例。
5、展宽性。共振解调波的宽度远大于冲击脉冲的宽度。
6、低频性。共振解调波的重复频率是低频，方便FFT分析。
7、多阶性。共振解调波的频谱是多阶的梳妆谱线。
利用上述的特性，我们只需要研究共振解调波及其频谱，就能方便的识别轴承、齿轮、踏面、转子-静子是否发生了金属硬碰撞，从而识别故障。
四、JK00430机车走行部车载监测装置与以往的轴温报警器的区别
们在使用该装置的同时，和以前的所使用的机车轴承报警装置的进行了对比。机车轴承报警装置顾名思义它是针对轴承温度而言，只能对轴承的温度进行监测而且只能是进行事后报警，并没有事先给我们做出预报的功能。而JK430型走行部车载监测装置在以往机车轴承监测和报警的基础上增加了对振动信号的采集并进行判断，而且最为突出的一点是该装置能进行故障预警，并根据故障情况的严重与否设置了一级和二级报警。当故障发生时，依据装置的不同报警方式，可采取不同的处理措施，从而在保证行车安全的同时提高了机车部件的利用率。
五、浅谈应用共振解调波与频谱判断部件故障的分析方法
共振解调波与频谱将通过地面分析软件具体细化为时域波形图与频谱图，其特征将通过报警部位和级别具体进行论述。
1、轴承故障冲击一级报警：
第一、当报警分析中反应轴承一级报警时，应到冲击实时功能中，查找本次交路该测点轴承一级报警的具体位置（保持架内环、外环、内环、滚子单双）及报警次数，看是否形成连续及报警时间的长短。
第二、到冲击趋势中查看该轴位报警故障点的曲线图，也就是多点共振解调波的幅度值绘成的曲线图，查看至少一周内的冲击值（幅度值）曲线变化趋势，在什么范围内变化，是否有上升趋势。
第三、到原始数据分析中查看该轴位本次交路及历史数据，进行时域波形图及频谱图分析：
①、当滚子发生故障报警时，查看原始数据每个样本的时域波形图中的图形变化，看是否呈规律变化，且是否呈波浪状，是否有调制过程。在频谱图中三阶滚子故障频谱与专家诊断系统的诊断抽象图谱是否准确对应且清晰明显，三阶故障频谱峰值两边是否有边频存在。
②、当外环故障发生报警时，除空心轴轴承（它的外环是转动的）外，查看原始数据的每个样本的时域波形图中的图形变化，看是否呈规律变化，且是否呈梳状。在频谱图中三阶外环故障频谱与专家系统的诊断抽象图谱是否准确对应且清晰明显。
③、其他测点即保持架内环、外环，判断标准以时域波形图中图形是否呈规律变化、频谱图与诊断抽象图谱是否准确对应且清晰明显，报警是否形成连续为主要依据进行判断。
2、轴承故障冲击二级报警：
当轴承发生二级报警时，在二级报警前，必然有多次甚至连续的一级报警存在。但可能在监测仪器装车使用之前，车上已经有达到二级报警的重大故障存在，则在二级报警发生之前对数据进行的一级报警分析方法判断并没有明显故障发现，对此，我们应当进行跟踪分析，也就是说，若该故障正在发展，其故障点冲击趋势也必然呈上升趋势发展，就应按照一级报警判断方法，重点对其进行分析。
特别是轴箱轴承发生一级或二级报警，更应慎重，除用上述分析方法外，还应结合该轮对踏面冲击信息进行判断。因踏面的振动，由剥离、不圆度超标等故障产生的强大的冲击信息，对轴箱轴承故障信息掩盖作用的影响很大。需要及时地维修故障踏面，防止它的强大冲击掩盖更加值得重视的轴承故障信息。例如，踏面故障的冲击可以产生对轴承内环的定点破坏，而该内环故障又与踏面故障同时发生冲击，但信号强度远小于踏面信号，这就势必会被踏面信号掩盖。如果及时维修踏面、小初期冲击信号，则很小的内环故障信号也能鲜明的表现出来而不会漏诊。
3、齿轮故障冲击一级报警：
在分析齿轮一级报警时，除查看其报警次数、连续性、冲击趋势等信息外，在时域波形图中其表现信息有两种：单齿冲击、连片冲击。
①、单齿冲击：在每个样本的时域波形图中有一定规律，如果大齿轮故障，在对应车轮转动一周的采样点中，均有连续如3到4个齿冲击的峰值，每周转动中冲击峰值变化相似，冲击峰后略宽。频谱图中齿轮故障与诊断抽象图对应准确，清晰明显。
②、连片冲击：在每个样本时域波形图中规律性较强，图形呈大波浪状了，每个样本中，均有较多的连续的冲击幅峰值。频谱图中齿轮故障与诊断抽象图对应准确，清晰明显。
4、齿轮故障冲击二级报警：
当发生齿轮二级报警时，除需要齿轮一级报警分析外，还要重点查看2、3、4位测点的邻齿轮冲击信息变化，以进一步确认故障发展的趋势。
5、踏面故障一级报警：
在分析踏面一级报警时，除查看其报警次数、连续性、冲击趋势等信息外，时域波形图中冲击幅值呈规律变化，冲击峰后略窄，频谱中踏面故障与诊断抽象图对应准确，清晰明显。
6、踏面故障二级报警：
当发生踏面二级报警时，查看其冲击趋势是否持续上升，因踏面剥离、不圆度、内部凹陷等因素，对其他部位影响较大，故应特别注意，加强踏面的检查。
六、总结
段近期搜集到的机车走行部的故障案例较多，通过数据分析该位存在轴承内环故障冲击信息，特征明显而且右限幅情况，
而我们将如何科学有效的利用这些技术，将其表现特征切实的应用于故障诊断，总结科学的分析方法，在故障运行安全的前提下，让无故障的部件充分发挥潜力，利用其剩余寿命，提高经济效益，是我们更应思考的问题。