广义共振、共振解调故障诊断与安全工程

第1章 轨道交通大发展的时代1.1 国家轨道交通发展历程1.2 琳琅满目的轨道交通新概念1.3 中国的城市轨道交通规划1.4 世界地铁概貌1.5 中国的轨道交通大发展的技术基础1.6 国产机车车辆制造概况第2章 轨道交通车辆的安全问题2.1 新形势下轨道交通的安全 2.1.1 轨道交通基础安全设施 2.1.2 轨道交通安全运行的特点2.2 布局于城区的城轨交通的特殊性2.3 轨道车辆走行部的安全隐患第3章 轨道交通车辆走行部常见故障及其机理简述3.1 轨道交通车辆走行部结构转向架3.2 轨道交通车辆走行部常见故障及其机理简述 3.2.1 车轮踏面故障 3.2.2 齿轮故障 3.2.3 轴承故障和转子、定子碰磨故障 3.2.4 构架的非转动部件故障 3.2.5 轴系的断裂故障 3.2.6 轨道波磨等因素引发的车辆故障第4章 轨道交通车辆走行部故障监测技术4.1 传统监测技术拾零 4.1.1 磁探伤的基本原理 4.1.2 涡流探伤的原理 4.1.3 超声波探伤的基本原理 4.1.4 着色检查的基本原理 4.1.5 应变片动应力监测的基本原理4.2 传统检测技术的局限性4.3 发展新型监测技术4.4 轨道交通车辆走行部车载监测装置的设计思路 4.4.1 针对轨道交通车辆、地铁车辆运行工况的特殊性的技术解决方案 4.4.2 满足轨道交通车辆、地铁车辆运用管理需求的对策 4.4.3 网络式专家诊断系统的继续创新与发展第5章 广义共振故障诊断技术的物理学基础5.1 共振 5.1.1 共振的危害 5.1.2 共振现象的利用 5.1.3 共振的研究5.2 广义共振 5.2.1 广义共振概念的提出 5.2.2 广义共振的普遍性 5.2.3 共振的破坏作用 5.2.4 广义共振的破坏作用 5.2.5 共振和广义共振原理的利用5.3 机械的广义共振5.4 用电子电路的广义共振分析机械的广义共振5.5 有源广义共振与无源广义共振5.6 广义共振的振幅与功和能：破坏性浅析5.7 激发广义共振的条件 5.7.1 冲击 5.7.2 激发广义共振的外作用一冲击 5.7.3 总结激发广义共振的条件5.8 广义共振与共振解调技术 5.8.1 共振解调技术的7项性质 5.8.2 提取机械故障冲击的共振器 5.8.3 机械故障的共振解调初级诊断与精密诊断 5.8.4 共振解调定量监测技术5.9 广义共振与共振解调监测技术的应用 5.9.1 利用广义共振波形测量阻尼变化识别机械故障 5.9.2 利用广义共振频率漂移识别机械疲劳、裂损 5.9.3 利用广义共振引发的损伤冲击识别机械的疲劳、裂损 5.9.4 车辆构架的变频广义共振及其引发的同步冲击因素 5.9.5 利用共振解调技术监测机械冲击故障 5.9.6 共振解调监测的传感器安装技术要点第6章 车载广义共振、共振解调故障诊断系统的结构6.1 JKl0450型地铁车辆走行部车载故障诊断系统结构 6.1.1 系统组成 6.1.2 JKl0450主要部件 6.1.3 系统管理及信息输出6.2 广义共振、共振解调故障诊断系统部件技术 6.2.1 多信息复合传感器及前置处理器 6.2.2 多信息复合传感器电路设计 6.2.3 前置处理器对模拟信息的处理 6.2.4 温度信息处理 6.2.5 全数字转速跟踪采集及任意四通道传感器信息组合的并行采集技术第7章 共振解调波形、频谱与故障诊断及机理分析7.1 一般性故障的诊断、机理分析及维修对策 7.1.1 轴承故障的诊断、机理分析及维修对策 7.1.1.1 圆柱滚子因承受超强轴向力所引发的外环剥离故障及维修对策 7.1.1.2 圆柱滚子轴承因轴向力引发的滚子劈裂故障及维修对策 7.1.1.3 圆锥滚子因不合理安装条件等所引发的外环轴向擦伤故障及维修对策 7.1.1.4 圆柱滚子轴承因游隙过大引发的滚子、内外环周向擦伤故障及维修对策 7.1.1.5 sS3z型车机车轴箱轴承大量发生滚子擦伤的诊断、机理分析及维修对策 7.1.1.6 保持架故障的一般特征及其诊断 7.1.1.7 地铁驱动电机齿轮端轴承大量烧毁的故障诊断、机理分析及维修对策 7.1.1.8 轴承内环受踏面冲击引发的定点疲劳和剥离故障及选型对策 7.1.2 踏面故障的机理分析及其故障诊断 7.1.2.1 擦伤、剥离故障诊断 7.1.2.2 失圆故障识别及源于擦伤、剥离的机理分析 7.1.2.3 形形色色的踏面裂纹故障识别及其故障机理 7.1.3 一般性齿轮故障的诊断及其机理分析 7.1.3.1 齿轮断齿、齿根和齿沟裂纹的共振解调监测特征和诊断 7.1.3.2 齿轮齿隙消失所引发的啮合冲击和进而引发的其他故障7.2 旋转部件精度消失引起的摩擦冲击诊断及其机理分析 7.2.1 指向电机非齿轮端的轴向力首先破坏轴承滚子 7.2.2 指向非齿轮端轴向力使轴承推出，轴端螺钉摩擦端盖引起超温 7.2.3 如果刷端轴承外环很紧，则大的轴向力破坏外环挡边、保持架，使滚子乱序 7.2.4 电机非齿轮端精度消失故障诊断的软件实现7.3 保持架故障发生机理及其故障诊断 7.3.1 轴承润滑的阻尼作用分析与缺油引发保持架故障的机理及诊断 7.3.2 轴承中的杂质引发外孤谱之机理及保持架损伤故障诊断 7.3.3 缺油轴承保持架折断后的故障冲击特征、机理及诊断 7.3.4 以轴承保持架故障谱特征与外孤谱特征对保持架故障综合诊断 7.3.4.1 地铁轴箱轴承因外来杂质引发保持架等故障及报警 7.3.4.2 地铁齿轮箱轴承由外孤谱和保持架谱综合识别报警对象7.4 六连杆故障的寄生诊断方法及其机理分析7.5 空心轴机车多发动力轴承故障的诊断和机理分析 7.5.1 DF11G一164机车53位机破后的故障状况和信息调查和分析 7.5.2 故障机理分析：超温早前长期出现的齿轮冲击原因 7.5.3 空心轴机车动力轴承故障早期预警的策略探讨7.6 齿轮多发崩角故障的机理分析和维修对策 7.6.1 DF4D一007922的案例 7.6.2 DF4D一001852的案例 7.6.3 DF4D一051822的案例7.7 组合齿轮连接件松动、折断的故障诊断及其机理分析7.8 齿轮、轴承不合理匹配引发的故障诊断及其定点疲劳机理分析 7.8.1 齿轮、轴承定点疲劳的基本原理 7.8.2 某些怪异的轴承故障现象及其定点疲劳内因 7.8.3 某些怪异的齿轮故障现象及其定点疲劳内因 7.8.4 按照定点疲劳原理正确进行轴承、齿轮匹配与否的正反效果 7.8.4.1 SS7c型车抱轴承更改型号可能引发的问题 7.8.4.2 DF8B型车抱轴瓦改抱轴承后出现的齿轮、轴承匹配不佳所致的故障多发 7.8.5 和谐车存在的轴承、齿轮定点疲劳现象及诊断对策7.9 齿轮轴裂纹的广义共振解调二孤谱识别方法及其机理分析 7.9.1 断轴之前的冲击信息研究二孤谱 7.9.2 诊断齿轮轴裂纹的二孤谱方法论 7.9.3 应用实例、故障程度的识别参数与考核 7.9.4 人工识别定点疲劳所致裂纹的基本方法 7.9.5 识别齿轮轴系刚度变化的半啮谱特征 7.9.6 定点疲劳所致裂纹的发生、发展规律7.10 车轮、踏面可能存在疑似热分格裂纹引发的故障之诊断及其机理分析 7.10.1 问题的提出 7.10.2 车轮、踏面可能存在疑似的热分格裂纹的推测 7.10.3 由SS7C-0050的崩轮断面形貌引发的联想 7.10.4 疑似热分格裂纹可能是普遍现象 7.10.5 地铁车轮出现疑似热分格裂纹的分析 7.10.6 建立针对疑似热分格裂纹的报警机制第8章 基于广义共振的非转动机械(构架)故障诊断方法论8.1 非转动机械故障广义共振波形、频谱分析与故障诊断 8.1.1 相对积函数的引出 8.1.2 相对积函数的定义和推论 8.1.3 相对积函数的基本意义 8.1.4 相对积函数的应用拓展之一：振动与冲击的相对积8.2 用广义共振及其引发的共振解调识别车辆构架裂纹 8.2.1 车辆构架裂纹监测装置结构 8.2.2 裂纹故障定量和定位的识别判据 8.2.3 地面软件自动化诊断结论的应用 8.2.4 直线电机定子吊耳故障监测和故障机理分析8.3 车辆构架的变频广义共振及其引发的冲击、碰撞、摩擦、裂纹故障之诊断 8.3.1 构架因载荷变化而改变广义共振频率时的疲劳诊断对策 8.3.2 构架裂纹开闭冲击与部件之间的碰撞、摩擦冲击之区分与诊断 8.3.2.1 广义共振体与被碰撞体的振动分析 8.3.2.2 广义共振体与固定物体摩擦的振动分析 8.3.2.3 裂纹开裂声发射冲击分析 8.3.2.4 裂纹闭合时的材料摩擦、碰撞冲击 8.3.2.5 小结跋：全局思索与思想升华

《广义共振解调故障诊断与安全工 程--城轨交通篇》共分八章。第1章“轨道交通大发 展的时代”与第2章“轨道交通车辆的安全问题”与 城轨交通的发展 历史和当前形势接轨，搜集、调查了国际国内的若干 素材。在第3章，介绍了轨道车辆走行部常见故障。 第4章 “轨道车辆走行部检测技术”。第5章“广义共振故 障诊断技术的物理学基础”，是本课题的基础理论介 绍。第6 章“车载广义共振故障、共振解调诊断系统的结构” 介绍了本课题的车载在线故障诊断的硬件系统构成与 诊断系 统的网络构成。第7章“共振解调波形、频谱与故障 诊断及机理分析”是本书的主题之一，介绍了轨道交 通走行 部转动部件常见故障的现象、诊断方法、诊断效果、 故障机理、维修建议，介绍了基于故障机理分析而提 出的若干 新的诊断理论。第8章“基于广义共振的非转动机械( 构架)故障诊断方法论”是本书的主题之二，介绍了 用广 义共振理论解释轨道交通走行部的不转动部件发生故 障的内因、外因，用所提出的“相对积”函数计算处 理监测 信息，实施裂纹故障的在线诊断等方法和验证、使用 效果。 《广义共振解调故障诊断与安全工程--城轨交通 篇》与《广义共振、共振解调故障诊断与安全工程 铁路篇》同为广义共振、共振解调故障诊断与安全 技 术的应用实践总结，将该技术推广到了城市轨道交通 领域，是不可多得的宝贵资料，可供广大轨道交通领 域的技 术人员学习和实践。【作者简介】唐德尧，男，汉族。19441年12月出生于湖南省平江县。1968年毕业于西北工业大学，1992年于中央组织部党员专家马克思主义哲学学习班结业。中国共产党党员，党的第十三届全国代表大会代表；自然科学研究员，研究生导师；曾任中国航空动力机械研究所故障诊断总工程师，设备故障诊断研究室主任，前机械工程学会设备维修专业委员会副主任；现任北京唐智科技发展有限公司首席专家，中国设备诊断工程委员会委员，中国人民解放军国防科技大学，北京科技大学、湘潭大学兼职教授。主要从事设备故障诊断的传感器，仪器、诊断理论及其软件实现的研究，开发，产业化和工程化工作。发展了共振解调理论，提出了广义共振、故障机理诊断理论，被誉为我国该领域的学术带头人。　　他曾获国家、部、省科技进步奖、发明奖十多次，获省、部、国际专利和产品金奖多次，荣获省。市劳动模范称号多次。1986年获全国五一劳动奖章。“献身航空，服务四化”奖章，被国务院授予“国家级有突出贡献的中青年专家”、“全国优秀科技工作者”称号。享受政府津贴。1994年英国剑桥国际名人传记中心为他立传表彰。1995年荣获“全国劳动模范”称号。1998年获株洲市“重大科技贡献奖”。1999年光荣出席祖国50周年大庆观礼。