机车柴油机主轴承故障诊断仪制造技术

机车柴油机主轴承故障诊断仪，包括传感器、信号处理数据采集装置和控制管理软件，其特征是：所述的传感器为加速度传感器，所述的加速度传感器带磁力吸座，并直接吸附在测量振动的主轴承横拉螺栓上；所述的信号处理数据采集装置包括：单片机、电荷放大电路、抗混叠滤波电路、滤波程控增益选择电路；所述的控制管理软件通过命令控制信号处理数据采集装置对传感器的输出信号进行处理、数据采集、并对接收到的检测数据进行处理。本实用新型专利技术便于携带，能够定位故障主轴承，检测判断柴油机的多个主轴承工作状态，不仅能够指导故障检修的实施，及时处理故障机车，减少机车维修停时，还能对故障进行诊断预报，可以减少曲轴大修与报废台次，避免大的经济损失。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种铁路机车柴油机主轴承故障诊断检测装置，适用于内燃机车柴油机曲轴与多位主轴承组成的滑动摩擦系统的主轴承故障诊断和分析。
技术介绍
长期以来，我国机务部门对内燃机车的检修一直沿用"定期修"的检修制度。即根据不同类型的机车规定其检修运行的公里数，达到规定走行公里数的机车不论机车的实际技术状态如何，都要进行规定的检修工作，这样既浪费了机车及零部件的剩余寿命，又延长了停修时间，加大了检修的工作量，影响了机车的运用效率和铁路运输的经济效益。机车柴油机主轴承作为曲轴的动力承载部件， 一旦出现主轴瓦严重磨损故障，就可能造成曲轴主轴颈的严重拉伤或摩擦副的胶合磨损等恶性事故，从而造成曲轴大修与报废，给机务段带来了巨大的经济损失。目前，光、铁谱监测技术是柴油机主要的监测技术手段，该技术手段对润滑系统的润滑油液中的金属磨损颗粒和各种金属元素的含量进行监测，通过分析磨损金属颗粒的数量、微粒的粗大度以及各种金属的化学成分，可以反映出部件磨损发展的程度，也能初步识别出故障磨损源，但是对于柴油机这样的复杂机构实施状态监测和故障诊断，仅有光、铁谱监测技术的是不够的，柴油机内部相同零部件众多，只主轴承在柴油机内部就有9个，其材质、结构都是基本相同的，因此，利用光、铁谱分析技术对柴油机故障进行定位识别是较困难的，这个缺点限制了它在实际中的深入应用。常用的16缸柴油机共有9位主轴承、8位连杆颈，其排列形式如图1所示。在日常的检修运用中，机车油底壳发现大量铝合金片的情况也是常见的，由于相同的主轴承有9个，以目前的技术手段还无法准确地判断其来源部位，致使实施针对性的预防维修手段存在困难，在这种情况下， 一方面，检修部门处于进退两难的困境，从而造成机车停时超长不能及时投入运用，另一方面，机车可能在故障状态下投入运行，使故障得不到及时消除，致使机车故障程度扩大而出现不可修复的故障后果。
技术实现思路
本技术需要解决的技术问题是提供一种机车柴油机主轴承故障诊断仪，它便于携带，能够检测判断柴油机的多个主轴承工作状态，定位故障主轴承，不仅能够指导故障检修的实施，及时处理故障机车，减少机车维修停时，还能对故障进行诊断预报，可以减少曲轴大修与报废台次，避免大的经济损失。本技术的技术方案是机车柴油机主轴承故障诊断仪，包括传感器、信号处理数据采集装置和控制管理软件，其特征是所述的传感器为加速度传感器，所述的加速度传感器带磁力吸座，并直接吸附在测量振动的主轴承横拉螺栓上；所述的信号处理数据采集装置包括单片机、电荷放大电路、抗混叠滤波电路、滤波程控增益选择电路；所述的控制管理软件通过命令控制信号处理数据采集装置对传感器的输出信号进行处理、数据采集、并对接收到的检测数据进行处理。本技术与现有技术相比具有如下优点1、 该装置采用了加速度传感器，利用振动检测的原理对机车柴油机的9个主轴承中每个主轴承的2侧横拉螺栓检测位进行振动检测，不需解体柴油机即可检测9个主轴承的工作状态，快速方便，检测简单易行。2、 该装置通过9个主轴承的分别检测，可以准确判断出9个主轴承中的故障主轴承的位置，减少盲目维修，縮短检修时间，减轻工人劳动强度，提高劳动生产率，提高机车利用率；可以监控机车状态，预防机故的发生，为保证列车安全正点创造条件，其经济效益和社会效益都十分明显。3、 该装置通过检测数据的计算机分析和故障模型判断，给出红字"建议拆检处理"，蓝底黄字"建议密切跟踪检査"，蓝底白字"建议适度跟踪检查"，蓝字"正常"4个工作状态，可以给出主轴承的故障级别，直接指导生产检修工作。将检测数据按机车号和检测时间形成机车主轴承检测档案，便于对比发现问题和管理。4、 该装置通过USB接口利用笔记本电源，设计电源变换电路，无需外界设置供电单元，设备可以便携随时随地检测。附图说明图l是柴油机主轴承内部排列示意图。图2是1个主轴承2侧的横拉螺栓测点布置示意图。图3是本技术的原理框图。图4是本技术的实施例电路原理图。图5是本技术的实施例软件流程图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术进一步说明。本技术是一种计算机软件与信号处理数据采集硬件相结合，通过故障模型的建立和检测数据的分析，诊断机车柴油机主轴承系统故障的专用故障诊断装置。图1为柴油机9个主轴承与曲轴的结构示意图，l位至9位表示主轴承排列；1至16表示16个气缸的连杆大端轴承排列；01至09表示9个横拉螺栓在主轴承一侧的排列位置；11至19表示9个横拉螺栓在主轴承另一侧的排列位置。图2为1个主轴承具体传感器的测点位置。每一个主轴承都设有左右两个横拉螺栓把主轴承紧固在机体的座孔上，横拉螺栓的外螺母直接裸露在柴油机机体表面，带磁力吸座的加速度传感器就吸附在主轴承横拉螺栓的螺母上测量振动信号。20表示主轴承横拉螺栓；21表示柴油机机体；22表示柱轴承承载的曲轴；23表示主轴承；24表示传感器。图4中信号处理数据采集装置采用了带USB接口的AN2131芯片单片机作为系统的主机；使用MAX318芯片设计了 4倍和8倍滤波程控增益选择电路；使用ICL741芯片设计了电荷放大电路，将传感器返回信号放大到土3V的范围；使用MAX275芯片设计了抗混叠滤波电路；选用了 A/D转换电路AD7870芯片设计了 12bit A/D转换电路；存放采样数据电路为128K静态随机存取存储器电路，并选用BS62LV1024芯片；使用了 MAX882芯片设计了 DC—DC电路，通过USB接口，利用笔记本电源，变换出一5V， +3.3￥电源给整个数据采集装置供电，无需外界设置供电单元。本技术还包括A/D转换电路和RAM辅助电路和DC—DC电路，DC—DC电路选用MAX882芯片。本技术由硬件和软件两部分组成。硬件部分由传感器、信号处理数据釆集装置和笔记本电脑组成，软件具有检测控制、数据分析和诊断管理功能。能够完成柴油机主轴承振动信号的条件检测；能够对检测的振动时域信号进行频谱分析，根据故障诊断参数g，， ^、 A， ￡" T^H的数学模型计算出这些特征参数值，并依据故障识别模型进行故障判断；能够对检测数据和结果进行管理。本技术的工作原理是将带磁力吸座的加速度传感器依次分别吸附在9位主轴承的1侧横拉螺栓的01、02、 03、 04、 05、 06、 07、 08、 09， 2侧横拉螺栓的11、 12、 13、 14、 15、 16、 17、18、 19，共18个测点位置，同时用上端笔记本计算机中的控制软件选择此测点位置进行数据采集分析。传感器输出的主轴承系统振动信号经过电荷变换，信号带通滤波，增益放大，A/D转换，单片机数据采集暂存，传输到笔记本电脑的分析软件中，分析软件按照信号数学模型进行FFT变换，功率谱计算等处理，按照诊断参数加速度有效值grms，峭度系数Kv，功率谱密度高频最高峰值Pm，功率谱密度高频能量特征函数TFH的数学模型进行分析处理给出最终诊断结果。控制管理软件通过命令控制信号处理数据采集装置对传感器的输出信号进行处理、数据采集、并对接收到的检测数据进行处理，通过故障判断模型给出检测结果，并对检测数据按机车号和检测时间形成机车主轴承检测档案数据采集控制和分析处理在笔记本电脑系统平台上实现，下端信号处本文档来自技高网...

【技术保护点】
机车柴油机主轴承故障诊断仪，包括传感器、信号处理数据采集装置和控制管理软件，其特征是：所述的传感器为加速度传感器，所述的加速度传感器带磁力吸座，并直接吸附在测量振动的主轴承横拉螺栓上；所述的信号处理数据采集装置包括：单片机、电荷放大电路、抗混叠滤波电路、滤波程控增益选择电路；所述的控制管理软件通过命令控制信号处理数据采集装置对传感器的输出信号进行处理、数据采集、并对接收到的检测数据进行处理。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵伟，宫国顺，石萍，王祥，
申请(专利权)人：黑龙江交通职业技术学院，
类型：实用新型
国别省市：23[中国|黑龙江]