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车辆滚动轴承故障轨边声学诊断系统(TracksideAcousticDetectionSystem)是一种在线式的检测设备,主要针对货运列车上安装的滚动轴承进行早期故障检测[1]。其工作原理是通过对货车滚动轴承所发出的声音进行采集,对声音信号进行智能检测,将故障轴承分辨出来,并通过全国铁路范围内组建的网络系统对故障轴承进行故障预报。TADS作为保障铁路车辆运行安全的重要监测设备,其无故障运行及故障快速排除至关重要,但目前对TADS设备的检修和维护尚缺少一种快速、有效、准确的检测手段。本论文根据TADS设备的工作原理,并考虑其在铁路正线上使用的环境特征,提出了既能对设备进行整体检测、又能对设备重要部件进行单独检测的设计和实施方案。在设计过程中,充分考虑TADS设备是一种在线检测设备,对其检测需要满足铁路实际运行中的特点,即要适应铁路正线检测的快速安装与拆解,因此对TADS的检测需求进行了功能细分,将独立原件检测与整体检测进行了区分。其中,对独立原件检测设计了综合检测仪;对系统的整体性能检测设计了室外动态模拟检测设备。综合检测仪设计的检测流程是将各部件按照工作节点从TADS设备上分离下来,逐一检测设备的工作性能、参数指标,将检测结果与正常值进行比较,由此得到各传感器部件的工作状态。综合检测仪按照各种检测元件设计了相应的接口,采用WinCE系统,配备专用的测试软件,能够完成互动操作及检测结果显示,以便在设备出现异常时尽快确定故障位置,为抢修设备提供可靠的技术保障。室外动态模拟检测设备采用可折叠式的轨道运载平台,搭载车轮模拟器及轴承声音模拟器,采用电动机单轮驱动,导向轮辅助驱动设计。模拟检测设备以遥控为主,自动控制为辅的操作方式。通过模拟正常列车通过时的声音信号及车轮效果,通过专用分析软件,分析TADS设备采集到的数据文件,以此对TADS设备的整体性能进行评估。由于设计的检测系统将应用于在铁路正线上使用的TADS设备,现场环境中存在着多种电磁、电器设备,其产生的电场、磁场将会干扰综合检测系统对TADS设备的检测,所以抗干扰问题成为了设计的关键。对系统之外的干扰信号,在设计上从两个方面解决,一是在电路硬件上注意抗干扰的设计,通过工艺实施、安装布线及加上滤波电路,来切断多数混入系统的干扰信号;二是通过数字信号处理的方式,利用上位机编程软件方面的灵活性,通过数学计算过滤掉干扰信号。另外由于所设计的检测设备是在轨道上运行的,在保证正常工作需求的范围内,应最大限度缩小设备的体积,所以设计中采用了折叠可拆卸的方案,以便使其能够迅速的转移出检测区间,保障操作人员安全和铁路运输的安全。本论文在对TADS设备综合检测系统的需求分析、总体设计、详细设计等一系列研究和设计工作的基础上,完成了系统开发、环境测试和现场运用试验,并投入到实际线路的应用中,取得了良好的实测效果。