一种城轨车辆走行部轴承状态维修方法及系统与流程

1.本发明涉及轨道交通技术领域，特别是涉及一种城轨车辆走行部轴承状态维修方法及系统。


背景技术：

2.轴承作为车辆走行部旋转设备的关键部件，运行状态直接影响设备的状态。据统计国内典型城轨线路至少配置20列车，所使用滚动轴承2000余套，它的运行工况直接影响走行部的可靠性，甚至影响列车安全运行，所以对轴承开展在线监测和状态维修研究，对提升列车可靠性及节省维修费用具有积极意义。
3.目前，列车采用的大部分是计划修或故障修。所谓计划修即根据预设运营里程或运营时间决定是否对车辆进行维修，该种维修不考虑车辆的实际健康状态，仅以运营时间或运营里程决定，维修成本高。所谓故障修即待车辆发生运行故障后，再进行维修，该种方法将导致列车运营安全无法得到有效保障。
4.据统计，车辆走行部轴箱轴承5年送检报废率均低于5％，其中50％故障(内外圈挡边、外圈微振腐蚀)对轴承运行工况影响较小，不影响轴承正常工作。其次，轴承在拆装过程中存在不确定因素，一定程度上促成了轴承报废率升高。
5.近年来，一线城市引进了城轨车辆走行部车载故障诊断系统，该系统能对走行部轴承进行在线监测和故障报警，通过报警来维修指导，属于故障维修，但并未从轴承运行状态的角度指导维修。
6.因此，提供一种能在轴承部位故障初期进行精准识别，并对轴承各部件进行健康状态评估，精准指导维修的走行部轴承状态维修方法及系统是本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种城轨车辆走行部轴承状态维修方法及系统，该维修方法逻辑清晰，安全、有效、可靠且操作简便，可以在轴承部件发生故障初期进行精准识别，并根据轴承的健康状态指导进行车辆检修。
8.基于以上目的，本发明提供的技术方案如下：
9.一种城轨车辆走行部轴承状态维修方法，包括如下步骤：
10.获取车辆走行部各部位轴承的各原始工况状态数据；
11.处理所述各原始工况状态数据，以获取各工况状态以及各工况状态对应的轴承工况状态等级；
12.分别对所述各工况状态按工况类型赋予影响权重；
13.分别对所述各工况状态对应的轴承工况状态等级赋予劣化程度权重；
14.根据所述影响权重和所述劣化程度权重获取轴承的健康状态等级；
15.根据轴承的所述健康状态等级，对轴承进行维修。
16.优选地，所述轴承的各原始工况状态数据包括：油脂运行时间、冲击信息和温度信息；
17.所述各工况状态包括：油脂运行工况状态、冲击工况状态和温度工况状态；
18.所述工况类型包括：油脂运行工况、冲击工况和温度工况。
19.优选地，所述处理所述各原始工况状态数据，以获取各工况状态对应的轴承工况状态等级，包括如下步骤：
20.以年为时间单位划分所述油脂运行时间，以获取油脂运行状态等级；
21.处理所述冲击信息以获取冲击强度值，根据所述冲击强度值获取轴承各部件的冲击状态等级；
22.根据所述温度信息与预设各部位的轴承的温度阈值，获取各部位的轴承的温度状态等级。
23.优选地，所述处理所述冲击信息以获取冲击强度值，根据所述冲击强度值获取轴承各部件的冲击状态等级，包括如下步骤：
24.处理所述冲击信息以获取轴承各部件故障特征信息；
25.定量分析所述轴承各部件故障特征信息以获取所述冲击强度值；
26.根据所述冲击强度值与预设冲击强度阈值，以获取轴承各部件的所述冲击状态等级。
27.优选地，所述轴承各部件故障特征信息具体为：内环故障特征信息、外环故障特征信息、保持架故障特征信息和滚子故障特征信息；
28.所述轴承各部件具体为：内环、外环、保持架和滚子。
29.优选地，所述根据所述温度信息与预设各部位的轴承的温度阈值，获取各部位的轴承的温度状态等级，包括如下步骤：
30.根据所述温度信息获取所述各部位的轴承的实际温度；
31.根据所述各部位的轴承的实际温度与预设各部位的轴承的温度阈值，获取所述各部位的轴承的温度状态等级；
32.其中，所述各部位的轴承具体为：轴箱轴承、电机轴承和齿轮箱轴承。
33.优选地，所述根据所述各部位的轴承的实际温度与预设各部位的轴承的温度阈值，获取所述各部位的轴承的温度状态等级，包括如下步骤：
34.若目标轴承的实际温度大于等于同一转向架上的相同部位的所有部件的第一温度阈值，则判定所述目标轴承温度异常；
35.若目标轴承的实际温度大于环境温度，且所述目标轴承的实际温度与所述环境温度之差大于第二温度阈值，则判定所述目标轴承温升异常；
36.若目标轴承的实际温度大于第三温度阈值，则判定所述目标轴承超温异常；
37.其中，所述目标轴承为任一所述各部位的轴承；
38.所述各部位的轴承的温度阈值包括第一温度阈值、第二温度阈值和第三温度阈值；
39.所述各部位的轴承的温度状态等级包括温度异常、温升异常和超温异常。
40.优选地，所述分别对所述各工况状态按工况类型赋予影响权重与所述分别对所述工况状态对应的轴承工况状态等级赋予劣化程度权重，具体为：
41.根据所述工况类型，对所述油脂运行工况状态赋予一级影响权重，对所述冲击工况状态赋予二级影响权重，对所述温度工况状态赋予三级影响权重；
42.其中，所述一级影响权重小于所述二级影响权重，所述二级影响权重小于三级影响权重；
43.根据所述工况类型以及所述工况状态对应的轴承状态等级，对各工况类型的每种工况状态分别赋予一级劣化程度权重、二级劣化程度权重和三级劣化程度权重。
44.优选地，所述根据所述影响权重和所述劣化程度权重获取轴承的健康状态等级，包括如下步骤：
45.根据所述影响权重和所述劣化程度权重，获取轴承的各工况状态扣分值；
46.根据所述各工况状态扣分值，获取轴承的健康指数；
47.根据所述轴承的健康指数，获取轴承的健康状态等级。
48.优选地，在根据所述影响权重和所述劣化程度权重获取轴承的健康状态等级之后，包括如下步骤：
49.f1.根据所述健康状态等级获取整车各部位轴承的故障率以及第一轴承的故障率；
50.f2.判断整车各部位轴承中第一轴承的油脂运行状态等级是否大于预设年限；若否，执行f3，若是，执行f5；
51.f3.判断所述整车各部位轴承的故障率是否大于第一故障率阈值；若是，执行f4，若否,执行f6；
52.f4.判断所述整车各部位轴承中第一轴承的故障率是否大于第二故障率阈值；若是,执行f5,若否，执行f6；
53.f5.对整车相应部位所有轴承进行维修；
54.f6.根据所述健康状态等级，对相应轴承进行维修；
55.所述第一轴承具体为：车辆各部位所使用的同批次轴承中数量占比最多的轴承。
56.优选地，根据轴承的所述健康状态等级，对轴承进行维修，包括如下步骤：
57.若单个轴承的所述健康状态等级为正常或亚健康，则无需对轴承进行维修；
58.若单个轴承的所述健康状态等级为轻微故障，则在车辆架修或定修修程时对轴承进行维修；
59.若单个轴承的所述健康状态等级为中等故障，则在第一维修周期内完成轴承维修；
60.若单个轴承的所述健康状态等级为严重故障，则在第二维修周期内完成轴承维修；
61.其中，单个轴承的所述健康状态等级包括：正常、亚健康、轻微故障、中等故障和严重故障；
62.所述第一维修周期大于所述第二维修周期。
63.一种城轨车辆走行部轴承状态维修系统，包括：
64.获取模块，用于获取走行部各部位轴承的各原始工况状态数据；
65.处理模块，用于处理所述各原始工况状态数据以获取各工况状态以及各工况状态对应的轴承工况状态等级；
66.权重模块，用于对所述各工况状态按工况类型赋予影响权重；
67.权重模块，还用于所述对各工况状态对应的轴承工况状态等级赋予劣化程度权重；
68.计算模块，用于根据所述影响权重和所述劣化程度权重获取轴承的健康状态等级；
69.维修指令模块，根据轴承的所述健康状态等级，对轴承进行维修。
70.本发明公开了一种城轨车辆走行部轴承状态维修方法，具体是通过采集获取走行部各部位轴承的各原始工况状态数据，对各原始工况状态数据进行处理，处理得到各工况状态以及各工况状态所对应的轴承工况状态等级；分别对各工况状态按工况类型赋予影响权重，分别对各工况状态对应的轴承工况状态等级赋予劣化程度权重；随后，根据各工况状态的影响权重和各工况状态对应的轴承工况状态等级的劣化程度权重，计算获取轴承的健康状态等级，根据轴承的健康状态等级，对轴承进行维修。
71.需要说明的是，状态维修的最高程度应该是在掌握状态的基础上，进行剩余可用寿命预测，结合列车各系统特点和修程修制，制定科学的修程修制，在经济效益最大化的原则下延长轴承寿命和检修周期，提高轴承的利用率。以城轨列车为例，1列6节编组城轨列车轴箱轴承为例，额定使用寿命均大于200万公里，现有修程基本采用5年送检(60万公里)、10年换新(120万公里)的方式，严重扼杀了轴承使用寿命，如果引用在线监测系统，实现状态维修，延长轴承使用寿命是可行的。
72.在此基础上，本方法仅需根据轴承的各原始工况状态数据，从而获取各工况状态以及各工况状态对应的轴承工况状态等级，通过分别对各工况状态与各工况状态对应的轴承工况状态等级赋予相应的权重，计算得到轴承的健康状态等级，最后在轴承的健康状态等级，精准的对轴承进行维修。本方法通过从原始工况状态数据中得到轴承的各工况状态以及各工况状态对应的轴承工况状态等级，即可对轴承部位故障初期进行精准识别，进一步通过对轴承的各工况状态以及各工况状态对应的轴承工况状态等级赋予权重，计算得出轴承各部件的健康状态，在已知轴承各部件的健康状态下，分类精准的对走行部轴承检修，能有效提高轴承检修效率与成功率。
73.本发明还提供了一种城轨车辆走行部轴承状态维修系统，由于该系统与城轨车辆走行部轴承状态维修方法解决相同的技术问题，属于相同的技术构思，理应具有相同的有益效果，在此不再赘述。
附图说明
74.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
75.图1为本发明实施例提供的一种城轨车辆走行部轴承状态维修方法的流程图；
76.图2为本发明实施例提供的步骤s2的流程图；
77.图3为本发明实施例提供的步骤a2的流程图；
78.图4为本发明实施例提供的步骤a3的流程图；
79.图5为本发明实施例提供的步骤c2的流程图；
80.图6为本发明实施例提供的步骤s5的流程图；
81.图7为本发明实施例提供的步骤s5之后的流程图；
82.图8本发明实施例提供的的步骤s6的流程图；
83.图9本发明实施例提供的一种城轨车辆走行部轴承状态维修系统的结构示意图。
具体实施方式
84.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
85.本发明实施例采用递进的方式撰写。
86.本发明实施例提供了一种城轨车辆走行部轴承状态维修方法及系统。主要解决现有技术中，并未从轴承运行状态方面去考虑，因而无法对轴承部位故障初期进行精准识别，进而导致轴承检修不精准、效率低等问题。
87.如图1所示，一种城轨车辆走行部轴承状态维修方法，包括如下步骤：
88.s1.获取车辆走行部各部位轴承的各原始工况状态数据；；
89.s2.处理各原始工况状态数据，以获取各工况状态以及各工况状态对应的轴承工况状态等级；
90.s3.分别对各工况状态按工况类型赋予影响权重；
91.s4.分别对各工况状态对应的轴承工况状态等级赋予劣化程度权重；
92.s5.根据影响权重和劣化程度权重获取轴承的健康状态等级；
93.s6.根据轴承的健康状态等级，对轴承进行维修。
94.步骤s1中，通过多种类型的传感器采集城轨车辆走行部各部位轴承的各原始工况状态数据；
95.步骤s2中，通过对各原始工况状态数据进行处理，从而得到各工况状态以及各工况状态对应的轴承工况状态等级；
96.步骤s3中，对轴承的各工况状态对轴箱健康的影响程度，根据工况类型以及影响程度从轻到重，赋予权重；
97.步骤s4中，根据各工况状态所对应的轴承工况状态等级，从轻到重，赋予权重；
98.步骤s5中，根据影响权重值和劣化程度权重，计算获取轴承的健康状态等级；
99.步骤s6中，以轴承的健康状态等级作为指导，对轴承进行维修。
100.优选地，轴承的各原始工况状态数据包括：油脂运行时间、冲击信息和温度信息；
101.各工况状态包括：油脂运行工况状态、冲击工况状态和温度工况状态；
102.工况类型包括：油脂运行工况、冲击工况和温度工况。
103.实际运用过程中，轴承的各原始工况状态数据包括有：油脂运行时间、轴承的冲击信息和轴承的温度信息。其中，油脂运行时间是根据轴承出厂或更换新油脂后工作年限所获取的；轴承的冲击信息和轴承的温度信息分别是由相应的传感器所采集获取的；各工况状态具体为，油脂运行工况状态、冲击工况状态和温度工况状态；与各工况状态对应的工况
类型具体为：油脂运行工况、冲击工况和温度工况。
104.如图2所示，优选地，步骤s2中，包括如下步骤：
105.a1.以年为时间单位划分油脂运行时间，以获取油脂运行状态等级；
106.a2.处理冲击信息以获取冲击强度值，根据冲击强度值获取轴承各部件的冲击状态等级；
107.a3.根据温度信息与预设各部位的轴承的温度阈值，获取各部位的轴承的温度状态等级。
108.步骤a1中，确定工况状态为轴承的油脂运行状态，随后以新轴承或送检后轴承运行时间进行等级划分，简单来说，即以年作为等级划分的依据；在本实施例中，划分方式如表1：
109.油脂运行状态等级一级二级三级油脂运行时间(年)678
110.表1
111.即，油脂运行时间为6年的轴承，油脂运行状态等级为一级，以此类推；
112.步骤a2中，确定工况状态为轴承的冲击状态；随后对冲击信息进行信号处理，提取出与故障特征相关的有效信息并分析，输出冲击强度值，根据冲击强度值与冲击阈值相比，进行轴承冲击状态等级划分；
113.步骤a3中，确定工况状态为轴承的温度状态；随后对不同部位轴承的温度信息进行处理，根据与不同的温度阈值相比，进行轴承温度状态等级划分。
114.如图3所示，优选地，步骤a2，包括如下步骤：
115.b1.处理冲击信息以获取轴承各部件故障特征信息；
116.b2.定量分析轴承各部件故障特征信息以获取冲击强度值；
117.b3.根据冲击强度值与预设冲击强度阈值，以获取轴承各部件的冲击状态等级。
118.步骤b1中，对轴承的冲击信息进行处理，提取轴承各部件故障特征信息；
119.步骤b2中，对轴承各部件故障特征信息进行定量分析，获取冲击强度值；
120.步骤b3中，根据已获取的冲击强度值与已预设的冲击强度阈值，确定冲击状态等级。
121.优选地，轴承各部件故障特征信息具体为：内环故障特征信息、外环故障特征信息、保持架故障特征信息和滚子故障特征信息；
122.轴承各部件具体为：内环、外环、保持架和滚子。
123.实际运用过程中，轴承各部件包括内环、外环、保持架和滚子，通过在轴承冲击信息中提取对应特征信息，从而获得内环故障特征信息、外环故障特征信息、保持架故障特征信息和滚子故障特征信息；各部件的冲击状态等级可根据不同的阈值划分为预警、一级报警和二级报警三个级别。在本实施例中，具体划分方式如表2：
[0124][0125]
表2
[0126]
其中，x为冲击强度值。
[0127]
即，内环故障的冲击强度值在44db与50db之间，则冲击状态等级为预警级，以此类推。
[0128]
如图4所示，优选地，步骤a3，包括如下步骤：
[0129]
c1.根据温度信息获取各部位的轴承的实际温度；
[0130]
c2.根据各部位的轴承的实际温度与预设各部位的轴承的温度阈值，获取各部位的轴承的温度状态等级；
[0131]
其中，各部位的轴承具体为：轴箱轴承、电机轴承和齿轮箱轴承。
[0132]
步骤c1中，根据已获取的轴承温度信息，获取各部位的轴承的实际温度；
[0133]
步骤c2中，根据各部位的轴承的实际温度与预设各部位的轴承的温度阈值进行比较，从而获取各部位的轴承的温度状态等级。即轴箱轴承、电机轴承和齿轮箱轴承的温度状态等级。
[0134]
如图5所示，优选地，步骤c2，包括如下步骤：
[0135]
d1.若目标轴承的实际温度大于等于同一转向架上的相同部位的所有部件的第一温度阈值，则判定目标轴承温度异常；
[0136]
d2.若目标轴承的实际温度大于环境温度，且目标部件的实际温度与环境温度之差大于第二温度阈值，则判定目标轴承温升异常；
[0137]
d3.若目标轴承的实际温度大于第三温度阈值，则判定目标轴承超温异常；
[0138]
其中，目标轴承为任一各部位的轴承；
[0139]
各部位的轴承的温度阈值包括第一温度阈值、第二温度阈值和第三温度阈值；
[0140]
各部位的轴承的温度状态等级包括温度异常、温升异常和超温异常。
[0141]
实际运用过程中，温度状态等级分为三个级别，具体为：温度异常、温升异常和超温异常；进一步的，三种温度状态等级根据不同的阈值范围，又可再进一步分别划分为预警级和报警级或其他各种级别。
[0142]
步骤d1中，当目标轴承的实际温度大于等于同一转向架上的相同部位的所有部件的第一温度阈值(即平均温度)，则判定目标轴承温度异常；
[0143]
步骤d2中，当目标轴承的实际温度大于环境温度，用目标轴承的温度减去环境温度所得到的差值大于第二温度阈值，则判定目标轴承温升异常；
[0144]
步骤d3中，当目标轴承的实际温度大于第三温度阈值，，则判定目标轴承超温异常；
[0145]
具体划分方式如表3：
[0146][0147][0148]
表3
[0149]
其中，x为轴箱轴承、电机轴承和齿轮箱轴承的实际温度。
[0150]
即，轴箱、齿轮箱(低速轴)部位的实际温度高于同一转向架上的相同部位的所有部件的平均温度5度以上，则认定轴箱、齿轮箱(低速轴)轴承温度异常；轴箱、齿轮箱(低速轴)部位与环境温度的差值在30到40度之间，则认定轴箱、齿轮箱(低速轴)轴承温升异常，差值在40到48度之间，则认定轴箱、齿轮箱(低速轴)轴承温升预警(相比于温升异常更为严重)，差值大于48度，则认定轴箱、齿轮箱(低速轴)轴承温升报警(相比于温升预警更为严重)，以此类推。
[0151]
优选地，步骤s3和步骤s4，具体为：
[0152]
根据工况类型，对油脂运行工况状态赋予一级影响权重，对冲击工况状态赋予二级影响权重，对温度工况状态赋予三级影响权重；
[0153]
其中，一级影响权重小于二级影响权重，二级影响权重小于三级影响权重；
[0154]
根据工况类型以及工况状态对应的轴承状态等级，对各工况类型的每种工况状态分别赋予一级劣化程度权重、二级劣化程度权重和三级劣化程度权重。
[0155]
步骤s3具体为：根据轴承的油脂运行工况、冲击工况、温度工况3种工况类型对轴箱健康情况的影响程度，按照影响程度的从轻到重划分为3个等级，分别为i级、ii级、iii级，其中i级是指的油脂运行状态，ii级指的是冲击状态，iii级指的是温度状态。分别给三种工况状态赋予权重因子，按从轻到重权重因子分别为1、2、3，如表4所示：
[0156][0157]
表4
[0158]
步骤s4具体为：根据轴承的油脂运行工况以及油脂运行状态等级、轴承的冲击工况以及冲击状态等级和轴承的温度工况以及温度状态等级，在本实施例中，将劣化程度权重分为3个等级，分别为a级、b级、c级，将油脂运行状态等级赋予a级劣化程度权重，将冲击状态等级赋予b级劣化程度权重，将温度状态等级赋予c级劣化程度权重，对应的劣化程度权重值为5、10、15，如表5所示：
[0159][0160]
表5
[0161]
需要说明的是，温度状态等级由于存在分类型的判断结果，因此可以输出多种温度状态等级，当同时输出多种温度状态等级时，取对应劣化程度最高的等级为最终劣化等级。
[0162]
综合上述各表形成工况状态与劣化程度等级对照表，如表6所示：
[0163][0164]
表6
[0165]
如图6所示，优选地，步骤s5，包括如下步骤：
[0166]
e1.根据影响权重和劣化程度权重，获取轴承的各工况状态扣分值；
[0167]
e2.根据各工况状态扣分值，获取轴承的健康指数；
[0168]
e3.根据轴承的健康指数，获取轴承的健康状态等级。
[0169]
步骤e1中，根据影响权重和劣化程度权重，获取轴承的各工况状态扣分值；在本实施例中，轴承每种状态的扣分值计算公式为：fx(i)＝x*y；其中x为不同状态的影响值，取值为1，2，3，y为不同劣化程度下的扣分值，取值5，10，15。轴承的油脂状态、冲击状态和温度状态扣分项用fo(i)、fp(i)、ft(i)。
[0170]
通过该公式可以计算得出油脂运行状态、冲击状态和温度状态的扣分值；
[0171]
如：如果轴承油脂运行时间为7年，则其扣分值为：fo(i)＝1*10(1是油脂运行状态的影响程度根据表4可知是i级，对应影响值为1；根据表5、表6可知，运行7年劣化程度为b级，对应影响值为10)。
[0172]
如果冲击状态等级为二级，则其扣分值为：fp(i)＝2*15(2是冲击状态的影响程度根据表4可知是ii级，对应影响值为2；根据表5、表6可知冲击状态等级为二级对应的劣化程度为c级，对应影响值为15)
[0173]
如果温度等级为温升异常、超温报警，则其扣分值为：ft(i)＝3*15(3是温度状态的影响程度根据表4可知是iii级，对应影响值为3；根据表5、表6可知，超温报警的劣化等级高于温升异常的劣化等级，所以取超温报警为最终劣化等级，超温报警的劣化程度为c级，对应影响值为15)；
[0174]
步骤e2中，根据各工况状态扣分值和预设公式，计算可得获取轴承的健康指数，在本实施例中，每个轴承的健康情况采用健康指数h(i)(health index)表示，健康指数h(i)计算公式如下，即以整数100减去轴承3个状态扣分值：
[0175]
h(i)＝100-[fo(i)+fp(i)+ft(i)]；
[0176]
步骤e3中，根据单个轴承的健康指数h(i)，判断并获取该轴承的健康状态等级。提前制定轴承的健康等级，健康等级共分为5级，即正常、亚健康、轻微故障、中等故障、严重故障，各健康等级指数范围如表7所示：
[0177][0178]
表7
[0179]
即，轴承的健康指数的具体数值落入到上述范围中，则确定该轴承为某一个健康等级；
[0180]
在本实施例中，若某个轴承的油脂运行时间为7年，冲击状态等级为二级，温度等级为超温报警则其健康指数为：h(i)＝100-[fo(ii)+fp(i)+ft(i)]＝100-[1*10+2*15+3*15]＝15；则其健康等级为严重故障。
[0181]
如图7所示，优选地，在步骤s5之后，包括如下步骤：：
[0182]
f1.根据健康状态等级获取整车各部位轴承的故障率以及第一轴承的故障率；
[0183]
f2.判断整车各部位轴承中第一轴承的油脂运行状态等级是否大于预设年限；若否，执行f3，若是，执行f5；
[0184]
f3.判断整车各部位轴承的故障率是否大于第一故障率阈值；若是，执行f4，若否,执行f6；
[0185]
f4.判断整车各部位轴承中第一轴承的故障率是否大于第二故障率阈值；若是,执
行f5,若否，执行f6；
[0186]
f5.对整车相应部位所有轴承进行维修；
[0187]
f6.根据健康状态等级，对相应轴承进行维修；
[0188]
第一轴承具体为：车辆各部位所使用的同批次轴承中数量占比最多的轴承。
[0189]
步骤f1中，统计整车各部位轴承数量、车辆各部位所使用的同批次轴承中数量占比最多的轴承数量以及在整车中属于轻微等级以上(含中等、严重)的故障轴承数量，获取整车各部位轴承的故障率以及第一轴承的故障率；
[0190]
步骤f2中，根据从步骤s2中对各原始工况数据处理所得到第一轴承的油脂运行状态等级(即运行时间)，判断油脂运行时间是否已超过预设年限，若已超过预设年限，则对整车同部位轴承进行维修；
[0191]
步骤f3中，若油脂运行状态未超过预设年限，判断步骤f1中获取的整车各部位轴承的故障率是否超过预设的第一故障率阈值k，若未超过第一故障率阈值k，则对相应轴承进行维修；
[0192]
步骤f4中，若整车各部位中某一个部位轴承的故障率超过预设的第一故障率阈值k，则判断步骤f1中获取的第一轴承的故障率是否超过预设的第二故障率阈值j；若未超过第二故障率阈值j，则对相应故障轴承进行维修；
[0193]
步骤f5中，若第一轴承的故障率已超过预设的第二故障率阈值j，即车辆各部位中某部位所使用的同批次轴承中数量占比最多的轴承的故障率已超过第二故障率阈值j，表明整车该部位的轴承大部分出现了故障或即将出现故障或隐患，应当对整车相应部位的所有轴承进行维修。
[0194]
步骤f6中，根据符合条件的相应轴承的健康状态等级，，对相应轴承进行维修。
[0195]
如图8所示，优选地，步骤s6，包括如下步骤：
[0196]
g1.若轴承的健康状态等级为正常或亚健康，则无需对轴承进行维修；
[0197]
g2.若轴承的健康状态等级为轻微故障，则在车辆架修或定修修程时对轴承进行维修；
[0198]
g3.若轴承的健康状态等级为中等故障，则在第一维修周期内完成轴承维修；
[0199]
g4.若轴承的健康状态等级为严重故障，则在第二维修周期内完成轴承维修；
[0200]
其中，轴承的健康状态等级包括：正常、亚健康、轻微故障、中等故障和严重故障；
[0201]
第一维修周期大于第二维修周期。
[0202]
步骤g1至g4中，若轴承的健康状态等级为正常或亚健康时，则无需对该轴承进行维修；若轴承的健康状态等级为轻微故障，则仅需在轨道车辆架修或定修期间，对该轴承进行维修；若轴承的健康状态等级为中等故障，则应当在第一维修周期内完成轴承维修；若轴承的健康状态等级为严重故障，则应当在第二维修周期内完成轴承维修。
[0203]
需要说明的是，架修，就是要把轨道车辆开进架修车间，把它轨道车辆“大卸八块”，并对每一个重要系统和部件进行检查维修。对轨道车辆的重要部件，特别是转向架及轮对、电机、空调机组、制动系统等进行分解、清洗、检查、探伤、修理，更换报废零部件；对电子部件进行清洗测试测试；对蓄电池进行清洗及充放电作业；对轨道车辆各系统进行全面检测、调试及试验等。
[0204]
第一维修周期和第二维系周期可以根据实际需要进行设置，在本实施例中，第一
维修周期设置大于第二维修周期，即当单个轴承为中等故障时，尽快完成轴承维修，当单个轴承为严重故障时，应当立即完成轴承维修，具体指导维修如表8所示：
[0205][0206]
表8
[0207]
需要说明的是，步骤f5中对整车轴承进行维修的方法，是将重复步骤g1至g4(即重复单个轴承的维修方法)直至完成整车所有轴承的维修。或者，在获取轴承的健康状态等级后，直接对整车各部位轴承进行维修，无需采用本案对单个轴承进行维修的方法处理。
[0208]
如图9所示，一种城轨车辆走行部轴承状态维修系统，包括：
[0209]
获取模块，用于获取走行部各部位轴承的各原始工况状态数据；
[0210]
处理模块，用于处理各原始工况状态数据以获取各工况状态以及各工况状态对应的轴承工况状态等级；
[0211]
权重模块，用于对各工况状态按工况类型赋予影响权重；
[0212]
权重模块，还用于对各工况状态对应的轴承工况状态等级赋予劣化程度权重；
[0213]
计算模块，用于根据影响权重和劣化程度权重获取轴承的健康状态等级；
[0214]
维修指令模块，根据健康状态等级，对轴承进行维修。
[0215]
实际运用过程中，通过获取模块获取走行部各部位轴承的各原始工况状态数据并发送至处理模块；处理模块处理各原始工况状态数据，从而获取各工况状态以及各工况状态对应的轴承工况状态等级，并将其发送至权重模块；权重模块对各工况状态按工况类型赋予影响权重，对各工况状态对应的轴承工况状态等级赋予劣化程度权重，并将赋予权重的各工况状态和对应的轴承工况状态等级发送至计算模块；计算模块根据影响权重和劣化程度权重，计算获取轴承的健康状态等级，并将计算结果发送至维修指令模块；维修指令模块，根据健康状态等级，指导工作人员对轴承进行维修。
[0216]
在本技术所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的方法和系统，可以通过其它的方式实现。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个模块或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
[0217]
另外，在本发明各实施例中的各功能模块可以全部集成在一个处理器中，也可以是各模块分别单独作为一个器件，也可以两个或两个以上模块集成在一个器件中；本发明各实施例中的各功能模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
[0218]
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令及相关的硬件来完成，前述的程序指令可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序指令在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(read only memory，rom)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0219]
应当理解，本技术中如若使用了“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”，仅是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换该词语。
[0220]
如本技术和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0221]
以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
[0222]
本技术中如若使用了流程图，则该流程图是用来说明根据本技术的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
[0223]
以上对本发明所提供的一种城轨车辆走行部轴承状态维修方法及系统进行了详细介绍。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种城轨车辆走行部轴承状态维修方法，其特征在于，包括如下步骤：获取车辆走行部各部位轴承的各原始工况状态数据；处理所述各原始工况状态数据，以获取各工况状态以及各工况状态对应的轴承工况状态等级；分别对所述各工况状态按工况类型赋予影响权重；分别对所述各工况状态对应的轴承工况状态等级赋予劣化程度权重；根据所述影响权重和所述劣化程度权重获取轴承的健康状态等级；根据轴承的所述健康状态等级，对轴承进行维修。2.如权利要求1所述的城轨车辆走行部轴承状态维修方法，其特征在于，所述轴承的各原始工况状态数据包括：油脂运行时间、冲击信息和温度信息；所述各工况状态包括：油脂运行工况状态、冲击工况状态和温度工况状态；所述工况类型包括：油脂运行工况、冲击工况和温度工况。。3.如权利要求2所述的城轨车辆走行部轴承状态维修方法，其特征在于，所述处理所述各原始工况状态数据，以获取各工况状态对应的轴承工况状态等级，包括如下步骤：以年为时间单位划分所述油脂运行时间，以获取油脂运行状态等级；处理所述冲击信息以获取冲击强度值，根据所述冲击强度值获取轴承各部件的冲击状态等级；根据所述温度信息与预设各部位的轴承的温度阈值，获取各部位的轴承的温度状态等级。4.如权利要求3所述的城轨车辆走行部轴承状态维修方法，其特征在于，所述处理所述冲击信息以获取冲击强度值，根据所述冲击强度值获取轴承各部件的冲击状态等级，包括如下步骤：处理所述冲击信息以获取轴承各部件故障特征信息；定量分析所述轴承各部件故障特征信息以获取所述冲击强度值；根据所述冲击强度值与预设冲击强度阈值，以获取轴承各部件的所述冲击状态等级。5.如权利要求4所述的城轨车辆走行部轴承状态维修方法，其特征在于，所述轴承各部件故障特征信息具体为：内环故障特征信息、外环故障特征信息、保持架故障特征信息和滚子故障特征信息；所述轴承各部件具体为：内环、外环、保持架和滚子。6.如权利要求3所述的城轨车辆走行部轴承状态维修方法，其特征在于，所述根据所述温度信息与预设各部位的轴承的温度阈值，获取各部位的轴承的温度状态等级，包括如下步骤：根据所述温度信息获取所述各部位的轴承的实际温度；根据所述各部位的轴承的实际温度与预设各部位的轴承的温度阈值，获取所述各部位的轴承的温度状态等级；其中，所述各部位的轴承具体为：轴箱轴承、电机轴承和齿轮箱轴承。7.如权利要求6所述的城轨车辆走行部轴承状态维修方法，其特征在于，所述根据所述各部位的轴承的实际温度与预设各部位的轴承的温度阈值，获取所述各部位的轴承的温度状态等级，包括如下步骤：
若目标轴承的实际温度大于等于同一转向架上的相同部位的所有部件的第一温度阈值，则判定所述目标轴承温度异常；若目标轴承的实际温度大于环境温度，且所述目标轴承的实际温度与所述环境温度之差大于第二温度阈值，则判定所述目标轴承温升异常；若目标轴承的实际温度大于第三温度阈值，则判定所述目标轴承超温异常；其中，所述目标轴承为任一所述各部位的轴承；所述各部位的轴承的温度阈值包括第一温度阈值、第二温度阈值和第三温度阈值；所述各部位的轴承的温度状态等级包括温度异常、温升异常和超温异常。8.如权利要求3所述的城轨车辆走行部轴承状态维修方法，其特征在于，所述分别对所述各工况状态按工况类型赋予影响权重与所述分别对所述工况状态对应的轴承工况状态等级赋予劣化程度权重，具体为：根据所述工况类型，对所述油脂运行工况状态赋予一级影响权重，对所述冲击工况状态赋予二级影响权重，对所述温度工况状态赋予三级影响权重；其中，所述一级影响权重小于所述二级影响权重，所述二级影响权重小于三级影响权重；根据所述工况类型以及所述工况状态对应的轴承状态等级，对各工况类型的每种工况状态分别赋予一级劣化程度权重、二级劣化程度权重和三级劣化程度权重。9.如权利要求3所述的城轨车辆走行部轴承状态维修方法，其特征在于，所述根据所述影响权重和所述劣化程度权重获取轴承的健康状态等级，包括如下步骤：根据所述影响权重和所述劣化程度权重，获取轴承的各工况状态扣分值；根据所述各工况状态扣分值，获取轴承的健康指数；根据所述轴承的健康指数，获取轴承的健康状态等级。10.如权利要求9所述的城轨车辆走行部轴承状态维修方法，其特征在于，在根据所述影响权重和所述劣化程度权重获取轴承的健康状态等级之后，包括如下步骤：f1.根据所述健康状态等级获取整车各部位轴承的故障率以及第一轴承的故障率；f2.判断整车各部位轴承中第一轴承的油脂运行状态等级是否大于预设年限；若否，执行f3，若是，执行f5；f3.判断所述整车各部位轴承的故障率是否大于第一故障率阈值；若是，执行f4，若否,执行f6；f4.判断所述整车各部位轴承中第一轴承的故障率是否大于第二故障率阈值；若是,执行f5,若否，执行f6；f5.对整车相应部位所有轴承进行维修；f6.根据所述健康状态等级，对相应轴承进行维修；所述第一轴承具体为：车辆各部位所使用的同批次轴承中数量占比最多的轴承。11.如权利要求1所述的城轨车辆走行部轴承状态维修方法，其特征在于，根据轴承的所述健康状态等级，对轴承进行维修，包括如下步骤：若轴承的所述健康状态等级为正常或亚健康，则无需对轴承进行维修；若轴承的所述健康状态等级为轻微故障，则在车辆架修或定修修程时对轴承进行维修；
若轴承的所述健康状态等级为中等故障，则在第一维修周期内完成轴承维修；若轴承的所述健康状态等级为严重故障，则在第二维修周期内完成轴承维修；其中，轴承的所述健康状态等级包括：正常、亚健康、轻微故障、中等故障和严重故障；所述第一维修周期大于所述第二维修周期。12.一种城轨车辆走行部轴承状态维修系统，其特征在于，包括：获取模块，用于获取走行部各部位轴承的各原始工况状态数据；处理模块，用于处理所述各原始工况状态数据以获取各工况状态以及各工况状态对应的轴承工况状态等级；权重模块，用于对所述各工况状态按工况类型赋予影响权重；权重模块，还用于所述对各工况状态对应的轴承工况状态等级赋予劣化程度权重；计算模块，用于根据所述影响权重和所述劣化程度权重获取轴承的健康状态等级；维修指令模块，根据轴承的所述健康状态等级，对轴承进行维修。

技术总结
本发明公开了一种城轨车辆走行部轴承状态维修方法及系统，方法包括如下步骤：一种城轨车辆走行部轴承状态维修方法，包括如下步骤：获取车辆走行部各部位轴承的各原始工况状态数据；处理所述各原始工况状态数据，以获取各工况状态以及各工况状态对应的轴承工况状态等级；分别对所述各工况状态按工况类型赋予影响权重；分别对所述各工况状态对应的轴承工况状态等级赋予劣化程度权重；根据所述影响权重和所述劣化程度权重获取轴承的健康状态等级；根据轴承的所述健康状态等级，对轴承进行维修。该维修方法逻辑清晰，安全、有效、可靠且操作简便，可以在轴承部件发生故障初期进行精准识别，并根据轴承的健康状态指导车辆维修。并根据轴承的健康状态指导车辆维修。并根据轴承的健康状态指导车辆维修。


技术研发人员：黄贵发 陈朝 陈湘 奚笑冬 张志亮 丁亚琦 李琪琛 孔佳麟 王娟 周炯 陈霞
受保护的技术使用者：唐智科技湖南发展有限公司 上海地铁维护保障有限公司
技术研发日：2022.12.08
技术公布日：2023/4/28