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第1章 轨道交通大发展的时代1

1.1 国家轨道交通发展历程2

1.2 琳琅满目的轨道交通新概念2

1.3 中国的城市轨道交通规划5

1.4 世界地铁概貌9

1.5 中国的轨道交通大发展的技术基础9

1.6 国产机车车辆制造概况11

第2章 轨道交通车辆的安全问题15

2.1 新形势下轨道交通的安全15

2.1.1 轨道交通基础安全设施15

2.1.2 轨道交通安全运行的特点16

2.2 布局于城区的城轨交通的特殊性16

2.3 轨道车辆走行部的安全隐患17

第3章 轨道交通车辆走行部常见故障及其机理简述22

3.1 轨道交通车辆走行部结构——转向架24

3.2 轨道交通车辆走行部常见故障及其机理简述25

3.2.1 车轮踏面故障26

3.2.2 齿轮故障29

3.2.3 轴承故障和转子、定子碰磨故障32

3.2.4 构架的非转动部件故障39

3.2.5 轴系的断裂故障43

3.2.6 轨道波磨等因素引发的车辆故障45

第4章 轨道交通车辆走行部故障监测技术49

4.1 传统监测技术拾零49

4.1.1 磁探伤的基本原理50

4.1.2 涡流探伤的原理50

4.1.3 超声波探伤的基本原理50

4.1.4 着色检查的基本原理50

4.1.5 应变片动应力监测的基本原理51

4.2 传统检测技术的局限性51

4.3 发展新型监测技术51

4.4 轨道交通车辆走行部车载监测装置的设计思路53

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54

4.4.2 满足轨道交通车辆、地铁车辆运用管理需求的对策55

4.4.3 网络式专家诊断系统的继续创新与发展55

第5章 广义共振故障诊断技术的物理学基础57

5.1 共振57

5.1.1 共振的危害57

5.1.2 共振现象的利用57

5.1.3 共振的研究57

5.2 广义共振59

5.2.1 广义共振概念的提出59

5.2.2 广义共振的普遍性60

5.2.3 共振的破坏作用61

5.2.4 广义共振的破坏作用62

5.2.5 共振和广义共振原理的利用62

5.3 机械的广义共振63

5.4 用电子电路的广义共振分析机械的广义共振66

5.5 有源广义共振与无源广义共振68

5.6 广义共振的振幅与功和能：破坏性浅析69

5.7 激发广义共振的条件71

5.7.1 冲击73

5.7.2 激发广义共振的外作用—冲击73

5.7.3 总结激发广义共振的条件75

5.8 广义共振与共振解调技术76

5.8.1 共振解调技术的7项性质79

5.8.2 提取机械故障冲击的共振器84

5.8.3 机械故障的共振解调初级诊断与精密诊断87

5.8.4 共振解调定量监测技术89

5.9 广义共振与共振解调监测技术的应用96

5.9.1 利用广义共振波形测量阻尼变化识别机械故障97

5.9.2 利用广义共振频率漂移识别机械疲劳、裂损98

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101

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102

5.9.5 利用共振解调技术监测机械冲击故障109

5.9.6 共振解调监测的传感器安装技术要点117

第6章 车载广义共振、共振解调故障诊断系统的结构122

6.1 JK10450型地铁车辆走行部车载故障诊断系统结构122

6.1.1 系统组成122

6.1.2 JK10450主要部件123

6.1.3 系统管理及信息输出126

6.2 广义共振、共振解调故障诊断系统部件技术131

6.2.1 多信息复合传感器及前置处理器131

6.2.2 多信息复合传感器电路设计132

6.2.3 前置处理器对模拟信息的处理134

6.2.4 温度信息处理134

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134

第7章 共振解调波形、频谱与故障诊断及机理分析138

7.1 一般性故障的诊断、机理分析及维修对策138

7.1.1 轴承故障的诊断、机理分析及维修对策138

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138

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142

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145

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149

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151

7.1.1.6 保持架故障的一般特征及其诊断154

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157

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165

7.1.2 踏面故障的机理分析及其故障诊断171

7.1.2.1 擦伤、剥离故障诊断172

7.1.2.2 失圆故障识别及源于擦伤、剥离的机理分析181

7.1.2.3 形形色色的踏面裂纹故障识别及其故障机理184

7.1.3 一般性齿轮故障的诊断及其机理分析199

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199

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204

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205

7.2.1 指向电机非齿轮端的轴向力首先破坏轴承滚子206

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206

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206

7.2.4 电机非齿轮端精度消失故障诊断的软件实现206

7.3 保持架故障发生机理及其故障诊断213

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213

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220

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227

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231

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232

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235

7.4 六连杆故障的寄生诊断方法及其机理分析237

7.5 空心轴机车多发动力轴承故障的诊断和机理分析246

7.5.1 DF11G-164机车53位机破后的故障状况和信息调查和分析246

7.5.2 故障机理分析：超温早前长期出现的齿轮冲击原因250

7.5.3 空心轴机车动力轴承故障早期预警的策略探讨252

7.6 齿轮多发崩角故障的机理分析和维修对策262

7.6.1 DF4D-0079-22的案例262

7.6.2 DF4D-0018-52的案例264

7.6.3 DF4D-0518-22的案例266

7.7 组合齿轮连接件松动、折断的故障诊断及其机理分析268

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271

7.8.1 齿轮、轴承定点疲劳的基本原理272

7.8.2 某些怪异的轴承故障现象及其定点疲劳内因273

7.8.3 某些怪异的齿轮故障现象及其定点疲劳内因276

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285

7.8.4.1 SS7C型车抱轴承更改型号可能引发的问题285

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287

7.8.5 和谐车存在的轴承、齿轮定点疲劳现象及诊断对策291

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297

7.9.1 断轴之前的冲击信息研究——二孤谱298

7.9.2 诊断齿轮轴裂纹的二孤谱方法论300

7.9.3 应用实例、故障程度的识别参数与考核302

7.9.4 人工识别定点疲劳所致裂纹的基本方法305

7.9.5 识别齿轮轴系刚度变化的半啮谱特征306

7.9.6 定点疲劳所致裂纹的发生、发展规律308

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311

7.10.1 问题的提出311

7.10.2 车轮、踏面可能存在疑似的热分格裂纹的推测312

7.10.3 由SS7C-0050的崩轮断面形貌引发的联想314

7.10.4 疑似热分格裂纹可能是普遍现象316

7.10.5 地铁车轮出现疑似热分格裂纹的分析325

7.10.6 建立针对疑似热分格裂纹的报警机制330

第8章 基于广义共振的非转动机械（构架）故障诊断方法论333

8.1 非转动机械故障广义共振波形、频谱分析与故障诊断333

8.1.1 相对积函数的引出334

8.1.2 相对积函数的定义和推论335

8.1.3 相对积函数的基本意义337

8.1.4 相对积函数的应用拓展之一：振动与冲击的相对积340

8.2 用广义共振及其引发的共振解调识别车辆构架裂纹341

8.2.1 车辆构架裂纹监测装置结构341

8.2.2 裂纹故障定量和定位的识别判据344

8.2.3 地面软件自动化诊断结论的应用346

8.2.4 直线电机定子吊耳故障监测和故障机理分析357

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360

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364

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366

8.3.2.1 广义共振体与被碰撞体的振动分析367

8.3.2.2 广义共振体与固定物体摩擦的振动分析369

8.3.2.3 裂纹开裂声发射冲击分析372

8.3.2.4 裂纹闭合时的材料摩擦、碰撞冲击373

8.3.2.5 小结375

跋：全局思索与思想升华376