基于故障樹方法的高鐵轉(zhuǎn)向架齒輪箱的故障分析.pdf

1、我國(guó)的高速動(dòng)車組研發(fā)開(kāi)始于20世紀(jì)90年代初，經(jīng)過(guò)了十?dāng)?shù)年的努力發(fā)展，截至2015年底，我國(guó)共擁有高鐵列車1780列，總長(zhǎng)度17000km，承擔(dān)了全國(guó)客運(yùn)總量近50％的份額，如今高鐵已逐漸成為了人們生產(chǎn)和生活中越來(lái)越不可或缺的一種交通工具。轉(zhuǎn)向架是高鐵列車車身與車輪之間的連接部件，屬于車底動(dòng)力系統(tǒng)的重要部件。轉(zhuǎn)向架作為一個(gè)獨(dú)立的動(dòng)力裝置，它具有支承車體、承受車輛的全部重量及作用在車輛上的其他方向的作用力，并引導(dǎo)車輛在線路上運(yùn)行的作用。而

2、齒輪箱作為高速動(dòng)車組列車轉(zhuǎn)向架驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的關(guān)鍵傳動(dòng)部件，在列車運(yùn)行過(guò)程中容易發(fā)生故障，并可能會(huì)通過(guò)轉(zhuǎn)向架傳遞到列車的其它部件。而一旦齒輪箱發(fā)生故障，將會(huì)危及到高鐵列車的運(yùn)行安全，進(jìn)而危及乘客的生命、財(cái)產(chǎn)安全。因此，針對(duì)高速動(dòng)車組列車轉(zhuǎn)向架齒輪箱的故障分析具有十分重要的意義和作用。
　　本研究以可靠性理論中的故障樹方法為基礎(chǔ)，在深入分析高鐵齒輪箱系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)和故障模式的基礎(chǔ)上，建立了高鐵列車齒輪箱系統(tǒng)失效的故障樹模型，進(jìn)而完成了齒

3、輪箱故障樹的定性、定量分析。同時(shí)，將故障樹分析方法與蒙特卡羅仿真理論相結(jié)合，運(yùn)用MATLAB軟件對(duì)齒輪箱系統(tǒng)進(jìn)行了故障樹-蒙特卡洛仿真試驗(yàn)分析。檢驗(yàn)了當(dāng)齒輪箱底事件的故障規(guī)律服從指數(shù)分布時(shí)，其各子系統(tǒng)和整個(gè)齒輪箱系統(tǒng)依舊服從指數(shù)分布，同時(shí)得出了高鐵齒輪箱各零部件的重要度排序，找出了高鐵齒輪箱的關(guān)鍵部件和薄弱環(huán)節(jié)。最后，通過(guò)Visual C++6.0軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)出了一款應(yīng)用于高鐵轉(zhuǎn)向架齒輪箱系統(tǒng)的故障樹分析軟件，利用該軟件可以更加方便的了

4、解高鐵齒輪箱故障的發(fā)生規(guī)律，有助于更有針對(duì)性的進(jìn)行設(shè)備管理，有利于提高設(shè)備的使用效率。結(jié)果表明，對(duì)于高鐵轉(zhuǎn)向架齒輪箱這樣試驗(yàn)難度大、樣品少、成本高、收集相關(guān)數(shù)據(jù)困難的研究對(duì)象，采用故障樹-蒙特卡羅仿真分析可以得到較為準(zhǔn)確的結(jié)果。實(shí)現(xiàn)了在力求降低可靠性試驗(yàn)成本的同時(shí)充分反映齒輪箱系統(tǒng)中的各種問(wèn)題的目的。利用高鐵轉(zhuǎn)向架齒輪箱故障樹分析軟件可以對(duì)齒輪箱系統(tǒng)的可靠性問(wèn)題快捷、方便地進(jìn)行計(jì)算，并且結(jié)果的精確度會(huì)隨數(shù)據(jù)樣本的不斷累積而不斷提高。該軟