铁路道岔转辙机故障预测系统及方法与流程

1.本发明涉及辙机故障预测技术领域，具体为铁路道岔转辙机故障预测系统及方法。


背景技术：

2.道岔是一种使机车车辆从一股道转入另一股道的线路连接设备，也是轨道的薄弱环节之一，通常在车站、编组站大量铺设，有了道岔，可以充分发挥线路的通过能力，即使是单线铁路，铺设道岔，修筑一段大于列车长度的叉线，就可以对开列车，道岔几何尺寸转辙器尺寸主要包括曲线尖轨长、直向尖轨长、基本轨前端长、基本轨后端长、尖轨曲线半径、尖轨尖端角、尖轨转辙角和尖轨辙跟支距，辙叉尺寸主要包括趾距、跟距及辙叉全长，此外还有道岔前长、道岔后长、道岔理论全长、道岔实际全长、导曲线后插直线长或导曲线半径等。道岔是个大家族，最常见的是普通单开道岔，它由转辙器、连接部分、辙叉及护轨三个单元组成，转辙器包括基本轨、尖轨和转辙机械，当机车车辆要从a股道转入b股道时，操纵转辙机械使尖轨移动位置，尖轨1密贴基本轨1，尖轨2脱离基本轨2，这样就开通了b股道，关闭了a股道，机车车辆进入连接部分沿着导曲线轨过渡到辙叉和护轨单元。
3.转辙机是控制道岔变换的重要设备，因此需要定期对其进行检查维护，以保证其可以正常的运转，对转辙机故障的预测方式，大多都是凭借检测工人的个人经验，通过多次实地检测之后，会推断其内部各零部的剩余寿命周期，以便在下次巡检时重点对其进行检查维护，这种凭借人工经验预测方法，不仅预测准确度较低，而且完全是凭借个人摸索的经验，没有一定的理论依据，无法进行大面积推广，为此，我们提出了新的一种铁路道岔转辙机故障预测系统及方法。


技术实现要素：

4.本发明解决的技术问题在于克服现有技术的防火性能较差和使用效率低等缺陷，提供铁路道岔转辙机故障预测系统及方法。所述铁路道岔转辙机故障预测系统及方法为铁路道岔转辙机的故障预测提供了一定的数据理论支持，具有一定的推广性。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：铁路道岔转辙机故障预测系统，包括监控后台、预测装置、电力监测系统、动力机构监测系统、执行机构监测系统以及油压监测系统；
6.电力监测系统由电压监测器和电流监测器组成；
7.动力机构监测系统由电机转速监测、传动效率监测以及电路监测组成；
8.执行机构监测系统包括润滑度监测和摩擦力监测；
9.油压监测系统由油压传感器组成。
10.优选的，所述监控后台包括监测设备和后台监控人员。
11.优选的，所述预测装置是电力监测系统、动力机构监测系统、执行机构监测系统以及油压监测系统的集成，且所述预测装置的内部设置有与电力监测系统、动力机构监测系
统、执行机构监测系统以及油压监测系统相对应的数据收集芯片。
12.铁路道岔转辙机故障预测系统的操作方法，包括以下步骤：
13.s1：首先拆开铁路道岔转辙机的机盖，然后将预测装置安装在铁路道岔转辙机的内部，并将电力监测系统、动力机构监测系统、执行机构监测系统以及油压监测系统的检测端分别安装在铁路道岔转辙机的控制电路、动力机构、执行机构以及油缸上；
14.s2：电力监测系统会通过其内部的电压监测器和电流监测器对铁路道岔转辙机电路的电压和电流进行实时检测，并将每次工作的电压和电流数据传输给预测装置，数据再由预测装置无线传输给监控后台，铁路道岔转辙机内部电路的额定电流ie＝容量s/1.732
×
u；
15.s3：动力机构监测系统会通过电机转速监测、传动效率监测以及电路监测分别对驱动电机的转速、传动效率以及电流大小进行自动实时监测，并将铁路道岔转辙机每次工作时的各项数据传输给预测装置，数据再由预测装置无线传输给监控后台，驱动电机的转速计算公式为n＝[us/ceф]-[(is-ir)*rs/ceф]，(其中n为电动机转速，us为电动机外加直流电压，ceф为电机常数，is为供给电动机的总电流，ir为电动机并励磁电流，rs为电动机电枢绕组直流电阻)；
[0016]
s4：执行机构监测系统会通过润滑度监测传感器和摩擦力监测传感器对执行零部件的润滑度和摩擦力大小进行实时监测，并将铁路道岔转辙机每次工作时的各项数据传输给预测装置，数据再由预测装置无线传输给监控后台；
[0017]
s5：油压监测系统会通过油压传感器对铁路道岔转辙机的油缸压力进行实时监测，并通过预测装置将数据传输给监控后台，以便后台监控人员可以实时监控铁路道岔转辙机的油缸压力。
[0018]
优选的，所述预测装置内部安装有无线信号传输模块，电力监测系统、动力机构监测系统、执行机构监测系统以及油压监测系统监测的各项数据会通过无线信号传输模块传输给监控后台。
[0019]
优选的，所述s1中的电力监测系统、动力机构监测系统、执行机构监测系统以及油压监测系统的检测端均是通过连接导线分别安装在铁路道岔转辙机的控制电路、动力机构、执行机构以及油缸上。
[0020]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0021]
1、在本发明中，通过设计电力监测系统、动力机构监测系统、执行机构监测系统以及油压监测系统，可以对铁路道岔转辙机的各个机构进行全方位的监测，通过对其各项数据的实时监测，可以在其监测数值不稳定的情况下，预测其相应机构的故障状态，以便提醒后台监控人员对其进行重点监控，并同时通知相应的检修人员对设备进行及时检修；
[0022]
2、在本发明中，采用科学的数据监测方式来预估设备的故障状态，改变了传统的人工经验预测方法，为铁路道岔转辙机的故障预测提供了一定的数据理论支持，具有一定的推广性，工作效率大大提高，值得大力推广。
附图说明
[0023]
图1为本发明铁路道岔转辙机故障预测系统的结构图；
[0024]
图2为本发明电力监测系统的结构图；
[0025]
图3为本发明动力机构监测系统的结构图；
[0026]
图4为本发明执行机构监测系统的结构图；
[0027]
图5为本发明油压监测系统的结构图。
具体实施方式
[0028]
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。
[0029]
实施例：
[0030]
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：铁路道岔转辙机故障预测系统，包括监控后台、预测装置、电力监测系统、动力机构监测系统、执行机构监测系统以及油压监测系统；
[0031]
电力监测系统由电压监测器和电流监测器组成；
[0032]
动力机构监测系统由电机转速监测、传动效率监测以及电路监测组成；
[0033]
执行机构监测系统包括润滑度监测和摩擦力监测；
[0034]
油压监测系统由油压传感器组成，油压传感器可以直观快速的检测出铁路道岔转辙机的油缸压力。
[0035]
监控后台包括监测设备和后台监控人员，后台监控人员可以通过监测设备实时监测铁路道岔转辙机的实际运转状况。
[0036]
预测装置是电力监测系统、动力机构监测系统、执行机构监测系统以及油压监测系统的集成，且预测装置的内部设置有与电力监测系统、动力机构监测系统、执行机构监测系统以及油压监测系统相对应的数据收集芯片。
[0037]
铁路道岔转辙机故障预测系统的操作方法，包括以下步骤：
[0038]
s1：首先拆开铁路道岔转辙机的机盖，然后将预测装置安装在铁路道岔转辙机的内部，并将电力监测系统、动力机构监测系统、执行机构监测系统以及油压监测系统的检测端分别安装在铁路道岔转辙机的控制电路、动力机构、执行机构以及油缸上；
[0039]
s2：电力监测系统会通过其内部的电压监测器和电流监测器对铁路道岔转辙机电路的电压和电流进行实时检测，并将每次工作的电压和电流数据传输给预测装置，数据再由预测装置无线传输给监控后台，铁路道岔转辙机内部电路的额定电流ie＝容量s/1.732
×
u；
[0040]
在对铁路道岔转辙机电路的电压和电流进行检测前，可以查看设备说明书上电路的额定电流，或者并根据额定电流计算公式ie＝容量s/1.732
×
u，带入相应数值进行计算，总结出其理论工作状态下的额定电流，然后后续再内部的电压监测器和电流监测器对铁路道岔转辙机电路的电压和电流进行实时检测，通过额定电流数值的对比，可以判断设备电路的实际运转情况，并以此为依据预判设备电路可能出现的故障问题；
[0041]
s3：动力机构监测系统会通过电机转速监测、传动效率监测以及电路监测分别对驱动电机的转速、传动效率以及电流大小进行自动实时监测，并将铁路道岔转辙机每次工作时的各项数据传输给预测装置，数据再由预测装置无线传输给监控后台，驱动电机的转
速计算公式为n＝[us/ceф]-[(is-ir)*rs/ceф]，(其中n为电动机转速，us为电动机外加直流电压，ceф为电机常数，is为供给电动机的总电流，ir为电动机并励磁电流，rs为电动机电枢绕组直流电阻)；
[0042]
可以根据驱动电机的各项理论数值，带入转速计算公式n＝[us/ceф]-[(is-ir)*rs/ceф]中，计算出其理论的转速，然后再对比其实际工作时的转速，并以此为依据，判断该驱动电机的运行状态，以及其可能会出现的故障；
[0043]
s4：执行机构监测系统会通过润滑度监测传感器和摩擦力监测传感器对执行零部件的润滑度和摩擦力大小进行实时监测，并将铁路道岔转辙机每次工作时的各项数据传输给预测装置，数据再由预测装置无线传输给监控后台；
[0044]
s5：油压监测系统会通过油压传感器对铁路道岔转辙机的油缸压力进行实时监测，并通过预测装置将数据传输给监控后台，以便后台监控人员可以实时监控铁路道岔转辙机的油缸压力。
[0045]
预测装置内部安装有无线信号传输模块，电力监测系统、动力机构监测系统、执行机构监测系统以及油压监测系统监测的各项数据会通过无线信号传输模块传输给监控后台。
[0046]
s1中的电力监测系统、动力机构监测系统、执行机构监测系统以及油压监测系统的检测端均是通过连接导线分别安装在铁路道岔转辙机的控制电路、动力机构、执行机构以及油缸上，通过利用连接导线将电力监测系统、动力机构监测系统、执行机构监测系统以及油压监测系统的检测端安装在铁路道岔转辙机的控制电路、动力机构、执行机构以及油缸上，既可以起到连接作用，同时也使电力监测系统、动力机构监测系统、执行机构监测系统以及油压监测系统能够进行数据传输。
[0047]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。