輪對故障分析及改進方法

1、摘 要1.闡述了B1型輪對的壓裝情況及故障統(tǒng)計，就故障問題在輪對壓裝曲線、配軸裝配應(yīng)力以及壓裝配合面狀態(tài)三方面進行了分析，并采取了調(diào)整車輪內(nèi)孔直徑的正向錐度、控制過盈量比以及保證設(shè)備加工精度等有效的應(yīng)對措施。實踐表明，該措施較好解決了B1型輪對壓裝的故障問題，為地鐵車輛輪對的檢修維護提供了借鑒。 2.針對目前西安地鐵號線車輛正線運行時走行部普遍存在周期性異響問題，現(xiàn)場進行調(diào)查及下載數(shù)據(jù)分析確認車下異響的主要原因是由于車輛牽引系統(tǒng)與空氣制動系統(tǒng)接口問題導(dǎo)致輪對擦傷、滾動圓超限等。根據(jù)現(xiàn)場實際情況制定幾種整改方案，盡快解決由于兩系統(tǒng)接口問題導(dǎo)致輪對擦傷，從根本上解決列車運行時走行部異響的問題。 3

2、.分析南京地鐵2號線開通運營后車輛輪對異常磨耗情況，制定相應(yīng)對策，降低輪對磨耗，有效延長輪對全壽命使用周期，確保列車運營安全。從實際運用生產(chǎn)角度出發(fā)，制定有針對性的措施，并根據(jù)列車輪對輪徑切削量和輪緣厚度補償量的比值與原始輪緣厚度關(guān)系合理安排鏇修。 關(guān)鍵詞：故障；車輛輪對；磨耗；剝離擦傷；鏇修目 錄摘 要I第1章 廣州地鐵B1型輪對壓裝故障原因分析與對策1 1 廣州地鐵 B1 型輪對壓裝概況1 2 輪對壓裝的原理13.2 壓裝曲線小噸問題23.3 輪對壓裝曲線分析33.5車輪內(nèi)孔表面狀態(tài)43.6車軸輪座表面狀態(tài)43.8突懸形結(jié)構(gòu)因素54 應(yīng)對措施55 結(jié)語6第2章 西安地鐵號線車輛輪對頻繁發(fā)生

3、擦傷的原因分析及對策探討7故障現(xiàn)象7問題的提出8原因分析9整改方案10 結(jié)束語12第3章 南京地鐵2號線車輛輪對異常磨耗分析與對策141 .2號線輪對異常磨耗情況14 2. 原因分析及應(yīng)對措施153. 取得效果164. 下一步措施175. 結(jié)束語17參 考 文 獻：18第1章 廣州地鐵B1型輪對壓裝故障原因分析與對策 1 廣州地鐵 B1 型輪對壓裝概況 地鐵車輛輪對的壓裝技術(shù)水平的高低是衡量中國城市軌道交通裝備現(xiàn)代化的重要標志之一，也是確保機車車輛行車安全的關(guān)鍵技術(shù)。廣州地鐵B1型輪對的輪軸壓裝采用冷壓裝工藝，車輪磨耗到限后退卸，車軸輪座狀態(tài)不變（若出現(xiàn)拉傷、銹蝕等損失需上磨床磨削或上車床車削

4、加工），車輪內(nèi)孔由立式車床按輪座尺寸進行過盈量的匹配加工，輪對壓裝曲線合格率可達到95%。但一次壓裝合格率卻不到80%，其中部分還需要進行二次壓裝，嚴重影響了輪對壓裝效率與質(zhì)量。產(chǎn)生輪對壓裝故障的因素主要表現(xiàn)為壓裝曲線平直降噸、小噸、大噸等，其中主要故障情況為壓裝曲線平直降噸。 2 輪對壓裝的原理 輪對壓裝為過盈配合的冷壓裝工藝。B1 型輪對采用的過盈量為0.2120.287 mm，在壓裝過程中，車軸的輪座部分沿車輪輪轂孔移動，在壓裝配合面產(chǎn)生彈性變形和塑性變形，當壓裝力克服了壓裝配合面上正壓力產(chǎn)生的摩擦力時，才 能 產(chǎn) 生 相 對 移動，實現(xiàn)輪對壓裝。壓裝力的大小主要決定于徑向正壓力和摩擦系

5、數(shù)。摩擦系數(shù)的大小取決于配合面的表面質(zhì)量、材質(zhì)的硬度、潤滑油的種類及壓裝速度等。徑向正壓力P1和材料的性質(zhì)及過盈量有關(guān)，但主要取決于過盈量的大小。圖13.1 主要故障情況所有的一次壓裝不合格輪對中，壓裝曲線末端進行研究發(fā)現(xiàn),壓裝曲線末端平直降噸的現(xiàn)象非常普遍,只是未超過TB/ T 171在803中規(guī)定的“曲線末端平直線長度不得超過該曲線投影長度的15 %”。標準規(guī)定“末端降噸曲線的長度不得超過該曲線投影長度的10%，其降噸數(shù)不得超過按該輪轂孔直徑計算的最大壓力的5%，如末端平直線和降噸同時存在,而降噸數(shù)又不超過規(guī)定時，其合并長度不得超過該曲線投影長度的15%。” 3.2 壓裝曲線小噸問題輪對壓

6、裝不合格的故障情況中，壓裝曲線小噸問題也是導(dǎo)致一次壓裝合格率較低的重要因素，所占比壓裝力的大小主要取決于過盈量的影響，當過盈量過小時，輪座在壓入過程中輪轂孔的直徑變大，輪轂孔中產(chǎn)生的拉應(yīng)力相應(yīng)變小，影響車軸與輪轂孔的當輪座不斷壓入車輪輪轂孔時，涂抹在表面的潤滑油可能因涂抹偏多導(dǎo)致在壓裝時壓裝力偏??；也可當輪座不斷壓入車輪輪轂孔時，涂抹在表面的潤滑油可能因涂抹偏多導(dǎo)致在壓裝時壓裝力偏??；也可能因為潤滑油膜在壓裝末端未能形成，當輪座與輪轂噸位下降。3.3 輪對壓裝曲線分析從壓裝曲線來看，在整個壓裝過程中壓裝力的變化是增加的，整個壓裝曲線的前2/3部分為斜直線，此時壓裝力達到了最大值，但在后1/3的

7、部分壓裝力的變化趨緩，不再保持與裝配面長度成正比的關(guān)系，這說明在裝配面的摩擦因數(shù)、輪座直徑、過盈量比、材料的彈性模量中存在變量，輪軸的材質(zhì)未發(fā)生變化，摩擦因數(shù)和輪座直徑的變化非常小，對壓裝力的影響不明顯，因此推斷壓裝力增加的趨勢發(fā)生變化是由過盈量比發(fā)生改變造成的。圖23.4 輪軸裝配面應(yīng)力分析應(yīng)力減小導(dǎo)致裝配面的正壓力也隨之減小，由此可以認為裝配面正壓力減小是由輪轂壁變輪軸裝配是過盈冷壓裝，在壓裝過程中輪座和輪轂孔都產(chǎn)生彈性和塑性變形，在配合面上產(chǎn)生正壓力，從而產(chǎn)生壓裝應(yīng)力。日本學(xué)者原榮對輪座直徑 為190 mm 的車軸與輻條車輪壓裝時輪座表面的應(yīng)力測試， 測得在徑向有輻條的位置上應(yīng)力最大，輻

8、條之間的位置上應(yīng)力最小。根據(jù)軸向上的應(yīng)力繪制了車軸裝配面應(yīng)力分布圖，可知在輪轂兩個側(cè)面輻條之外的位置上應(yīng)力較小，有輻條的位置上應(yīng)力較大。產(chǎn)生這種情況的原因是輻條的存在改變了輪轂壁的厚度，增強了輪轂在輪軸組裝過程中抵抗變形的能力，在相同過盈比的壓裝過程中產(chǎn)生較大的應(yīng)力，因此正壓力就大。B1型輻板車輪與輻條車輪雖然在結(jié)構(gòu)和形式上有=所不同，但在壓裝過程中對輪表面應(yīng)力分布是可以類推的。由圖3的B1型車輪結(jié)構(gòu)圖可知，車輪的輪轂厚度在距輪轂內(nèi)側(cè)面約2/ 3 的范圍內(nèi)由于車輪輻板的原因逐漸增加，約從距輪轂內(nèi)側(cè)面2/3處開始逐漸遠離車輪輻板，輪轂的厚度在逐漸減小，此時輪座表面的應(yīng)力隨著輪轂壁的厚度減小而減小

9、薄導(dǎo)致過盈量比（過盈量比= 過盈量/直徑）變小造成的。雖然此時配合長度在增加, 但由于過盈量比的減小，壓裝力不再保持原有的增加趨勢，壓裝曲線出現(xiàn)了末端平直降噸的現(xiàn)象，這與壓裝曲線反映的情況相吻合。3.5車輪內(nèi)孔表面狀態(tài)由于立式車輪的不穩(wěn)定性及加工精度影響，加工后的B1型車輪輪轂孔尺寸錐度控制存在不穩(wěn)定性，甚至出現(xiàn)內(nèi)孔倒錐、“鼓型”的車輪，需要長時間人工圓周打磨修復(fù)，且存在打磨力度不易控制、圓周尺寸打磨不均勻、內(nèi)孔多個錐度分段等不利情況，如此同樣影響輪對壓裝的過盈量比，使壓裝配合中過盈量比異常變化，從而導(dǎo)致壓裝曲線末端平直降噸情況發(fā)生，不利于壓裝合格率的提高。3.6車軸輪座表面狀態(tài)壓裝前需對B1

10、型車軸輪座表面進行打磨、磨削或車削處理，由于打磨方法及修磨設(shè)備的不同導(dǎo)致輪座尺寸及粗糙度的變化不同甚至異常，影響壓裝配合中過盈量比的變化，也是導(dǎo)致曲線末端平直降噸情況產(chǎn)生的因素之一。 3.7形位公差因素車軸輪座與輪轂 孔的圓柱度工藝要求分別是0.015 mm、0.020 mm，由于目前缺少測量圓柱度的儀器與方法，所以在輪對壓裝過程中無法保證圓柱度的合格。當輪轂孔的圓柱度比輪座的較大時，輪對壓裝到輪座的后半部分，過盈量要相應(yīng)減少，壓裝結(jié)束時過盈量減少量為最大值。由于過盈量比的變化，導(dǎo)致壓裝曲線末端降噸、平直。 3.8突懸形結(jié)構(gòu)因素B1型輪對壓裝后的突懸量為810 mm，因車輪內(nèi)側(cè)輪轂孔段接觸應(yīng)力

11、較輪輞寬度周圍內(nèi)的接觸應(yīng)力低，采用突懸結(jié)構(gòu)后車輪內(nèi)側(cè)輪轂孔到輪輞內(nèi)側(cè)區(qū)間的輪座與輪轂孔接觸應(yīng)力消失了，隨著壓裝的繼續(xù)進行，壓裝力不斷減小，就會產(chǎn)生末端平直降噸，在此情況下甚至產(chǎn)生小噸的現(xiàn)象。4. 應(yīng)對措施通過分析認為，車輪輻板的結(jié)構(gòu)形式是造成輪對壓裝后1/3過程的過盈量比減小，使裝配面的正壓力減小，壓裝力不增反降現(xiàn)象的主要原因。實際情況的車輪內(nèi)孔和車軸輪座的表面狀態(tài)變化影響壓裝過程中過盈量比的變化，從而可能導(dǎo)致曲線末端平直降噸情況發(fā)生。解決該問題的應(yīng)對措施如下：為控制壓裝過程中過盈量比的變化，車輪內(nèi)孔的正向錐度在工藝檢修標準允許的情況下應(yīng)盡可能地大一些。在現(xiàn)場通過調(diào)整立式車床加工時的精度偏差，

12、將車輪輪轂孔的正向錐度提高到0.04 mm，進行車輪內(nèi)孔直徑的正向錐度對壓裝曲線影響的對比試驗。通過試驗表明：當車輪內(nèi)孔的正向錐度控制在0.02 mm以下時，輪對壓裝曲線出現(xiàn)平直降噸、小噸的故障情況依然明顯，未有任何效果；在不改變其他因素影響的基礎(chǔ)上，把車輪內(nèi)孔的正向錐度控制在0.030.04 mm時，輪對壓裝曲線的故障情況得到有效控制，一次壓裝合格率達到95%，確認更改后的軟件相比更改前的軟件更能抑制電機電流上升，不至于報MMOCD，解決方案有效。僅靠更改VVVF逆變器軟件進行處理的話，無法從根源上杜絕此類故障的發(fā)生。對后續(xù)類似項目有如下建議：在設(shè)置感應(yīng)板施工過程中，應(yīng)充分考慮感應(yīng)板缺少部分

13、對直線電機控制的不利影響，盡量減小感應(yīng)板缺少部分的長度。深入研究直線電機在感應(yīng)板缺少部分對控制性能的影響，對VVVF逆變器軟件控制繼續(xù)優(yōu)化，盡力消除感應(yīng)板缺少部分的不利影響。對VVVF逆變器軟件更改后，廣州地鐵6號線PU故障率已大為降低，取得了較好的效果，但考慮作為根本性的解決方法，還是需要消除感應(yīng)板缺少部分。另外，導(dǎo)致PU故障的原因還有很多，文中提及的改進措施只能降低由于感應(yīng)板缺少導(dǎo)致的變流器模塊故障。工藝改進后產(chǎn)生輪對壓裝故障的因素主要表現(xiàn)為小噸，其中壓裝曲線平直降噸的主要故障情況已基本解決，壓裝曲線合格率大大提高。車輪內(nèi)孔的正向錐度控制在0.0300.040 mm時的壓裝曲線末端后1/

14、3的部分壓裝力的變化仍保持與裝配面長度成正比，保證車輪的壓裝曲線合格，如圖4 所示。車輪內(nèi)孔加工及打磨處理時注意輪轂孔錐度，內(nèi)孔尺寸大端自小端應(yīng)均勻變化，不允許存在尺寸突變情況，減少過盈量比的異常變化，從而避免壓裝曲線末端平直降噸，提高輪軸組裝的合格率。內(nèi)孔加工尺寸精度的穩(wěn)定性及控制內(nèi)孔錐度，必要時對設(shè)備進行大修。磨時，注意圓周打磨均勻，確保內(nèi)孔和輪座尺寸均勻變化，內(nèi)孔和輪座各個位置的粗糙度應(yīng)根據(jù)工藝要求分別控制在一定的小范圍之內(nèi)，不允許存在不利于壓裝的突變情況。在發(fā)生平直、降噸的壓裝末端區(qū)域，增大輪座表面或者車輪內(nèi)孔面的粗糙度，并控制在工藝范圍內(nèi)。5. 結(jié)語實施上述應(yīng)對措施后，2013年6月

15、以后B1型輪對的壓裝故障情況大大降低，一次壓裝合格率達到了95%以上，較好解決了B1 型輪對壓裝的故障問題，保證了B1型車輛輪對的合格裝車運營，為廣州地鐵車輛各型輪對的檢修維護提供了借鑒。第2章 西安地鐵號線車輛輪對頻繁發(fā)生擦傷的原因分析及對策探討 目前西安地鐵號線車輛正線運行時走行部普遍存在周期性異響，針對此問題多次組織人員正線添乘，確認動車走行部異響數(shù)量較多，且較為嚴重，同時異響隨著速度的提高而加劇，并具有明顯的周期性。列車回庫后重點檢查異響車的輪對，發(fā)現(xiàn)部分車輪對有輕微擦傷、部分車輪對未發(fā)現(xiàn)有擦傷現(xiàn)象，但測量輪徑值，發(fā)現(xiàn)輪對滾動圓超限。通過查看列車運行數(shù)據(jù)，確認列車正線運行異響的主要原因

16、是由于車輛牽引系統(tǒng)（以下簡稱 ）與空氣制動系統(tǒng)（以下簡稱）接口問題導(dǎo)致輪對擦傷，并且當輪對擦傷后檢修時由于某些原因未及時發(fā)現(xiàn)，這樣隨著列車運行，輪對擦傷位置表面逐漸被磨平，擦傷痕跡消失，擦傷不容易被發(fā)現(xiàn)，久而久之輪對就呈現(xiàn)出多邊形或橢圓形。當輪對失圓后，列車在低速運行時，異響不明顯，但隨著速度的提高，異響開始加劇。關(guān)于西安地鐵號線車輛由于輪對擦傷導(dǎo)致的走行部周期性異響問題，對超限或擦傷輪對進行旋修不是長久之計，需要從根本上解決輪對擦傷問題（即 與之間接口存在的問題）。本文從分析列車發(fā)生故障時的運行數(shù)據(jù)出發(fā)，找出兩系統(tǒng)（牽引系統(tǒng)與空氣制動系統(tǒng)）接口存在的問題并進行分析，最后提出整改方案供參考。故

17、障現(xiàn)象通過現(xiàn)場跟蹤，由于 與 接 口問 題 導(dǎo)致輪對擦傷的實例很多，有單節(jié)動車輪 對 擦 傷 的，也 有全列車動車輪對擦傷的。下面僅舉單節(jié)動車輪對擦傷的例子來分析輪對擦傷的根本原因。年月日車運行至敞口段（車輛段與正線隧道的過渡區(qū)域）時 （網(wǎng)絡(luò)控制顯示屏）報“車速度推測異?！惫收?，此時 停止工作。隨后司機將主控制器手柄回零復(fù)位，然后再次牽引，故障消失，逆變器開始正常工作。當天列車運營時，正線駐站人員反映車車下有異響。列車回段后進行日檢作業(yè)時，發(fā)現(xiàn)車個輪對均有不同程度的擦傷。同時下載列車運行數(shù)據(jù)進行分析，發(fā)現(xiàn)車當時 發(fā) 生 了 滑 行，發(fā)生故障時的具體數(shù)據(jù)見圖（為觀察便，只對項重要數(shù)據(jù)進行顯示）：

18、之前，列車施加 制動，此時列車的速度：司機操作主控制器手柄由 至，此時車速度比其他車輛速度有所降低，車發(fā)生輕微滑行。通過查看當天列車運行時刻表，此刻列車正運行至間的黏著減小，當進行增加制動檔位時，此 時 制 動 力 大（曲線），車電制動防滑系統(tǒng)檢測出本車發(fā)生滑行，此時牽引系統(tǒng)通過減少車牽引電機電流進行調(diào)整（曲線），車牽引電機電流減小。：電制動防滑系統(tǒng)檢測到輪對抱死后，牽引系統(tǒng)急劇減少逆變器的輸出電流。當牽引系統(tǒng)檢測車速度為零的狀態(tài)維持后，此時 報“車速度推測異?！?，從而斷開逆變器的門極，電機電流變?yōu)榱?。通過曲線確認列車當時速度在左右，但車速度變?yōu)榱?。：?后，逆變 器 停 止 工 作，牽引電機

19、電流變?yōu)榱?，此時電制動防滑功能失效，列車的 滑 行 由 空 氣 制動防滑系統(tǒng)進行控制。：時車滑行 恢 復(fù) 正 常，車 的 速 度 與 其 他車速保持一致。問題的提出速度推測異常的概念：西安地鐵號線車輛牽引系統(tǒng)的控制采用無速度傳感器的矢量控制技術(shù)，逆變器控制門極開始工作后，如果系統(tǒng)檢測列車速度仍然為零，此時系統(tǒng)認為速度推測不正常，封鎖此逆變器，并在報某車“速度推測異?！惫收?。通過上面的數(shù)據(jù)分析，此次輪對擦傷的原因是車發(fā)生了滑行，輪對抱死后導(dǎo)致牽引系統(tǒng)報“車速度推測異?！保缓筌囃Ｖ构ぷ鳎ㄗ詣颖Ｗo）。由于當時列車的 速 度 為左 右，輪對抱死滑行的距離大概為，導(dǎo)致車輪對擦傷。列車動車有電制動和空氣

20、制動防滑控制系統(tǒng)，為何系統(tǒng)在（：）的時間內(nèi)未將此次滑行調(diào)整過來，進而導(dǎo)致車輪對抱死，發(fā)生此次擦輪事件呢？ 圖3原因分析如圖為與之間的接口示意圖，下面首先說明電制動指 令滑反饋指令之間的關(guān)系：當列車進行制動時，接收到司機控制器發(fā)出的制動指令（減速度指令），并通過從空氣彈簧采集到車重信號綜合計算出本單元車所需要的總制動力（西安地鐵號線是以動拖為一制動控制單元），然后將計算的總制動力傳給本單元車 ，此時 進行計算，通過電制動反饋信號將 所能提 供 的 電 制動力反饋給，進行減法計算并分配空氣制動力給單元內(nèi)的兩節(jié)車。當列車在電制動時，如果某車發(fā)生了滑行，此時電制動防滑系統(tǒng)通過減小 的輸出電 流，即 減

21、 小 本單元車牽引電機的電流，并通過電制動防滑反饋信號將此滑 行 信 息 反 饋 給，從 而使 不 會因 為電制動減小而補充空氣制動。從圖標記 的 曲 線 圖 看 出，當車 出 現(xiàn) 滑 行 時，車電機電流在不斷減小，同時當滑行加劇時，電機電流也急劇減小，但此時車空氣制動力隨著電機電流的減小而不斷增大，從而使車總的制動力未減小或減少的不多。通過這一現(xiàn)象推斷出車輪對擦傷的原因是兩系統(tǒng)（牽引系統(tǒng)與空氣制動系統(tǒng)）之間的電制動防滑反饋信號出現(xiàn)問題，從而使電制動防滑系統(tǒng)在減小電機電流來進行防滑控制時未接收到電制動防滑信號而誤認為是電制動力不足，故空氣制動系統(tǒng)根據(jù)電制動的反饋值補充相應(yīng)的空氣制動，導(dǎo)總制動力

22、未減小?；形茨苡行Э刂?。就此問題和供貨商溝通，專業(yè)人員說明牽引系統(tǒng)與制動系統(tǒng)之間沒 有電制動防滑反饋信號線，但他們在軟件上設(shè)置實現(xiàn)了和電制動防滑反饋線類似的功能，具體實現(xiàn)方法如下：列車在電制動時發(fā)生滑行，此 時 電 制 動 防滑系統(tǒng)立刻減少逆變器輸出電流（減少電機電流），但為防止此刻誤認為是電制動力不夠而補充空氣制動，此時 給的虛擬信號（即雖然電制動力已經(jīng)減小，但 反饋給的電制動力仍然為減 小 之 前 的 數(shù) 值），此 狀 態(tài) 維 持后，給真 實的 電 制 動 力，如 果 在滑 行 仍 未 調(diào) 整 過來，繼續(xù)上面的控制，直到將此次滑行調(diào)整過來為止。既然在軟件設(shè)計上設(shè)計了電制動防滑反饋的功能，

23、為何會出現(xiàn)這種的情況？日立專業(yè)人員解釋此控制方案為成熟技術(shù)，在北京地鐵、上海地鐵均有使用業(yè)績，但為何在西安地鐵出現(xiàn)此種情況，需要調(diào)整。 圖4整改方案 此問題后續(xù)多次發(fā)生，通過對當時的外界條件進行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)輪對擦傷時都是下小雨或有霧雪天氣時在敞口段發(fā)生。就此問題廠家從號線開始運營至今大概兩年的時間里先后制定了種整改方案，試車線及正線進行了十多次調(diào)試試驗，但驗證效果不明顯，問題依舊存在。廠家先后制定的具體方案如下：方案：將滑行時 反饋給 虛 擬電 制動力的時間進行調(diào)整牽引廠家認為發(fā)生此次現(xiàn)象是由于滑行時 反饋給虛 擬電 制 動 力 的 時 間 不 合 理，試 車 線 進行試驗，先后將此時間改為，確

24、認效果良好。但整改后跟蹤時問題依舊再現(xiàn)。方案：將“速度推測異?！惫收隙x的時間變短列車在運行時，當檢測出輪對發(fā)生滑行，此時電制動防滑開始動作，如果電制動防滑未將此次防滑調(diào)整過來，導(dǎo)致輪對抱死，當 抱 死 持 續(xù)后 牽 引 系 統(tǒng) 判 斷 為“速度推測異?！惫收?，并封鎖牽引，此時電制動防滑失效，空氣制動防滑開始起作用。這樣，如果將速度推測異常的時間變?。ɡ纾?，由于發(fā)生滑行導(dǎo)致輪對抱死后，在同等的條件下可以減少輪對抱死滑行的時間，從而可以減小列車的滑行距離，進而減小輪對的擦傷程度。此方案僅僅是可以減輕輪對擦傷的程度，但未能從根本上解決此問題。同時，由于司控器發(fā)出牽引指令到接收到牽引指令，以及 接

25、收到牽引指令到牽引電機建立磁場，最終使列車起動均需要時間及存在各信號傳輸時間，速度推測異常的時間定為是綜合這些因素 及 安 全 余 量 考 慮 得 到 的，當 此 時 間 變 的 太短，列車就容易誤報“速度推測異?！钡墓收?。同時此時間的變化是有限的，效果也不明顯，故此方案未采納。方案：將滑行、大滑行的判斷標準值減小如圖，當列 車 在 制 動 時，系 統(tǒng) 檢 測 到 某 節(jié) 動 車 減速度大于，此時牽引系統(tǒng)判斷此車發(fā)生滑行，并通過圖進行調(diào)整。但當檢測到減速度大于時，此時系統(tǒng)判斷此車發(fā)生嚴重的滑行，通 過 圖方法已經(jīng)不能進行調(diào)整，此時封鎖此車牽引，電制動退出，滑行由空氣制動防滑系統(tǒng)來進行調(diào)整。如果

26、將大滑行的標準值由減小到或更小，這樣可以及早切除電制動，此滑行由空氣制動防滑系統(tǒng)進行調(diào)整。同時，可以將電制動防滑系統(tǒng)判斷滑行的標準值減小到或更小，這樣滑行及早檢測，及早調(diào)整，此時更容易將此次滑行調(diào)整過來。但將大滑行的標準值變小，這樣和之前相比，電制動的利用率降低。同時，由于輪對與鋼軌的配合本該就有微小的滑行（黏著機理），若將滑行的標準變的太小，列車在正常運行時很容易發(fā)生滑行。將滑行及大滑行的檢測標準提高，即降低檢測值，僅僅能減輕輪對擦傷的程度，但不能從根本上解決此問題。述方案在輪對發(fā)生滑行時僅僅可以減緩輪對擦傷的程度，不能解決輪對擦傷的根本問題，指標不治本。對此，本人基于上面的分析及現(xiàn)場發(fā)生故

27、障時的列車相關(guān)數(shù)據(jù)，提出此問題的整改方案供參考。從列車發(fā)生故障時的數(shù)據(jù)看，當列車發(fā)生滑行時，黏著不能及時進行恢復(fù)不是因為滑行判斷的標準不合適，而是滑行控制時，電制動防滑控制系統(tǒng)與空氣制動防滑控制系統(tǒng)的控制權(quán)限設(shè)定不合理所致。從圖及圖可以看出，西安地鐵號線車輛目前的防滑控制是當列車發(fā)生滑行后，此時電制動防滑系統(tǒng)一直進行滑行控制，空氣制動防滑系統(tǒng)不參與滑行的調(diào)整，只有當滑行達到電制動防滑系統(tǒng)預(yù)定的大滑行標準值或輪對抱 死后，牽 引 系 統(tǒng) 發(fā) 生“速 度 推測異常”故障，此時封鎖牽引，電制動防滑系統(tǒng)才退出防滑控制，后續(xù)防滑控制才由空氣制動防滑系統(tǒng)來承擔(dān)。本人認為滑行未調(diào)整過來的根本原因是列車發(fā)生滑

28、行后，當未達到 大 滑 行 或 輪 對 未 抱 死期 間，滑 行控制一直由電制動進行調(diào)整，空氣制動防滑系統(tǒng)未發(fā)揮作用，在防滑控制過程中，電制動防滑控制系統(tǒng)的權(quán)限太高。對此，可以對電制動防滑系統(tǒng)與空氣制動防滑系統(tǒng)的防滑控制進行如下規(guī)定：當列車發(fā)生滑行時，首先由電制動防滑控制系統(tǒng)進行調(diào)整（電制動滑行檢測標準高于空氣制動防滑系統(tǒng)的檢測標準，所以滑行首先由電制動檢知），并將此信息反饋給空氣制動系統(tǒng)，當空氣制動系統(tǒng)判斷電制動防滑控制時間超出允許值（例如），此時切除電制動，后續(xù)防滑由空氣制動防滑系統(tǒng)來控制。當空氣制動系統(tǒng)檢測到滑行時間超出允許值（例如），此時空氣制動系統(tǒng)將電制動切除，后續(xù)防滑由空氣制動防滑

29、系統(tǒng)來控制。當電制動防滑系統(tǒng)檢測到滑行達到大滑行標準后，此時切除電制動，后續(xù)防滑由空氣制動防滑系統(tǒng)來控制。本人認為按照上述方案思路進行整改可以從根本上解決輪對擦傷問題。同時，也有人提出此方案與目前號線車輛防滑方案相比電制動的能力下降了，但考慮到列車正常運行時輪對滑行的次數(shù)，同時用滑行時使用電制動防滑節(jié)省的電能與輪對擦傷導(dǎo)致輪對旋輪成本相比，滑行期間節(jié)省的電能可以忽略。此方案需要牽引系統(tǒng)和空氣制動廠家對相應(yīng)的軟件進行修訂，并現(xiàn)場進行調(diào)試來確認各參數(shù)的具體值。 圖5結(jié)束語地鐵車輛牽引系統(tǒng)與空氣制動系統(tǒng)的接口至關(guān)重要，在前期的合同談判及設(shè)計聯(lián)絡(luò)階段應(yīng)該考慮周全，如果在設(shè)計之初未考慮全面，輕則造成由于

30、列車電空轉(zhuǎn)換不順暢或輪對擦傷導(dǎo)致列車運行時沖擊或噪聲大，降低乘客的乘坐舒適度，或由于未充分利用電制動，導(dǎo)致制動閘瓦磨耗嚴重，增加運營成本，重則出現(xiàn)制動力疊加或制動力不足，存在行車安全隱患。關(guān)于車輛牽引系統(tǒng)與空氣制動系統(tǒng)的配合問題，西安地鐵組織人員對號線車輛兩系統(tǒng)（牽引系統(tǒng)與空氣制動系統(tǒng)）的配合進行評估，并與其他地鐵線路車輛進行對比，除在防滑控制上存在缺陷外，號線車輛在節(jié)能環(huán)保上、起動或停車時的平穩(wěn)性上具有很多優(yōu)勢，例如號線車輛實現(xiàn)了全電制動停車，最大能力利用電制動，降低了閘瓦磨耗。同時，由于實現(xiàn)了全電制動停車，列車的低速電空轉(zhuǎn)換點幾乎降低到零，實現(xiàn)了列車平穩(wěn)停車。關(guān)于目前車輛防滑控制問題，在廠

31、商未解決此問題前，車間制定臨時方案，即在雨、雪、霧天氣，早晨出庫的前列車切除電制動，并安排專人跟隨，待列車運行至北客站（正線始發(fā)站）后恢復(fù)電制動功能，同時，運分公司也要 求 在 特 殊 天 氣，列 車 在 敞 口 段 處 不 能 采 取駕駛，而采取人工駕駛，這些措施都防止由于天氣原因?qū)е鲁诙武撥夝ぶ禂?shù)降低，使列車發(fā)生滑行而未及時調(diào)整過來，導(dǎo)致擦傷輪對。第3章 南京地鐵2號線車輛輪對異常磨耗分析與對策南京地鐵2號線2009年5月28日正式開通運營，開通后一年多時間發(fā)現(xiàn)輪軌磨耗嚴重。由于輪對尺寸超限，降低了車輛動力性能和乘客乘坐舒適度，甚至影響行車安全。為修復(fù)故障輪對尺寸到正常范圍，2010年

32、12月起，陸續(xù)開始輪對鏇修工作。1. 2號線輪對異常磨耗情況2號線列車典型輪對異常磨耗包括：踏面擦傷、溝狀磨耗、輪緣異常磨耗。輪對鏇修.（1）輪對磨耗異常，鏇輪數(shù)量居高不下，大大縮短了輪對使用壽命，增加了維修成本。（2）截至2012年10月31日，由于526條輪對故障，主要包括Qr值超限、Sd值偏低、踏面剝離擦傷、徑向跳動等故障原因，共鏇修742條輪對；故障輪對數(shù)量、輪緣磨耗量遠高于1號南延線列車（3）由于正線運營壓力、檢修計劃的按規(guī)定執(zhí)行、 技術(shù)整改作業(yè)開展等原因，鏇輪車輛只能在早高峰回庫鏇修，增加了車輛空駛里程，增加了人力成本；（4）2011年9月2012年2月，平均輪緣厚度磨耗量>

33、1.0 mm/萬km，個別輪對輪緣厚度磨耗量>1.5 mm/萬km。曾多次發(fā)生由于某一輪對尺寸超限造成單節(jié)車所有輪對鏇修且列車輪對輪徑切削量超過15 mm的情況。2號線列車輪對鏇修分為兩個明顯不同的階段。第一階段：開通至2011年4月，鏇修原因全部為擦傷和剝離，沒有因為輪緣磨耗而進行鏇修。新車輪對輪緣厚度Sd的原型尺寸為32 mm，Qr值>10 mm，該階段的可磨耗量值大（如Sd值由32 mm23 mm，Qr值由10 mm6.5 mm），由其他原因造成的鏇修尚未集中體現(xiàn)。第二階段：2011年10月份以后，幾乎所有鏇修原因都是因為Qr值超限，到2012年第一季度末達到鏇輪的高峰期，這

34、一階段輪緣厚度也偏小，基本全部小于30 mm，部分輪緣厚度甚至只有2325 mm，輪緣磨耗十分嚴重。鏇修集中在第二階段，且呈現(xiàn)加速狀態(tài)，該階段鏇修429條輪對，其中2011年12月就鏇修104條故障輪對。該階段輪緣厚度磨耗量為1.3 mm/萬km，遠大于第一階段的0.78 mm/萬km。圖62.原因分析及應(yīng)對措施（1）2號線輪對磨耗量遠高于正常范圍，為確保輪對參數(shù)在正常運用范圍內(nèi)，改原來的每三月測量一次為現(xiàn)在的每月測量一次，加強輪對數(shù)據(jù)測量跟蹤。尤其是部分輪緣厚度偏低的車輛，做到重點車輛重點跟蹤，杜絕輪對尺寸超限引起列車傾覆、脫軌等。（2）嚴格控 制輪對尺寸測量精度，加大疑似故障尺寸復(fù)測，對故

35、障輪對及時提報鏇修。輪范圍，向設(shè)備中心提出復(fù)測、鏇輪申請，鏇修輪對參數(shù)到正常范圍以內(nèi)。Sd標準范圍2332 mm；Sh標準范圍2633 mm；Qr標準范圍6.512.7 mm；輪徑差標準為2、4、7 mm；徑向跳動不允許超過0.5 mm。（3）輪對材質(zhì)及硬度。從車輪材質(zhì)及硬度方面分析，1號南延線及2號線車輪使用的材質(zhì)均為ER9，技術(shù)條件基本一集中分布在310325（洛氏硬度HRC），2號線輪緣磨耗嚴重的車輪與正常車輪的外側(cè)輪輞面硬度水平基本一致，且1號南延線與2號線車輪外側(cè)表面硬度也較為接近，與出廠時參數(shù)相一致。因此，車輪的材質(zhì)及硬度不是造成地鐵2號線車輪輪緣異常磨耗的主要原因。（4）車輛TC

36、MS控制。對列車牽引、制動控制系統(tǒng)進行分析，研究發(fā)現(xiàn)牽引與制動軟件在WSP控制時間設(shè)置上存在問題。WSP控制理論即當列車檢測到WSP時，首先由牽引系統(tǒng)進行控制消除，控制時間為5 s，若5 s內(nèi)列車仍發(fā)生打滑現(xiàn)象，則切除電制動，由克諾爾控制的氣制動接管，改原來的駕控為軸控。后把WSP時間由5 s改為2 s，解決了第一階段的輪對踏面擦傷及剝離問題。（5）輪緣潤滑裝置。2號線共15列車裝有輪緣潤滑裝置，要求全效修作業(yè)時加強輪緣潤滑裝置功能檢查，確保噴油狀態(tài)；并對輪緣潤滑裝置噴油間隔時間進行修改，由180 s提高到120 s，適度縮短輪緣潤滑裝置的噴油間隔，改善輪緣與軌道間的摩擦系數(shù)。經(jīng)過一段時間對比發(fā)現(xiàn)，縮短噴油間隔后的輪緣表面粗糙度下降明顯，輪緣表面逐步變得光滑，有效解決了第二階段輪緣磨耗量大的問題。（6）與工務(wù)中心開展技術(shù)溝通。工務(wù)中心針對輪軌異常磨耗情況，首先采取人工對軌道涂油，之后在正線小曲線半徑處安裝StaTrack自動噴油裝置。車輛維修中心定期把輪緣啃軌、軌旁噴油裝置角度不正確等信息及時反饋給工