動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架故障原因及改進(jìn)方法概況

摘要安全是鐵路運(yùn)輸?shù)挠篮阒黝}，客車安全又是鐵路安全的重中之重。旅客列車作為復(fù)雜系統(tǒng)集成，任何細(xì)小的故障隱患，都將可能造成無(wú)法估量的損失。本論文以25K型客車CW-2型轉(zhuǎn)向架的故障統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)作為分析依據(jù)，統(tǒng)計(jì)梳理了客車走行部的多種故障模式，綜合烏魯木齊車輛段的運(yùn)營(yíng)線路、季節(jié)氣候、運(yùn)行里程以及維修水平等多方面因素，運(yùn)用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)以及相關(guān)性分析，確定出影響客車走行部故障主要的相關(guān)因素以及故障模式。合現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)實(shí)際，本論文選取了客車走行部維修班組作為基于風(fēng)管理維修策略的實(shí)施對(duì)象。根據(jù)“管理規(guī)范化”的要求，融合崗位安全職責(zé)、基本作業(yè)過(guò)程、規(guī)章管理制度以及安全質(zhì)量控制措施等方面，修訂出符合現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)管理實(shí)際的《檢車員崗位風(fēng)險(xiǎn)控制說(shuō)明書(shū)》；根據(jù)“作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化”的要求，客車走行部故障模式、事故基本事件、安全風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)、基本作業(yè)過(guò)程以及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，修訂完善出具有操作性的《25K型客車轉(zhuǎn)向架流程風(fēng)險(xiǎn)辨析指導(dǎo)書(shū)》。通過(guò)對(duì)基于25K型客車CW-2型轉(zhuǎn)向架故障統(tǒng)計(jì)以及因素相關(guān)性分析，運(yùn)用故障模式故障樹(shù)分析，基本事件的風(fēng)險(xiǎn)辨析、評(píng)估和層級(jí)防控，完善了分級(jí)管理、預(yù)警預(yù)控的客車維修策略，確保了現(xiàn)場(chǎng)安全作業(yè)管理的全面、準(zhǔn)確、有效，進(jìn)一步提高了客車維修水平。關(guān)鍵詞：CRHIn型動(dòng)車組;轉(zhuǎn)向架構(gòu)架;車軸齒輪箱;轉(zhuǎn)向架軸承目錄TOC\o"1-5"\h\z摘要 I\o"CurrentDocument"第1章.緒論 1\o"CurrentDocument"轉(zhuǎn)向架的總體概括 1\o"CurrentDocument"故障案例分析 1\o"CurrentDocument"故障原因分析 2\o"CurrentDocument"第2章轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu) 3轉(zhuǎn)向架由那些組成 3\o"CurrentDocument"轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)圖 3\o"CurrentDocument"輪對(duì)踏面壓到異物后的異響 3\o"CurrentDocument"管路泄露故障引發(fā)的異響 3\o"CurrentDocument"油壓減振器引發(fā)的異響 3自動(dòng)車鉤偏移引發(fā)的異響 4\o"CurrentDocument"第3章.轉(zhuǎn)向架的作用 6\o"CurrentDocument"轉(zhuǎn)向架的歷史 6\o"CurrentDocument"準(zhǔn)高速客車型 6\o"CurrentDocument"高速型 7\o"CurrentDocument"轉(zhuǎn)向架的主要作用 7\o"CurrentDocument"第4章轉(zhuǎn)向架的故障分析 9\o"CurrentDocument"動(dòng)車轉(zhuǎn)向架故障類型分析 9\o"CurrentDocument"動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架故障原因分析 12\o"CurrentDocument"部件設(shè)備漏油分析 12\o"CurrentDocument"制動(dòng)裝置故障分析 12\o"CurrentDocument"其他零部件的故障分析 12\o"CurrentDocument"4.5動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架的故障模式、致命性分析(FMECA) 13\o"CurrentDocument"第5章.動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架軸承的檢測(cè)技術(shù)與處理 14\o"CurrentDocument"動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架軸承故障診斷的基本內(nèi)容 14\o"CurrentDocument"動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架軸承故障監(jiān)測(cè)常用技術(shù) 14\o"CurrentDocument"機(jī)車車輛軸承故障機(jī)理分析 16\o"CurrentDocument"軸承故障的振動(dòng)原因 16\o"CurrentDocument"動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架軸承缺陷產(chǎn)生的特征頻率 16\o"CurrentDocument"結(jié)束語(yǔ) 18\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn)： 19第1章.緒論1?1轉(zhuǎn)向架的總體概括轉(zhuǎn)向架是軌道車輛結(jié)構(gòu)中最為重要的部件之一，其主要作用如下：1） 轉(zhuǎn)向架是車輛的一個(gè)獨(dú)立部件，在轉(zhuǎn)向架于車體之間盡可能減少聯(lián)接件。2） 支撐車體，承受并傳遞從車體至車輪之間或從輪軌至車體之間的各種載荷及作用力，并使軸重均勻分配。3） 轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)要便于彈簧減振裝置的安裝，使之具有良好的減振特性，以緩和車輛和線路之間的相互作用，減小振動(dòng)和沖擊，減小動(dòng)應(yīng)力，提高車輛運(yùn)行平穩(wěn)性和安全性。4） 充分利用輪軌之間的粘著，傳遞牽引力和制動(dòng)力，放大制動(dòng)缸所產(chǎn)生的制動(dòng)力，使車輛具有良好的制動(dòng)效果，以保證在規(guī)定的距離之內(nèi)停車。5） 車輛上采用轉(zhuǎn)向架是為增加車輛的載重、長(zhǎng)度與容積、提高列車運(yùn)行速度，以滿足鐵路運(yùn)輸發(fā)展的需要；1?2故障案例分析動(dòng)車組在檢修時(shí)發(fā)現(xiàn)有部分構(gòu)架組成制動(dòng)吊座表面有損傷現(xiàn)象，損傷狀態(tài)主要呈現(xiàn)麻點(diǎn)狀損傷（片狀麻點(diǎn)，深度小于1mm）、線性損傷1（長(zhǎng)度貫穿吊座安裝面，寬度小于0.5mm，深度約0.1mm）、線性損傷2（長(zhǎng)度小于10mm，寬度約2mm，深度小于0.5mm）、面狀損傷（長(zhǎng)度約10mm，寬度約5mm，深度小于0.5mm）四種現(xiàn)象，具體如圖1?4所示。

外圈滾道狀況外圈滾道狀態(tài)：A:A側(cè)外圈范圍的剝離區(qū)（見(jiàn)圖5）。2012年6月2日D6242次CRH1092A運(yùn)行途中隨車機(jī)械師發(fā)現(xiàn)05車A架異響，出動(dòng)熱備車組替換CRH1092A回動(dòng)車所后對(duì)05車A端轉(zhuǎn)向架進(jìn)行落輪檢查,落輪后手動(dòng)旋轉(zhuǎn)05車2軸4外圈滾道狀況外圈滾道狀態(tài)：A:A側(cè)外圈范圍的剝離區(qū)（見(jiàn)圖5）。接觸形狀和間距對(duì)應(yīng)的原始剝離區(qū)域，非剝離有其它點(diǎn)狀異物壓痕，且非承載區(qū)較輕。由此可見(jiàn)該轉(zhuǎn)向架異響是由軸承外圈滾道剝離造成的。故障原因分析通過(guò)匯總動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架在運(yùn)行中出現(xiàn)的異響故障，分析主要原因如下：（1） 軸承內(nèi)部故障引發(fā)的異響中巡視發(fā)現(xiàn)（故障表現(xiàn)為動(dòng)車組運(yùn)行達(dá)到一定速度后發(fā)出固定頻率的異響，通過(guò)隨車機(jī)械師途因福州動(dòng)車段發(fā)現(xiàn)的軸承故障造成的異響均在故障初發(fā)階段，軸溫升高尚未達(dá)到報(bào)警界限，所以在監(jiān)控動(dòng)車組狀態(tài)的IDU上未能發(fā)現(xiàn)該（故障），此故障較難發(fā)現(xiàn)，要在一定速度才會(huì)發(fā)出異響，需隨車機(jī)械師認(rèn)真甄別。其產(chǎn)生的主要原因?yàn)椋海?］軸承材質(zhì)問(wèn)題；［2］熱處理不良；［3］局部外傷、銹蝕、偏載或過(guò)載；［4］材質(zhì)正常疲勞破壞。（2） 輪對(duì)踏面擦傷、剝離或局部凹入引發(fā)的異響故障表現(xiàn)為運(yùn)行過(guò)程中走行部發(fā)出固定頻率的響聲，并引起車輛振動(dòng)。運(yùn)行速度越快，響聲頻率越高；擦傷、剝離長(zhǎng)度越長(zhǎng)，響聲越大。這類故障較易發(fā)現(xiàn)。踏面擦傷是動(dòng)車運(yùn)行中制動(dòng)力過(guò)大、抱閘過(guò)緊，車輪在鋼軌上滑行，踏面局部被磨成平面。

第2章轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向架由那些組成轉(zhuǎn)向架的附屬裝置，輪對(duì)電機(jī)組裝，構(gòu)架，一系彈簧懸掛裝置，二系彈簧懸掛置牽引裝置，電機(jī)懸掛裝置基礎(chǔ)制動(dòng)裝置，手制動(dòng)裝置和砂箱等組成。轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)圖圖2輪對(duì)踏面壓到異物后的異響故障表現(xiàn)為某一轉(zhuǎn)向架輪對(duì)踏面壓到鋼上的異物后發(fā)出一聲巨響，因堅(jiān)硬異物造成輪對(duì)踏面局部凹入而發(fā)出固定頻率的異響。管路泄露故障引發(fā)的異響故障表現(xiàn)為車輛下部發(fā)出尖嘯聲，漏泄量大可通過(guò)IDU所報(bào)故障信息進(jìn)行判斷，漏量小可通過(guò)隨車機(jī)械師途中巡視或地勤機(jī)械師入庫(kù)檢查作業(yè)發(fā)現(xiàn)。其主要原因?yàn)檐嚱M經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行震動(dòng)或運(yùn)行途中管路遭異物擊打，使管路連接處出現(xiàn)松動(dòng)、變形，導(dǎo)致管路中的壓力空氣漏泄發(fā)出異響。油壓減振器引發(fā)的異響其主要原因?yàn)檐嚱M在轉(zhuǎn)彎時(shí)車體兩邊出現(xiàn)高度差情況下（特別是左右空氣彈簧壓力差超過(guò)20kpa以上時(shí)），造成油壓減振器的偏磨（主要為二系橫向）而發(fā)出異響，此為正常現(xiàn)象。如油壓減振器發(fā)生嚴(yán)重偏磨或漏油則屬于故障。

自動(dòng)車鉤偏移引發(fā)的異響在動(dòng)車組運(yùn)行中，通過(guò)曲線時(shí)自動(dòng)車鉤支架左右彈簧位置發(fā)生偏移，導(dǎo)致晃動(dòng)產(chǎn)生共所發(fā)出間斷的敲擊聲，此為正常現(xiàn)象。(1)車鉤的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)車鉤的連掛間隙?。卉囥^具有聯(lián)鎖和防脫功能；鉤舌銷不受力；耐磨性；良好的防跳性能；結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高；自動(dòng)對(duì)中功能。(2)車鉤的結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖3Scharferijerg門刊年側(cè)330.1934了$誦.電1鉗頭4Scharferijerg門刊年側(cè)330.1934了$誦.電1鉗頭4鳳管按企百電動(dòng)牟暫頭掛拒淮矍6.^1S側(cè)車梅頭H對(duì)中按說(shuō)15"前裝■10也■辭36卡環(huán)注推世舶接地卿61八用弘建訂&2柞甬空號(hào)3）原送料皮帶存在的問(wèn)題在用戶使用過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)送料機(jī)構(gòu)問(wèn)題不少。由于每邊采用（根3帶，兩邊共有6根，換帶時(shí)間長(zhǎng)6雖然皮帶的型號(hào)是一樣的，但張緊后，還是有緊有松，影響正常送料。如果下面或中間的一根帶斷了，更換起來(lái)特別費(fèi)勁6而且換了一根新的，松緊程度又不同了；特別是由于采用A型帶,6帶露在帶輪外面的高度最多只能有5mm（如露在外面的部分多，帶輪的軸線是在豎直方向，即帶是在垂直方向工作，這樣帶很容易從帶輪上滑落），皮帶用不了10天就得更換6造成生產(chǎn)線停頓，經(jīng)濟(jì)損失大，用戶的意見(jiàn)非常大。（4）新型送料皮帶的優(yōu)點(diǎn)為了改變這種狀況，對(duì)送料機(jī)構(gòu)進(jìn)行了改造。去掉原來(lái)的3帶，重新設(shè)計(jì)了一種新式帶。因?yàn)檫@種帶的內(nèi)面帶有凸起的糟形，使得帶在垂直位置工作時(shí)，靠凸起的槽形定位，不會(huì)改變位置，而向下掉，相應(yīng)的帶輪也改成中間有一槽。配合情況這種帶實(shí)際上是由平帶和3帶組合而成。采用這種皮帶后，調(diào)整帶的張緊力非常方便，也不會(huì)出現(xiàn)松緊的現(xiàn)象。送料過(guò)程中也不會(huì)出現(xiàn)停頓，更換也非常方便。更為重要的是，這種帶的厚度增加（相對(duì)平皮帶來(lái)說(shuō)），帶的壽命大大增加。第3章?轉(zhuǎn)向架的作用轉(zhuǎn)向架的歷史20世紀(jì)50年這個(gè)時(shí)期，我國(guó)首次自行設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)向架，主要型號(hào)有101、102、103型，是21型客車使用的導(dǎo)框式轉(zhuǎn)向架，構(gòu)造速度是100km/h，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，笨重，運(yùn)行性能差，現(xiàn)已淘汰!70年代，四方廠研制了U型結(jié)構(gòu)的206型轉(zhuǎn)向架，浦鎮(zhèn)廠研制了H型構(gòu)架的209轉(zhuǎn)向架。206型轉(zhuǎn)向架采用側(cè)部中梁下凹的U型構(gòu)架，干摩擦導(dǎo)柱式軸箱定位裝置，帶橫向拉桿的小搖動(dòng)臺(tái)式搖枕彈簧懸掛裝置，雙片吊環(huán)式單節(jié)長(zhǎng)搖枕吊桿外側(cè)懸掛以及吊掛式閘瓦基礎(chǔ)制動(dòng)裝置等，結(jié)構(gòu)可靠，運(yùn)行平穩(wěn)，磨損少，檢修方便，1993年開(kāi)始在中央懸掛部分加裝橫向油壓減振器，加裝兩端具有彈性節(jié)點(diǎn)的縱向牽引拉桿，形成206G型轉(zhuǎn)向架，后加裝盤型制動(dòng)裝置，形成206P型轉(zhuǎn)向架。209轉(zhuǎn)向架是浦鎮(zhèn)廠在205轉(zhuǎn)向架的基礎(chǔ)上研制的，于1975年開(kāi)始批量生產(chǎn)。它采用H型構(gòu)架，導(dǎo)柱式軸箱定位裝置，搖動(dòng)臺(tái)式搖枕彈簧懸掛裝置，長(zhǎng)吊桿，構(gòu)架外側(cè)懸掛，兩高圓彈簧，搖枕彈簧帶油壓減振器，吊掛式閘瓦基礎(chǔ)制動(dòng)裝置等。1980年后，又生產(chǎn)了具有彈性定位套的軸箱定位結(jié)構(gòu)和牽引拉桿裝置的209T轉(zhuǎn)向架。在此基礎(chǔ)上，還生產(chǎn)了采用盤型制動(dòng)的209P轉(zhuǎn)向架。在209T轉(zhuǎn)向架的基礎(chǔ)上，浦鎮(zhèn)廠又開(kāi)發(fā)了供雙層客車使用的209PK轉(zhuǎn)向架，其構(gòu)造速度為160km/h。主要有以下方面的改進(jìn)：采用盤型制動(dòng)和單元制動(dòng)缸，取消踏面制動(dòng)；設(shè)空重調(diào)整閥；采用空氣彈簧和高度調(diào)整閥；安裝抗側(cè)滾扭桿；保留了搖動(dòng)臺(tái)結(jié)構(gòu)。209PK轉(zhuǎn)向架（P代表盤型制動(dòng)，K代表空氣彈簧）在這段時(shí)期內(nèi)，我國(guó)還制造了少量用于公務(wù)車的三軸轉(zhuǎn)向架，在原德意志民主共和國(guó)進(jìn)口的軟座，軟臥車上采用了211等型號(hào)的轉(zhuǎn)向架。3.1.1準(zhǔn)高速客車型1994年，四方廠、長(zhǎng)客廠、浦鎮(zhèn)廠相繼研制出了206WP、206KP、CW-2、209HS轉(zhuǎn)向架，在廣深線動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)中最高時(shí)速達(dá)到了174km/h，這些轉(zhuǎn)向架的研制成功，標(biāo)志著我國(guó)客車轉(zhuǎn)向架技術(shù)上了一個(gè)新臺(tái)階。206KP、 206WP轉(zhuǎn)向架是四方廠為廣深線準(zhǔn)高速客車和發(fā)電車設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)向架，二者除中央懸掛部分和構(gòu)架側(cè)梁全旁承支重；中央懸掛為有搖動(dòng)臺(tái)結(jié)構(gòu)；設(shè)帶橡膠套的中心銷軸牽引拉桿橫向擋，橫向拉桿，橫向油壓減振器，抗側(cè)滾扭桿；軸箱懸掛系統(tǒng)設(shè)垂直油壓減振器；基礎(chǔ)制動(dòng)裝置為單元盤型制動(dòng)，設(shè)電子防滑器；廣泛采用橡膠元件，改善隔振、隔音性能，減小磨耗。3.1.2高速型1998年起，各工廠相繼推出了自己的高速轉(zhuǎn)向架，例如浦鎮(zhèn)廠的PW-200轉(zhuǎn)向架，長(zhǎng)客廠的CW-200轉(zhuǎn)向架，四方廠的SW-200、SW-220K轉(zhuǎn)向架等。PW-200轉(zhuǎn)向架（PW代表PuzhenWork）是在209HS轉(zhuǎn)向架的基礎(chǔ)上重新研制的，它優(yōu)化了一系和二系懸掛參數(shù)；采用了無(wú)磨耗的橡膠堆軸箱彈性定位裝置；采用高速輕型輪對(duì)；軸頸中心距改為2000mm；更換軸箱減振器安裝位置；裝用帶可調(diào)阻尼和彈性支承的空氣彈簧，采用兩端為球鉸的縱向拉桿；裝用新型盤軸式基礎(chǔ)制動(dòng)裝置；優(yōu)化了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。SW-200轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)與SW-160轉(zhuǎn)向架基本相同，其改進(jìn)如下：優(yōu)化了一系、二系懸掛系數(shù)；采用軸盤式基礎(chǔ)制動(dòng)裝置，適用于200km/h的高速列車。該轉(zhuǎn)向架在1998年6月的鄭武線動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)中最高時(shí)速達(dá)到了240km/h。在這一階段，長(zhǎng)客廠生產(chǎn)了我國(guó)第一臺(tái)CW-200型無(wú)搖枕轉(zhuǎn)向架。其構(gòu)架采用4塊鋼板拼焊，橫梁采用無(wú)縫鋼管，與側(cè)梁連通作為附加空氣室，中央懸掛。3.2轉(zhuǎn)向架的主要作用轉(zhuǎn)向架是承載車體重量和傳遞走行動(dòng)力的導(dǎo)向部件，是大型養(yǎng)路機(jī)械的重要組成部分，其主要作用如下：1） 承載車體重量轉(zhuǎn)向架作為一個(gè)獨(dú)立的走行裝置，它直接支撐車體，承受和傳遞車架以上各部分（車體，車架，動(dòng)力傳遞裝置及作業(yè)裝置等）的重量。2） 傳遞走行動(dòng)力把輪軌接觸處產(chǎn)生的輪軸牽引力，以及通過(guò)曲線時(shí)輪軌之間的橫向作用力傳至轉(zhuǎn)向架構(gòu)架，經(jīng)過(guò)減震環(huán)節(jié)再傳向車體，同時(shí)，轉(zhuǎn)向架引導(dǎo)車輛在線路上運(yùn)行。3） 曲線通過(guò)轉(zhuǎn)向架可相對(duì)車體回轉(zhuǎn)，其固定軸距也較小，故能使車輛順利通過(guò)半徑較小的曲線，并大大減少車輛的運(yùn)行阻力。4） 提高車輛的運(yùn)行平穩(wěn)性轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)要便于彈簧減振裝置的安裝，使之具有良好的減振特性，以緩和車輛和線路之間的相互作用，減小振動(dòng)和沖擊，使車體在各振動(dòng)方向上的位移量減小，提高車輛運(yùn)行平穩(wěn)性和安全性。5） 保證必要的粘著力和制動(dòng)力，充分利用輪軌之間的粘著，傳遞牽引力和制動(dòng)力，放大制動(dòng)缸所產(chǎn)生的制動(dòng)力，使車輛具有良好的制動(dòng)效果，以保證在規(guī)定的距離之內(nèi)停車。6）便于檢修，轉(zhuǎn)向架是車輛的一個(gè)獨(dú)立部件，在轉(zhuǎn)向架于車體之間盡可能減少聯(lián)接件。易于從車輛底架下推進(jìn)，推出，便于檢修，有利于勞動(dòng)條件的改善和檢修質(zhì)量的提高。7）轉(zhuǎn)向架的主要技術(shù)要求，轉(zhuǎn)向架是大型養(yǎng)路機(jī)械的主要組成部分之一，它用來(lái)傳遞車輛的各種載荷，并利用輪軌間的粘著作用保證牽引力的產(chǎn)生。轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)性能的好壞，直接影響大型路養(yǎng)機(jī)械的牽引能力、運(yùn)行品質(zhì)、輪軌磨耗和運(yùn)行安全。第4章轉(zhuǎn)向架的故障分析4.1動(dòng)車轉(zhuǎn)向架故障類型分析在分析產(chǎn)品故障時(shí)，一般是從產(chǎn)品故障的現(xiàn)象入手，通過(guò)故障現(xiàn)象（故障模式）找出原因和故障機(jī)理。對(duì)機(jī)械產(chǎn)品而言，故障模式的識(shí)別是進(jìn)行故障分析的基礎(chǔ)之一。由于故障分析的目的是采取措施、糾正故障，因此在進(jìn)行故障分析時(shí)，需要在調(diào)查、了解產(chǎn)品發(fā)生故障現(xiàn)場(chǎng)所記錄的系統(tǒng)或分系統(tǒng)故障模式的基礎(chǔ)上，通過(guò)分析、試驗(yàn)逐步追查到組件、部件或零件級(jí)（如螺母）的故障模式，并找出故障產(chǎn)生的機(jī)理。故障的表現(xiàn)形式，更確切地說(shuō)，故障模式一般是對(duì)產(chǎn)品所發(fā)生的、能被觀察或測(cè)量到的故障現(xiàn)象的規(guī)范描述。故障模式一般按發(fā)生故障時(shí)的現(xiàn)象來(lái)描述。由于受現(xiàn)場(chǎng)條件的限制，觀察到或測(cè)量到的故障現(xiàn)象可能是系統(tǒng)的，如制動(dòng)系統(tǒng)不能制動(dòng)；也可能是某一部件，如傳動(dòng)箱有異常響聲；也可能就是某一具體的零件，如油管破裂等。因此，針對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的不同層次，其故障模式有互為因果的關(guān)系。故障模式不僅是故障原因分析的依據(jù)，也是產(chǎn)品研制過(guò)程中進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。如在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，要對(duì)組成系統(tǒng)的各部分、組件潛在的各種故障模式對(duì)系統(tǒng)功能的影響及產(chǎn)生后果的嚴(yán)重程度進(jìn)行故障模式、影響及危害性分析，以確定各種故障模式的嚴(yán)酷度等級(jí)和危害度，提出可能采取的預(yù)防改進(jìn)措施。因此將故障的現(xiàn)象用規(guī)范的詞句進(jìn)行描述是故障分析工作中不可缺少的基礎(chǔ)工作。依據(jù)某檢修部門幾年內(nèi)積累的故障數(shù)據(jù)；故障數(shù)據(jù)中的列車號(hào)主要是從002A到190A；車輛編號(hào)是從1車廂到8車廂；二級(jí)系統(tǒng)包括車體系統(tǒng)、車外系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、給水衛(wèi)生系統(tǒng)、供風(fēng)系統(tǒng)、內(nèi)裝系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向架系統(tǒng)7大系統(tǒng)；各系統(tǒng)的故障百分比如表1所示。由表1可知轉(zhuǎn)向架系統(tǒng)在整個(gè)動(dòng)車組系統(tǒng)中故障頻率所占有效百分比達(dá)20％以上。根據(jù)轉(zhuǎn)向架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能，將轉(zhuǎn)向架劃分為懸掛裝置、架構(gòu)組成。輪對(duì)軸箱定位裝置、排障裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、制動(dòng)裝置、轉(zhuǎn)向架配管及配線表1二級(jí)系統(tǒng)頻率分布的輸出結(jié)果頻次；個(gè)百分比％有效百分比％累積百分比％乍體系統(tǒng)596.26.26.2乍外系統(tǒng)T?、7.77.7電氣系統(tǒng)33935.6:胃.649.j給水衛(wèi)生系統(tǒng)11412.012.061.4供風(fēng)系統(tǒng)12312.974.4內(nèi)裝系統(tǒng)434.j4.j7S.9轉(zhuǎn)向架系統(tǒng)20121.121.1100.0合計(jì)952100.0100.0制動(dòng)夾鉗安裝槽底部的加工刀痕是新造時(shí)遺留的質(zhì)量問(wèn)題，在制動(dòng)夾鉗檢修工藝文件中并未規(guī)定該部位細(xì)化的檢修要求。據(jù)此完善制動(dòng)夾鉗檢修工藝文件，增加了安裝槽底部檢查及打磨工藝要求，在檢修過(guò)程中須檢查制動(dòng)夾鉗安裝槽底部是否存在異物及是否有明顯的接刀痕跡的施工工序。對(duì)于安裝槽底部有異物的，須打磨清除;對(duì)于安裝槽底部存在明顯加工刀痕的，使用細(xì)砂紙打磨消除刀痕，保證安裝槽底部的平面度。同時(shí)要求將檢修過(guò)程出現(xiàn)的問(wèn)題在后續(xù)新造產(chǎn)品中須做好產(chǎn)品質(zhì)量控制，即對(duì)于新造產(chǎn)品也增加了底部平面度檢查工序，確保后續(xù)產(chǎn)品的質(zhì)量，這樣就可杜絕出現(xiàn)損傷現(xiàn)象。在完善制動(dòng)夾鉗檢修工藝的前提下增加了制動(dòng)夾鉗底部安裝面的防護(hù)工藝。要求制動(dòng)夾鉗在運(yùn)輸過(guò)程中需對(duì)底部安裝槽進(jìn)行合理防護(hù)，以防止安裝槽底部受到磕碰或沾染異物而影響組裝質(zhì)量。依據(jù)某機(jī)車車輛股份有限公司采集積累的大量使用維護(hù)數(shù)據(jù)，進(jìn)行了分類處理，得到動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架的故障部位和故障類型表，如表2所示。從表I因中明顯看出一，，轉(zhuǎn)向架系統(tǒng)總共有「42從表I因中明顯看出一，，轉(zhuǎn)向架系統(tǒng)總共有「42?個(gè)故障模式，制動(dòng)裝置包括輪對(duì)10.的0.刖79*45杜絕事故。2.682*6882.1343.573.57S5.71110.890.8986.5954.464*469L0510.890*8991.9443.573.5795.54主變壓器故障主變壓器滲油頻率/■次百分比％有效百分比％累積百分比％安全閥漏鳳10.890.890.89車輪踏面損傷]0.890.89L78車軸端壓蓋無(wú)法拆卸]丄890.892*67齒輪箱磁栓沾滿扶屑]0.890.刖3.56齒輪箱漏油54.54.58*06齒輪箱損傷2L781.7S9.84齒輪箱小齒輪外筒偏移]0.890.刖10.73齒輪箱油脂過(guò)期]0.890.89]].G2輔助空壓機(jī)連接器故障]0*890.刖12.51高度控制閥漏油]0.890.8913.40構(gòu)架裂紋]0.890.8914.29排障板損壞]丄890.8915.18橫向減振器漏油寸8.03S.0323.21換氣裝置振動(dòng)大]0.890.8924.10抗蛇行減振器破損65.355.352化45抗蛇行減振器滲油]0.890.刖30.34抗蛇行減振器故障]0.890.8931.23空氣彈簧破損寸8.03S.0339.26空心軸有沉積物2L781.7S41.04聯(lián)軸器齒輪箱滲油2b781.7S42.82聯(lián)軸器擋水板破損]0.890.8943.71聯(lián)軸器螺母開(kāi)裂]丄890.8944.6聯(lián)軸器螺栓斷裂]0.890.刖45.49車輪剝離]0.890.8946.38輪対擦傷訂8.09S.0<)54.47輪盤豫油32.682.6857.15輪盤損傷43.573.5760.72速度傳感器故障2L781.7S62*50踏面清掃裝置故障斗3.573.5766*07壓緊裝置故障]0.890.8966.96制動(dòng)夾鉗間隙過(guò)小]丄890.8967.85制動(dòng)夾鉗漏汕76.25氏2574.1等故障達(dá)到30'條，占26.78%,軸箱防振橡膠變形保養(yǎng)工作，，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障隱患，軸箱體有油脂軸箱溫度高主變壓器風(fēng)機(jī)異響、振動(dòng)動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架故障原因分析部件設(shè)備漏油分析通過(guò)表2分析可知零部件設(shè)備漏油在轉(zhuǎn)向架故障中較為常見(jiàn)，可以占到總故障數(shù)的25％。通過(guò)對(duì)設(shè)備運(yùn)行的觀察發(fā)現(xiàn)可能故障原因是動(dòng)車在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在相對(duì)封閉的機(jī)械箱里，機(jī)器在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量。動(dòng)車組在全日制工作時(shí)，箱內(nèi)溫度逐漸升高，箱內(nèi)壓力也會(huì)逐漸增大．油液在箱內(nèi)壓力作用下從密封間隙處滲出。設(shè)計(jì)不合理；制造質(zhì)量不良；使用維護(hù)不當(dāng)，檢查不及時(shí)。設(shè)備上的某些靜、動(dòng)配合面缺少密封裝置，或采用的密封方案不合適；設(shè)備上的某些潤(rùn)滑系統(tǒng)只有給油路，而沒(méi)有回油路，使油壓越來(lái)越大，造成泄漏。4.3制動(dòng)裝置故障分析動(dòng)車組制動(dòng)裝置故障在轉(zhuǎn)向架系統(tǒng)故障中占到最大的比例，達(dá)到了26％以上。動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架制動(dòng)裝置采用空液轉(zhuǎn)換液壓制動(dòng)方式。制動(dòng)裝置故障不僅會(huì)造成動(dòng)車組途中晚點(diǎn)，而且如處理不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致動(dòng)車組發(fā)生事故，嚴(yán)重影響運(yùn)輸秩序，威脅乘客的生命財(cái)產(chǎn)安全。制動(dòng)系統(tǒng)的常見(jiàn)故障包括了制動(dòng)控制裝置傳輸不良、制動(dòng)控制裝置故障、制動(dòng)控制裝置速度發(fā)電機(jī)斷線、制動(dòng)力不足、制動(dòng)不緩解、監(jiān)控顯示器顯示抱死、列車緊急制動(dòng)不能復(fù)位、監(jiān)控器等控制設(shè)備無(wú)電等。制動(dòng)控制裝置傳輸不良時(shí)，制動(dòng)時(shí)會(huì)檢測(cè)制動(dòng)力不足。傳輸不良主要是光連接器的連接插頭松動(dòng)、接觸不良，終端裝置接口卡板故障。當(dāng)制動(dòng)控制裝置速度發(fā)電機(jī)斷線時(shí)，車輛將無(wú)法進(jìn)行滑行控制。制動(dòng)力不足時(shí)，可能是UB-TRTD繼電器故障、電路故障、制動(dòng)管系泄漏、EP閥故障、檢測(cè)傳感器故障、BCU故障等。但出現(xiàn)制動(dòng)抱死故障顯示時(shí)，可能是由速度傳感器斷線、PCIS防滑閥故障、CI與BCU信息傳輸故障導(dǎo)致再生制動(dòng)與空氣制動(dòng)同時(shí)發(fā)生、BCU內(nèi)部滑行、抱死檢測(cè)控制錯(cuò)誤顯示制動(dòng)系統(tǒng)故障等造成的。4.4其他零部件的故障分析輪對(duì)組成故障損傷，因其裸露車體外，且直接與地面鋼軌接觸，運(yùn)行狀況復(fù)雜，且輪對(duì)組成乃轉(zhuǎn)向架的重要部件，如有故障易造成嚴(yán)重的事故。其次空氣彈簧故障因其材質(zhì)特殊為橡膠所制，較易被劃傷，若運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)易造成空氣彈簧的故障。其次還有橫向減振器和抗蛇行減振器，這兩者均為油壓減振器，易造成漏油故障，從而降低減振效果。制動(dòng)夾鉗的長(zhǎng)時(shí)間使用及檢修維護(hù)不當(dāng)，使制動(dòng)裝置易出現(xiàn)故障。4.5動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架的故障模式、致命性分析（FMECA）經(jīng)過(guò)前面的分析，基本了解了動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架的故障模式和發(fā)生原因，但是仍不清楚每種失效模式對(duì)轉(zhuǎn)向架功能所造成的致命度的大小，所以需要對(duì)轉(zhuǎn)向架進(jìn)行FMECA分析[5-7]，以便掌握其可靠性薄弱環(huán)節(jié)，為可靠性評(píng)估與提高可靠度提供科學(xué)依據(jù)部件i以失效模式j(luò)發(fā)生失效時(shí)，該零部件的致命度為：CRij=aijPj入「式中aij是部件i以失效模式j(luò)而引起部件的失效模式概率；p門是部件i以失效模式j(luò)發(fā)生失效造成部件損傷的概率。國(guó)標(biāo)草案中將此稱為喪失功能的條件概率。其值為1,表示肯定發(fā)生損傷；0.5表示可能發(fā)生損傷；0.1表示很少可能發(fā)生損傷；0表示無(wú)影響。入匚是部件i成為基本失效件的故障率采用平均故障率。通過(guò)上面的分析，可以看到在轉(zhuǎn)向架的各個(gè)主要部件中輪對(duì)部件的部位致命度最大，主要是因?yàn)檩唽?duì)承受了車輛與線路間相互作用的全部載荷及沖擊，且直接與地面鋼軌接觸。其次是制動(dòng)卡鉗（動(dòng)車）、空氣彈簧和軸箱體，它們將是影響轉(zhuǎn)向架可靠性的關(guān)鍵部件。另外，橫向減振器部件的致命度也不小，雖然抗蛇行減振器的故障致命度并不很大，但它是使動(dòng)車組在行駛時(shí)具有良好的平穩(wěn)性、舒適度和安全性的保證，列車在高速行駛中易發(fā)生轉(zhuǎn)向架蛇行運(yùn)動(dòng)，所以也應(yīng)該加以重視。具體到故障模式致命度來(lái)看輪緣擦傷、橫向減振器漏油、制動(dòng)夾鉗漏油、空氣彈簧破損、橡膠墊破損等，是重點(diǎn)針對(duì)的對(duì)象，對(duì)此可以采取以下措施：（1）對(duì)于輪緣擦傷、橫向減振器漏油、制動(dòng)夾鉗漏油、空氣彈簧破損、橡膠墊破損、磨損、彈簧斷裂、彈力不足等故障，要加強(qiáng)車輛行駛前、行駛后檢查，必要時(shí)采取無(wú)損檢測(cè)或磁力探傷，如發(fā)現(xiàn)部件有微小裂紋，應(yīng)及時(shí)更換防止裂紋進(jìn)一步擴(kuò)展，磨損加劇等。同時(shí)建議使用抗拉壓、抗剪切、抗扭轉(zhuǎn)、耐磨損的材料來(lái)制造，合理改進(jìn)制造工藝過(guò)程，提高部件的質(zhì)量和使用壽命。（2）動(dòng)車組維修部門維護(hù)轉(zhuǎn)向架時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照維修手冊(cè)規(guī)定進(jìn)行，并對(duì)致命度大的部件和模式加以重視。第5章.動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架軸承的檢測(cè)技術(shù)與處理動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架軸承故障診斷的基本內(nèi)容動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架軸承故障診斷與監(jiān)測(cè)是通過(guò)軸承的劣化損傷以及性能狀態(tài)參數(shù),來(lái)判斷和預(yù)測(cè)其可靠性和使用性,對(duì)異常情況的部位!原因和危險(xiǎn)程度進(jìn)行識(shí)別和診斷,及時(shí)的可靠的反映故障,防止事故的發(fā)生,保證整個(gè)動(dòng)車組運(yùn)行正常"總的來(lái)說(shuō),動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架故障診斷的內(nèi)容是:狀態(tài)的監(jiān)測(cè),故障診斷和正確指導(dǎo)軸承的管理與維修三部分。狀態(tài)監(jiān)測(cè)狀態(tài)監(jiān)測(cè)就是要采用各種方法掌握設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),如檢測(cè)!測(cè)量!分析和判別等"還需要結(jié)合系統(tǒng)的現(xiàn)狀以及經(jīng)驗(yàn),考慮環(huán)境和突發(fā)因素,準(zhǔn)確判斷軸承狀態(tài),當(dāng)其出現(xiàn)異常時(shí),發(fā)出警報(bào),提醒相關(guān)人員采取及時(shí)的措施"系統(tǒng)要具有顯示和記錄其狀態(tài)的功能,為設(shè)備的故障分析和可靠性分析提供信息和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)"故障診斷故障診斷技術(shù)的實(shí)質(zhì)是:根據(jù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)所獲得的信息與數(shù)據(jù),結(jié)合滾動(dòng)軸承的運(yùn)行歷史!結(jié)構(gòu)特性和參數(shù)條件,對(duì)滾動(dòng)軸承的各種不同類型的故障進(jìn)行預(yù)報(bào)和分析,并確定其性質(zhì)!類型!原因!部位!嚴(yán)重程度!性能趨勢(shì)和后果"指導(dǎo)軸承的管理維修根據(jù)診斷結(jié)果,決定設(shè)備的維修方式和維修周期"避免/過(guò)剩維修0,防止因不必要的拆卸使設(shè)備精度降低,延長(zhǎng)設(shè)備壽命;減少維修時(shí)間,提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益;減少和避免重大事故發(fā)生,故不僅能獲得巨大經(jīng)濟(jì)效益,而且能獲得很好的社會(huì)效益"動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架軸承故障監(jiān)測(cè)常用技術(shù)機(jī)械故障診斷技術(shù)發(fā)展幾十年來(lái),產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益,成為各國(guó)研究的熱點(diǎn)，從診斷技術(shù)的各分支技術(shù)來(lái)看,美國(guó)占領(lǐng)先地位"美國(guó)的一些公司,如Bently,HP等,他們的監(jiān)測(cè)產(chǎn)品基本上代表了當(dāng)今診斷技術(shù)的最高水平"發(fā)展至今,動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架軸承故障監(jiān)測(cè)的常用技術(shù)主要有:振動(dòng)診斷技術(shù),溫度診斷技術(shù),油樣分析技術(shù),油膜電阻診斷技術(shù),聲發(fā)射診斷技術(shù)等"下面簡(jiǎn)要介紹這些方法"1.振動(dòng)診斷技術(shù)振動(dòng)診斷技術(shù)是應(yīng)用最早的!使用范圍最廣的故障監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)"運(yùn)行的機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生振動(dòng)的原因是:表面的接觸摩擦和旋轉(zhuǎn)部件的不平衡等"進(jìn)一步的研究表明:振動(dòng)的強(qiáng)弱及其包含的主要頻率成份和故障類型!部位和原因等有著密切的聯(lián)系。本論文就是采用振動(dòng)診斷技術(shù)是通過(guò)安裝在軸承座和箱體上的壓電式傳感器采集軸承的振動(dòng)信號(hào),并采用有效的方法對(duì)其進(jìn)行分析和處理，振動(dòng)分析法具有:對(duì)各種類型工況的軸承適用;對(duì)早期輕微故障診斷有效;信號(hào)采集方便，分析簡(jiǎn)單，直觀;診斷結(jié)果可信度高,在實(shí)際中得到了極為廣泛的應(yīng)用，在實(shí)際診斷中,傳感器采集振動(dòng)信號(hào)中不僅反映軸承本身的工作情況,還包含了動(dòng)車組中其他運(yùn)動(dòng)部件和結(jié)構(gòu)的干擾噪聲，在動(dòng)車運(yùn)行中,有輕微的局部故障的滾動(dòng)軸承的振動(dòng)信號(hào)成分往往會(huì)被干擾信號(hào)淹沒(méi),很難被分離與識(shí)別,對(duì)軸承的工況和故障的診斷會(huì)有一定的影響，因此,軸承振動(dòng)診斷技術(shù)的關(guān)鍵是采用先進(jìn)合理的振動(dòng)診斷分析處理技術(shù)來(lái)抑制干擾信號(hào)，提取故障特征信息，有效地及時(shí)地發(fā)現(xiàn)軸承故障。溫度監(jiān)測(cè)技術(shù)溫度監(jiān)測(cè)是通過(guò)測(cè)量運(yùn)行中滾動(dòng)軸承的溫度來(lái)監(jiān)測(cè)其工作狀態(tài)是否正常的方法，溫度監(jiān)測(cè)法是一種常規(guī)!操作簡(jiǎn)單的故障診斷技術(shù),軸承的溫度對(duì)軸承的磨損程度和燒傷較為敏感,其應(yīng)用在一定程度上能較好的反映軸承運(yùn)行故障,提高了故障檢測(cè)效率和增加了行車可靠性，但這種方法的缺點(diǎn)是:只有當(dāng)軸承故障累積到相當(dāng)嚴(yán)重的程度后,也就是軸承故障的晚期癥狀,溫度才有明顯的變化，而軸承出現(xiàn)早期故障如點(diǎn)蝕!剝落和輕微磨損時(shí),溫度監(jiān)測(cè)無(wú)法發(fā)現(xiàn)"由于摩擦產(chǎn)生的熱量與相對(duì)速度的平方成正比,車輛速度與切軸時(shí)間成反比,因此,溫度監(jiān)測(cè)逐漸成為滾動(dòng)軸承的輔助監(jiān)測(cè)技術(shù),降低風(fēng)險(xiǎn)。油樣分析技術(shù)磨損斷裂腐蝕和潤(rùn)滑不當(dāng)是動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架軸承失效的方式,其中潤(rùn)滑不當(dāng)占主要部分，由于軸承在運(yùn)行過(guò)程中是用油潤(rùn)滑或油冷卻,零部件磨損等原因產(chǎn)生微小顆粒必然會(huì)帶入到循環(huán)油液中，對(duì)軸承所使用的潤(rùn)滑油進(jìn)行常規(guī)理化分析,或?qū)ζ渲械慕饘兕w粒進(jìn)行鐵譜分析!顆粒計(jì)數(shù)等分析以及根據(jù)其形狀和尺寸來(lái)判斷軸承故障,就是油樣分析技術(shù)，它能發(fā)現(xiàn)軸承的早期疲勞失效,可作磨損機(jī)理研究等特點(diǎn),但是,這種方法易受其它外界因素的影響,一般用于離線監(jiān)測(cè),這樣會(huì)導(dǎo)致信息可能不全面,還得依靠人力來(lái)管理,所以,這種方法具有很大的局限性油膜電阻診斷技術(shù)動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架軸承在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中,如果潤(rùn)滑良好,滾道和滾動(dòng)體之間會(huì)有一層良好的油膜,由于油膜的作用,內(nèi)圈與外圈之間有很大的電阻,達(dá)到兆歐姆以上;當(dāng)油膜遭到破壞時(shí),其電阻的值就會(huì)降低,甚至接近0歐姆，故電阻越大,油膜就越厚,摩擦就小,屬于正常運(yùn)行狀態(tài);若電阻很小時(shí),油膜就比較薄,軸承摩擦大,屬異常運(yùn)行狀態(tài)，我們可以通過(guò)測(cè)量軸承內(nèi)外圈的電阻,對(duì)滾動(dòng)軸承磨損腐蝕等異常進(jìn)行判斷,但對(duì)表面剝落壓痕裂紋等異常診斷效果差,其特點(diǎn)是適用于旋轉(zhuǎn)