【CRH2動車組輪對與軸箱的維護(hù)與檢修探究6600字（論文）】

CRH2動車組輪對與軸箱的維護(hù)與檢修研究摘要本文以CRH2型高速動車組為研究對象，基于CRH2動車組檢修規(guī)程與檢修制度，探討了CRH2動車組檢修制度、檢修修程以及檢修計劃要素，并選取輪對踏面故障這一具體案例進(jìn)行維護(hù)與檢修說明，根據(jù)檢修限度的研究，提出了具體檢修工藝實(shí)施過程的方法，本文在分析輪對踏面維護(hù)檢修方面，具有一定的參考意義與應(yīng)用價值。關(guān)鍵詞CRH2動車組輪對與軸箱維護(hù)檢修目次TOC\o"1-2"\h\u234281引言 引言隨著我國高速動車組在全路的廣泛運(yùn)用，車輛檢修成為各路局和動車組檢修基地的重要任務(wù)，檢修限度是確定車輛各零部件是否檢修的重要依據(jù)。輪對檢修是動車組各級檢修中的重要組成部分，為保證車輛檢修的順利開展，充分保證動車組的安全運(yùn)行，需要研究動車組輪對與軸箱的維護(hù)與檢修工藝。本文以CRH2型高速動車組為研究對象，基于CRH2動車組檢修規(guī)程與檢修制度，探討了CRH2動車組檢修制度、檢修修程以及檢修計劃要素，并選取輪對踏面故障這一具體案例進(jìn)行維護(hù)與檢修說明，根據(jù)檢修限度的研究，提出了具體檢修工藝實(shí)施過程的方法，本文在分析輪對踏面維護(hù)檢修方面，具有一定的參考意義與應(yīng)用價值。2CRH2動車組檢修規(guī)程與檢修制度2．1CRH2動車組輪對與軸箱結(jié)構(gòu)輪對的作用是保證車輛在鋼軌上的運(yùn)行和轉(zhuǎn)向，在車輛和鋼軌之間傳遞載荷，包括車軸和車輪兩部分，其中車軸多采用空心車軸降低自重，不同車型車輪直徑不同，但輪對內(nèi)側(cè)間距需符合鐵路軌距要求。軸箱用來連接輪對和轉(zhuǎn)向架構(gòu)架，在其間傳遞載荷，同時具有潤滑作用，降低動車組運(yùn)行阻力。圖2.1動力輪對軸箱裝置2．2CRH2動車組檢修制度科學(xué)合理的安排檢修計劃，保證動車組及時得到檢修服務(wù)，是動車組實(shí)際運(yùn)營工作安全、使用高效的必要保證。檢修制度就是在檢修思想的理論指導(dǎo)下，定制的一系列規(guī)定制度，包括：檢修的等級、類別、計劃、組織、方式、體制、考核指標(biāo)體系等。實(shí)際檢修工作中，動車組檢修大致有兩類：事后檢修和預(yù)防檢修。其中，預(yù)防檢修又可分為視情檢修與定期檢修。修程修制框架示意圖如圖2-2所示。（1）定期檢修是動車組在投入實(shí)際運(yùn)營工作后，累計運(yùn)營一段時間或里程后，無論工作狀態(tài)如何，都要強(qiáng)制性對動車組檢修作業(yè)。因此，合理定制檢修周期，是定期修的核心。（2）視情檢修不規(guī)定具體檢修時間，而是根據(jù)設(shè)備的實(shí)時技術(shù)情況，確定最佳檢修時間。對檢修工作人員、檢修設(shè)備設(shè)施、檢修作業(yè)周圍環(huán)境條件都有較高的要求。（3）修復(fù)性檢修是指當(dāng)動車組設(shè)備出現(xiàn)故障問題后，使其快速的修復(fù)到原有規(guī)定狀態(tài)的檢修方式，對于不影響安全運(yùn)營工作的零部件，可以繼續(xù)使用，延遲修復(fù)。圖2-2動車組檢修制度框架圖在投入生產(chǎn)運(yùn)營過程中，動車組一些零件出現(xiàn)故障，一般是不會對動車組整體運(yùn)行安全造成阻礙。購置動車組價格高昂，要充分發(fā)揮動車組利用率，降低因故障導(dǎo)致動車組停運(yùn)的風(fēng)險。因此，在實(shí)際運(yùn)營過程中，應(yīng)采用預(yù)防性維修為主干，修復(fù)性維修為輔助的方式。2．3CRH2動車組檢修修程動車組的維護(hù)和檢修大致分2個系列5個等級。2個系列：以累積走行里程為周期；以累積走行時間為周期。在實(shí)際運(yùn)營過程中，使用頻率較高的動車組以累積走行里程為安排檢修的周期；使用頻率較低的動車組以累積走行時間為安排檢修的周期。按照檢修性質(zhì)、檢修范圍與規(guī)模，將修程分為1-5級，如表2-2。不同的檢修等級分別對應(yīng)著不同的走行累積時間約束與走行累積里程約束，若動車組的累積運(yùn)營里程或時間超過了規(guī)定值，則需要安排對應(yīng)等級的檢修作業(yè)。1級檢修與2級檢修類型均為運(yùn)用檢修；而3級及其以上的檢修屬于定期檢修，一般情況下，是在動車段或檢修基地中完成檢修作業(yè)。不同等級檢修內(nèi)容及工作范圍如表2-1所示表2-14種常見類型動車組檢修周期規(guī)定CRH1CRH2CRH3CRH41級檢修每次運(yùn)行5000千米或2天每次運(yùn)行5000千米或2天每次運(yùn)行5000千米或2天每次運(yùn)行6000千米或2天2級檢修累積運(yùn)營15000千米或30天累積運(yùn)營15000千米或30天累積運(yùn)營20000千米或10天累積運(yùn)營60000千米3級檢修距上一次三級修運(yùn)營600000千米或365天距上一次三級修運(yùn)營600000千米或547天距上一次三級修運(yùn)營1200000千米距上一次四級修運(yùn)營1200000千米4級檢修距上一次五級修運(yùn)營2400000千米距上一次五級修運(yùn)營1200000千米或3年距上一次五級修運(yùn)營2400000千米距上一次五級修運(yùn)營2400000千米5級檢修距上一次五級修運(yùn)營4800000千米距上一次五級修運(yùn)營4800000千米或6年距上一次五級修運(yùn)營4800000千米距上一次五級修運(yùn)營4800000千米表2-2CRH2動車組不同等級檢修內(nèi)容及工作范圍2．4CRH2動車組檢修計劃要素CRH2動車組檢修計劃基本要素很多，列舉幾個關(guān)鍵要素：檢修基地、運(yùn)用目標(biāo)、約束條件、動車組運(yùn)用任務(wù)、動車狀態(tài)等，如圖2-3所示圖2-3檢修計劃關(guān)鍵要素（1）動車組運(yùn)用任務(wù)CRH2動車組運(yùn)用任務(wù)包括動車組交路計劃中的運(yùn)用任務(wù)與備用車配屬方案的運(yùn)用任務(wù)。交路計劃的運(yùn)用任務(wù)，包括始發(fā)終到車站、始發(fā)終到時刻、運(yùn)營時間運(yùn)營里程、車次等。備用車的配屬方案，包括所需備用車數(shù)量、型號、運(yùn)營準(zhǔn)備時間、所屬動車所。（2）動車狀態(tài)動車組一般是由不具備動力裝置的拖車與具備動力裝置的動車或者全部由固定編組自帶動力裝置的動車按一定排列按序組成。動車組實(shí)際運(yùn)行工作狀態(tài)是編制檢修計劃的常見因素。動車組配置數(shù)：要使運(yùn)行圖規(guī)定的運(yùn)營任務(wù)按時完成，可以調(diào)配的動車組數(shù)量。動車組三種常見的實(shí)時技術(shù)狀態(tài)：一是動車組在檢修基地的檢修狀態(tài)；二是動車組正在投入運(yùn)營階段；三是備用動車組在檢修基地的狀態(tài)?？臻g位置：即動車組擔(dān)任的運(yùn)營作業(yè)，如始發(fā)終到車站、始發(fā)終到時刻、運(yùn)營時間里程、擔(dān)當(dāng)車次等。在擔(dān)任運(yùn)營作業(yè)前與結(jié)束運(yùn)營作業(yè)后，動車組在某一時刻的所處地點(diǎn)會直接影響后續(xù)工作的安排。（3）動車組檢修基地檢修基地相連接的車站、檢修等級資質(zhì)、固有檢修能力、備用動車數(shù)量、各級檢修作業(yè)的時間及費(fèi)用。（4）運(yùn)用目標(biāo)高質(zhì)量的檢修計劃，目標(biāo)是在動車組正常投入生產(chǎn)運(yùn)營工作的條件下，減少動車組使用數(shù)量、動車組累積運(yùn)營時間與累積運(yùn)營里程接近標(biāo)準(zhǔn)定檢時間與定檢里程，達(dá)到降低檢修總成本的目的。其中，檢修成本是動車組進(jìn)行不同等級檢修作業(yè)，可能涉及到的設(shè)備、材料、零部件、技術(shù)人員等方面的成本。（5）約束條件技術(shù)約束。指擔(dān)當(dāng)運(yùn)營任務(wù)的動車組累積運(yùn)營時間、累積運(yùn)營里程要低于檢修標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；接續(xù)約束。指動車組在結(jié)束前面的運(yùn)營任務(wù)以后，要大于或等于標(biāo)準(zhǔn)接續(xù)時間、始發(fā)站相同等條件，才能進(jìn)行接續(xù)任務(wù)；唯一性約束。指在任意時刻，一列動車組最多擔(dān)當(dāng)一個運(yùn)營作業(yè)。反之，在任意時刻，任意一個運(yùn)營工作有且僅有一列動車組完成×3CRH2動車組輪對與軸箱檢修內(nèi)容與工藝流程3．1CRH2動車組輪對與軸箱維護(hù)與檢修內(nèi)容動車組動車輪對軸箱組成的分解檢修較拖車輪對軸箱組成檢修內(nèi)容、檢修流程復(fù)雜，完善的輪對軸箱組成檢修流程和工藝是動車組安全運(yùn)營的保障。其具體的維護(hù)與檢修內(nèi)容大致如下：輪對軸箱組成清潔、軸箱拆解、軸承退卸、輪對脫漆、車輪退卸、輪盤拆解、車輪和車軸檢修、車輪壓裝、車輪和制動盤旋修、輪對動平衡、跳動及電阻檢測、齒輪箱開箱分解檢修等。3．2CRH2動車組輪對與軸箱檢修工藝流程動車輪對軸箱組成檢修內(nèi)容主要包括:輪對分解、輪對壓裝、車軸檢修、車輪檢修等內(nèi)容，其檢修工藝流程為:輪對軸箱組成清洗前防護(hù)、清潔、吹干、輪對軸端裝置拆卸、輪對軸箱軸承退卸、輪對脫漆、輪對車輪退卸、齒輪箱開箱分解檢修、帶大齒輪的車軸磁粉探傷、齒輪箱組裝、齒輪箱聯(lián)軸節(jié)壓裝及齒輪箱跑合試驗(交驗)、輪對車輪壓裝、輪對車輪踏面旋修、輪對動平衡、跳動及電阻檢測、輪惘輪輻超聲波探傷、輪對空心軸超聲波探傷、輪對油漆、輪對組成交驗、軸承壓裝和軸箱安裝、輪對軸箱組成交驗。3．3影響CRH2動車組輪對與軸箱檢修計劃的因素一是動車組技術(shù)參數(shù)。我國和諧號動車組主要有系列，如果檢修基地的動車組型號與替換下來的動車組為同一種型號，則列車型號約束對于檢修計劃的編制，不存在影響。從實(shí)際運(yùn)營情況看，動車基地常?？捎玫膫溆密囆吞柵c待修車型號不一致。由于不同型號的動車組在客運(yùn)設(shè)備、載客量、服務(wù)設(shè)施等存在較大差異，尤其是載客量方面，所以應(yīng)該要充分考慮不同型號的動車互相代替完成接下來運(yùn)輸任務(wù)的問題，合理估計定員的差異導(dǎo)致對鐵路旅客運(yùn)營工作產(chǎn)生影響。二是檢修基地位置布局及檢修能力。檢修基地位置布局，會影響動車組進(jìn)入基地的路徑，進(jìn)而間接影響動車組能否快速得到檢修服務(wù)。若基地檢修能力不足，要保證即將到來的運(yùn)營任務(wù)有動車組擔(dān)當(dāng)，則需要基地提供相應(yīng)數(shù)量的備用車組，無形中產(chǎn)生運(yùn)營成本。若基地檢修能力過多，則無形中造成檢修資源、設(shè)備、環(huán)境浪費(fèi)的情況。在累積運(yùn)營里程、累積運(yùn)營時間沒有達(dá)到規(guī)定要求時，安排動車組進(jìn)行檢修作業(yè)，會增加運(yùn)營成本、檢修成本，檢修次數(shù)，浪費(fèi)檢修能力。4具體案例分析：CRH2動車組輪對踏面故障及檢修4．1輪對踏面受損的可能情況以及危害4.1.1踏面剝離踏面剝離包括制動剝離和疲勞剝離。產(chǎn)生制動剝離的原因是：制動時，踏面與鋼軌之間的運(yùn)動由滾動變?yōu)榛瑒?，接觸面積聚了大量的熱量。當(dāng)溫度較低時，列車頻繁制動會引起車輪踏面熱脹冷縮。從長遠(yuǎn)來看，輪對踏面會產(chǎn)生塑性變形，產(chǎn)生細(xì)小的裂紋或凹坑，然后形成踏面脫落的現(xiàn)象，疲勞剝離是由于材料中混入礦渣或氣泡，反復(fù)使用會使其疲勞剝落。4.1.2踏面擦傷輪對踏面擦傷是輪對運(yùn)行過程中的一種主要胎面失效形式。主要原因是當(dāng)動車制動時，由于制動力過大，車輪在軌道上行動，最后在圓形踏面上出現(xiàn)平面現(xiàn)象。具體表現(xiàn)為弦突缺失的劃痕面。輪對踏面磨損和胎面剝離都會使胎面形成局部凹陷，凹陷與軌道相互影響。這將對輪對和軌道造成損壞。通過實(shí)際觀察發(fā)現(xiàn)，踏面磨損部分一般是在輪對的對稱位置產(chǎn)生。4.1.3踏面摩擦踏面摩擦的原因是運(yùn)行線路維護(hù)不善或車輪形狀不匹配，導(dǎo)致其與軌道長期摩擦，產(chǎn)生圓形磨損。踏面錐度在周向磨損達(dá)到一定程度后會消失。踏面錐度的損失導(dǎo)致滾動過程中自動調(diào)節(jié)的損失，并可能導(dǎo)致車輪在通過開關(guān)或軌縫時上下跳動。這種故障很容易損壞軌道和連接處的螺母。4．2EMAT超聲波檢測方法超聲波檢測技術(shù)是一種新型的胎面缺陷檢測方法，即EMAT技術(shù)。在檢測過程中，利用該技術(shù)將電磁能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，使機(jī)械波能在被檢測對象中傳輸，并接受機(jī)械波轉(zhuǎn)化的電磁能，通過分析信號實(shí)現(xiàn)檢測。4．3踏面故障系統(tǒng)構(gòu)造4.3.1系統(tǒng)總體設(shè)計方案動車組車輪對踏面，通過振動加速度傳感器故障監(jiān)測系統(tǒng)是安排在軌道上，車輪軸傳感器、車號識別系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實(shí)時跟蹤軸的垂直振動數(shù)據(jù)，車輛信息、車輛車號信息、實(shí)時數(shù)據(jù)分析處理，無論是通過車輛車輪的大小與失敗和失敗。動車組輪對踏面、振動加速度測試故障在線監(jiān)測系統(tǒng)，通過采集振動加速度傳感器安裝在跑道上后一輛車的車輪和鐵路站過程中振動信號，信號處理和分析，確定車輛輪對踏面與失敗和損傷程度。在動車運(yùn)行過程中，踏面失效和第一車輪對軌道的沖擊會產(chǎn)生振動波，并沿軌道以一定的速度衰減。根據(jù)十種信號的衰減情況，振動加速度傳感器在軌道不同位置探測到的能量必然不同。傳感器檢測到的能量與胎面破損的嚴(yán)重程度、車身重量、行駛速度和踏面碰撞位置有關(guān)。因此根據(jù)車輪軸位置傳感器來檢測輪對每個傳感器采集信號的時間和精力，可以即時影響踏面故障發(fā)生，然后對應(yīng)的振動信號能量補(bǔ)償，根據(jù)補(bǔ)償后的振動能量的大小，再通過故障輪的基本數(shù)學(xué)模型得到相同數(shù)量的胎面參數(shù)，比如故障危害度。根據(jù)設(shè)備的安裝位置，將輪對踏面故障監(jiān)測系統(tǒng)分為室內(nèi)和室外兩部分。室內(nèi)部分用于輪對踏面故障監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測結(jié)果的數(shù)據(jù)存儲和動態(tài)顯示，實(shí)時報警監(jiān)測系統(tǒng)診斷踏面故障信息，室內(nèi)部分主要包括機(jī)柜、抗干擾電源箱、數(shù)據(jù)管理中心和動態(tài)顯示中心。戶外部分主要是安裝在軌道上和軌道旁的設(shè)備，用于檢測動車組的車號信息，收集動車組的車軸位置信息，以及動車經(jīng)過時軌道的振動信號。選取停線運(yùn)輸?shù)诙壍郎系囊欢沃本€軌道作為胎面故障監(jiān)測系統(tǒng)的工作區(qū)域。要求工作區(qū)域內(nèi)車速在10-30km/h范圍內(nèi)，監(jiān)控系統(tǒng)的戶外部分安裝在監(jiān)控區(qū)域內(nèi)。室外部分包括振動加速度傳感器、軸位傳感器、信號識別、信號接入與數(shù)據(jù)處理中心、傳感器夾具、防護(hù)設(shè)備、防護(hù)箱等。傳感器檢測到的信號通過屏蔽電纜發(fā)送到鋼軌旁的室外保護(hù)箱，所有信號通過統(tǒng)一布線設(shè)備發(fā)送到信號調(diào)理設(shè)備和數(shù)據(jù)采集設(shè)備。安裝在外外保護(hù)箱內(nèi)的數(shù)據(jù)處理中心將傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，完成數(shù)據(jù)處理，最后將處理結(jié)果報告給內(nèi)外保護(hù)箱內(nèi)的數(shù)據(jù)存儲中心。4.3.2硬件配置故障監(jiān)測系統(tǒng)是集數(shù)據(jù)采集、故障診斷、結(jié)果顯示、實(shí)時報警于一體的綜合性系統(tǒng)。針對輪對踏面故障監(jiān)測系統(tǒng)，主要根據(jù)系統(tǒng)監(jiān)測目標(biāo)的特點(diǎn)、系統(tǒng)的實(shí)際需求、系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和可靠性對硬件進(jìn)行配置和選擇。主要包括傳感器、信號調(diào)理設(shè)備、數(shù)據(jù)采集卡、車號識別系統(tǒng)等。對于傳染器的選擇，振動加速度傳感器可以將輪軌碰撞過程中的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電信號，直接進(jìn)行分析。壓電式振動加速度傳感器能較好地滿足高頻信號的測量。但是一般壓電加速度傳感器的輸出量是電荷，電荷信號不能直接連接到數(shù)據(jù)采集卡上。因此，有必要使用電荷放大器將電荷信號轉(zhuǎn)換成電壓，然后將其發(fā)送到采集卡。本系統(tǒng)選用微型集成電路放大器的壓電加速度傳感器，集成了傳統(tǒng)的壓電加速度傳感器和電荷放大器，可以直接連接到信號調(diào)制器上，省去了中間電荷放大器。該集成電路放大器傳感器不需要對傳感器采集的信號進(jìn)行放大即可在系統(tǒng)中使用。該設(shè)計不僅簡化了測試系統(tǒng)，而且提高了測試精度和可靠性。對于信號調(diào)理器的選型，信用于在信號源和采集裝置之間對傳感器或放大器進(jìn)行非線性補(bǔ)償?shù)男盘栒{(diào)理裝置，如前置放大器、電荷放大器和電平轉(zhuǎn)換器。內(nèi)置IC壓電加速度傳感器和采集顯示設(shè)備之間一般不能直接連接，ICP壓電加速度傳感器不能直接使用恒壓源供電，需要提供典型值為24VDC/4mA的恒流源供電。電感耦合等離子體傳感器輸出信號和交流信號疊加在輸出偏置上，而不是正常的地基基準(zhǔn)電壓值上。由于上述兩個特點(diǎn)，ICP壓電加速度傳感器不能自動連接到數(shù)據(jù)采集板上，只能通過信號調(diào)制器供電和信號處理后才能與采集顯示裝置通信。

結(jié)論動車組是鐵路旅客運(yùn)營的常見載體，也是高速鐵路系統(tǒng)的主要組成部分。近年來，投入實(shí)際運(yùn)營工作的動車組數(shù)量也愈來愈多。合理的檢修計劃，不僅可以大幅度減少檢修等待時間，充分發(fā)揮動車組利用率，而且充分保障動車組可以安全、高效的投入生產(chǎn)運(yùn)營工作當(dāng)中，意義重大。文章從CRH2動車組輪對與軸箱檢修規(guī)程與檢修制度角度分析，聯(lián)系國內(nèi)實(shí)際運(yùn)營基本情況，針對在實(shí)際運(yùn)營過程中經(jīng)常出現(xiàn)的踏面故障情況，研究動車組檢修方法，有極大的理論價值。本文咨詢大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，綜合我國的實(shí)際情況，提出了踏面故障檢測方法，完成了總體設(shè)計的檢測系統(tǒng)根據(jù)檢測原理，最后建立了輪對踏面故障檢測平臺。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計的需要，根據(jù)所完成的工作由設(shè)備和工作原理，完成了主要硬件設(shè)備的選型。由于受時間、能力和個人的知識水平的限制，對問題的分析還不夠細(xì)致、深入，本人將在未來的工作中，繼續(xù)學(xué)習(xí)，深入研究，不斷進(jìn)取。

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