昆明地鐵輪對故障鏇修和計劃鏇修標(biāo)準(zhǔn)的研究分析

昆明地鐵輪對故障鏇修和計劃鏇修標(biāo)準(zhǔn)的研究分析摘要：地鐵電客列車在平凡啟停運行中，輪對容易出現(xiàn)異常磨損，在運營過程中需要及時對輪對進(jìn)行鏇修維護(hù)，費用是列車檢修的重要組成部分，頻繁鏇修會直接增加運營成本。關(guān)鍵詞：輪對踏面、故障鏇修、計劃鏇修第一章引言1.1輪對簡介昆明地鐵6號線列車由6節(jié)車組成，2節(jié)拖車和4節(jié)動車，單節(jié)車均由2個轉(zhuǎn)向架支撐，每個轉(zhuǎn)向架上安裝2根車軸，每個車軸上安裝2個車輪。輪對承受所有的靜態(tài)、動態(tài)載荷和導(dǎo)向等。1.2輪對維護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)小修規(guī)程中對檢修有明確規(guī)定，輪對踏面不允許有裂紋，踏面擦傷深度≤0.7mm；磨平長度≤30mm；凹槽長度≤30mm；剝離寬度≤10mm且長度≤20mm；車輪踏面輾邊≤6mm。單個輪徑差≤5mm，內(nèi)側(cè)距1351-1355mm。檢修作業(yè)中，當(dāng)經(jīng)向跳動、輪緣、輪徑等技術(shù)超過檢修技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，或者出現(xiàn)擦傷、剝離、裂紋、碾邊等尺寸超標(biāo)缺陷時，需對輪對進(jìn)行故障鏇修。第二章輪對尺寸超限分析輪對技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)尺寸是衡量車輪磨損程度的重要指標(biāo)，隨著地鐵車輛運行公里數(shù)的不斷增長，輪對的尺寸超標(biāo)和狀態(tài)變化會直接影響電客列車安全性和乘客舒適性。同時還會對軌道和車輛走形部件造成不利影響，縮短軌道和車輛走行部的使用壽命。因此為了提高乘客舒適性，降低車輛設(shè)備和軌道設(shè)施的維護(hù)成本，及早發(fā)現(xiàn)輪對尺寸和狀態(tài)的異常變化，并及時對其進(jìn)行鏇修是尤為重要的。本章就輪對尺寸和故障超限的原因進(jìn)行分析，對其可能造成的影響進(jìn)行分析，為后續(xù)的輪對鏇修策略提供依據(jù)。2.1輪緣厚分析輪緣為車輛在軌道上提供導(dǎo)向，列車過彎道或道岔時，輪緣與軌道會產(chǎn)生很大的沖擊力，輪緣厚度磨損超限會使輪緣變小容易斷裂，導(dǎo)致行車事故。經(jīng)統(tǒng)計輪緣厚度超限導(dǎo)致故障鏇修的比例占所有故障鏇修的71%。列車在運行一定里程數(shù)后，輪緣厚度因磨耗而變薄，從而引起輪緣厚度和QR值同時變小,根據(jù)輪軌關(guān)系的靜態(tài)力學(xué)習(xí)Nadal理論，，根據(jù)踏面形狀和載重，在運行中垂向和觸角均無法改變，輪緣潤滑裝置觸發(fā)后可減小摩擦系數(shù)，保護(hù)輪緣減少磨損。2.2徑向跳動超限徑向跳動是直接影響列車平穩(wěn)運行的標(biāo)準(zhǔn)。自開通以來輪對基本為徑向跳動超標(biāo)，少有軸向竄動超限的情況，故在此只對徑向跳動進(jìn)行分析。徑向跳動越大，車輪與鋼軌之間形成的沖擊越大，車輛振動越激烈，輪對使用壽命周期也越短，嚴(yán)重影響列車的平穩(wěn)運行，易造成轉(zhuǎn)向架異響、鋼簧斷裂等故障，故障鏇修時切屑的直徑也會增加，提高了運營成本。統(tǒng)計徑向跳動占所有故障鏇修的16%。2.3輪徑差超限當(dāng)左右輪徑超差時，車輪將向輪徑小的一側(cè)偏移，受力不均，造成踏面、輪緣偏磨的惡性循環(huán)，輪徑差越大，不平穩(wěn)性就越嚴(yán)重，造成惡性循環(huán)。因此踏面、輪緣均磨耗較快，使左右輪徑差進(jìn)一步加大，從而使偏磨現(xiàn)象更為突出，輪對偏磨加快，直至輪緣、踏面磨耗到限。同輪同架同節(jié)車輪徑差≤2mm、4mm、8mm，輪徑超差的進(jìn)行鏇輪處理。統(tǒng)計占所有故障鏇修的8%。2.4踏面損傷列車運行過程中，踏面承受著鋼軌的沖擊力和縱向、橫向蠕滑力，在這些力的作用下，踏面表層金屬會發(fā)生一定的塑性變形，造成踏面損傷。輪對的踏面損傷包括：擦傷、磨損、剝離、碾邊、裂紋等。而這些損傷會造成運行過程中輪對出現(xiàn)周期性跳動，不僅對鋼軌和車輛形成損傷，還會形成噪聲，更嚴(yán)重影響了車輛運行的平穩(wěn)性。統(tǒng)計踏面損傷占所有故障鏇修的5%。第三章輪對鏇修方案3.1計劃鏇修和故障鏇修標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合公司鏇輪設(shè)備與正線供車需求實際情況，列車輪對鏇修以計劃修為主，故障修為輔進(jìn)行鏇修，維持良好的輪軌關(guān)系與車輛走行部狀態(tài)，保證正線供車數(shù)。根據(jù)維修手冊規(guī)定計劃鏇修公里數(shù)須≤20萬公里：結(jié)合生產(chǎn)計劃和輪對踏面磨耗情況制定15-20萬公里之間進(jìn)行計劃鏇修。結(jié)合正線運營狀態(tài)制定計劃鏇修標(biāo)準(zhǔn)，鏇床測量輪緣厚度Sd≥32.3mm、Sd≤27mm鏇修，鏇修后標(biāo)準(zhǔn)29-32.2mm；計劃鏇修標(biāo)準(zhǔn)鏇床測量輪緣高度Sh≥31mm，鏇修后標(biāo)準(zhǔn)26.5-27.5mm；計劃鏇修標(biāo)鏇床測量徑向跳動徑向跳動≥0.15mm鏇修，鏇修后標(biāo)準(zhǔn)徑向跳動≤0.1mm；鏇修后同輪同架同節(jié)車輪徑差≤1mm、2mm、4mm。輪對踏面有輪對動態(tài)系統(tǒng)每日在線檢查，每三個月的測量檢查，半年鏇床測量檢查等諸多手段。測量工具和復(fù)測手段也多種，現(xiàn)使用的有機(jī)械、數(shù)顯、紅外線測量儀器等測量工具。便攜式測量工具超出技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)后調(diào)至鏇輪庫測量。故障鏇修標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)實際運營狀態(tài)和大量數(shù)據(jù)對比（手持測量和鏇床測量），制定故障鏇修標(biāo)準(zhǔn)，鏇床測量輪緣厚度Sd≥32.6mm、Sd≤27mm鏇修，鏇修后厚度29-32.2mm，鏇床測量輪緣高度Sh≥31mm鏇修，鏇修后26.5-27.5mm，鏇床測量徑向跳動徑向跳動≥0.45mm鏇修，鏇修后徑向跳動≤0.1mm；鏇修后同輪同架同節(jié)車輪徑差≤1mm、2mm、4mm。3.2計劃鏇修使用性總結(jié)實踐證明，大多數(shù)設(shè)備的故障率是時間的函數(shù)，其典型故障曲線稱為浴盆曲線。輪對也是一樣，早期由于輪軌關(guān)系尚未磨合，運行3-4萬公里故障率高達(dá)85%；批量鏇修后第二階段輪對和鋼軌狀態(tài)都相對穩(wěn)定，1-15萬公里故障低于5%；第三階段運行15-20萬公里磨耗加速達(dá)到45%，該階段由于磨損、疲勞、老化等而導(dǎo)致大面積故障。以上規(guī)律，對輪對15-20萬公里進(jìn)行計劃鏇修，可以避免大面積失效而導(dǎo)致生產(chǎn)任務(wù)壓力大運營無法正常開展的風(fēng)險。另因踏面磨耗的輪徑減少對輪對壽命影響較小，嚴(yán)重影響輪對壽命的主要因素是恢復(fù)輪緣厚度而鏇輪所帶來的踏面直徑減少。每次鏇修輪對時，每恢復(fù)1mm輪緣厚度，踏面直徑的減少量約為4mm，這是理論計算的最大值，因此在輪對尺寸尚未超標(biāo)，計劃性地對輪對進(jìn)行鏇修，科學(xué)管理，統(tǒng)籌安排，可以合理地減少踏面直徑的犧牲量。綜上，計劃鏇修就顯得尤為重要了。所以昆明地鐵采取計劃鏇修為主，故障鏇修為輔的鏇輪方案，借鑒其他地鐵公司經(jīng)驗，結(jié)合昆明地鐵的自身特點，每6個月對輪對進(jìn)行一次測量，15-20萬公里進(jìn)行一次計劃鏇修。3.3故障修與計劃修結(jié)合的優(yōu)越性針對昆明地鐵輪對鏇修方案的長期實踐和分析計劃修為主，故障修為輔的鏇修方案具有如下優(yōu)越性：若只進(jìn)行故障鏇修，異常故障會同時大面積爆發(fā)，每條線路只有一臺鏇床，每鏇修一列車需72h左右，因此會給鏇修工作生產(chǎn)計劃帶來較大壓力；計劃修與故障修相結(jié)合，在把同列車的各項參數(shù)值控制在合理的技術(shù)要求范圍內(nèi)的同時，避免了故障同時爆發(fā)。計劃鏇修量較小，統(tǒng)計計劃鏇修平均鏇修量直徑損約0.9mm,故障鏇修平均鏇修量直徑損失約1.6mm，計劃鏇修可有效延長輪對的使用壽命，有效節(jié)省運營成本；在車輪磨耗正常的情況下，盡可能地讓車輪故障爆發(fā)前進(jìn)行鏇輪，減少鏇輪次數(shù)，長期跟蹤，科學(xué)管理，統(tǒng)籌安排，避免列車因異常而頻繁下線等問題。第四章總結(jié)與展望本論文所進(jìn)行的研究分析在實際開展中雖然取得了一定成果，但還存在許多不足之處，需要繼續(xù)改進(jìn)和提高，進(jìn)一步需要研究的方向如下：鏇輪的部分?jǐn)?shù)據(jù)來自人工測量和輪對檢測系統(tǒng)，以上兩種測量均為點測量，無法完全保證磨耗數(shù)據(jù)的精確性，因此需尋找便攜式面測量工具，全面了解踏面磨耗情況，應(yīng)用于將來的輪對鏇修策略中；昆明地鐵現(xiàn)有輪對鏇修模式僅為故障修與計劃修結(jié)合，因鋼軌和輪對匹配情況隨時間變化而變化，計劃鏇修的鏇修周期須根據(jù)匹配情況進(jìn)一步優(yōu)化；進(jìn)一步分析因論經(jīng)變小，踏面模型是否需要選型為31mm或30mm型面進(jìn)行鏇修