第一篇：CRH5A型動車組軸溫誤報警故障原因分析及預防措施范文

CRH5A型動車組軸溫誤報警故障原因分析及預防措施

摘 要 主要對CRH5A型動車組軸溫檢測系統(tǒng)的組成、功能及工作原理進行闡述，對軸溫誤報警故障原因進行分析，并提出庫內(nèi)檢修預防措施及建議。

關鍵詞 動車組；軸溫；誤報警

中圖分類號：U266 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）06-0074-01

軸溫檢測系統(tǒng)是CRH5A型動車組的重要安全監(jiān)控設備，其工作穩(wěn)定性是保證動車組安全運行和鐵路正常運輸秩序的關鍵。自CRH5A型動車組投入營運以來，在運行途中因軸溫誤報警故障造成臨時停車所占比例較高，嚴重影響著動車組安全、正點運行，也長期困擾著全路配屬有CRH5A型動車組的運用檢修部門。本文對CRH5A型動車組軸溫檢測系統(tǒng)的組成、功能及工作原理進行了闡述，對軸溫誤報警故障原因進行了分析，并提出庫內(nèi)檢修預防措施及建議。CRH5A型動車組軸溫檢測系統(tǒng)的主要組成CRH5型動車組軸溫檢測系統(tǒng)主要由頭車I/O模塊、熱軸主機、SUT盒、集成傳感器、車下接線盒、以及連接這些設備的相關配線、網(wǎng)絡控制線等組成。CRH5A型動車組軸溫檢測系統(tǒng)各部件的功能、位置分布及工作原理

熱軸主機主要負責對軸溫系統(tǒng)供電和相鄰兩輛車采集的各軸箱集成傳感器溫度信號的處理。每列動車組的1車、3車、6車、0車配電柜內(nèi)各裝有一臺熱軸主機，其中1車熱軸主機負責1車和2車各軸箱集成傳感器溫度信號的處理；3車熱軸主機負責3車和4車各軸箱集成傳感器溫度信號的處理；6車熱軸主機負責5車和6車各軸箱集成傳感器溫度信號的處理；0車熱軸主機負責7車和0車各軸箱集成傳感器溫度信號的處理。各熱軸主機利用CAN線相互串聯(lián)在一起，并通過MVB線經(jīng)由充電機、衛(wèi)生間相互連接，與兩端頭車的TCMS（舒適）構成通訊，最終通過司機室RIOM在顯示屏上顯示溫度值，另不同的是在1車和0車上各設有一個輸入輸出模塊（I/O），實現(xiàn)熱軸主機與BPS屏間的信號傳輸。

SUT盒相當于一個數(shù)模轉換器，將模擬信號轉換為數(shù)字信號，在每個轉向架上裝有2個SUT盒，分別為SUT1盒和SUT2盒，結構互為冗余。相鄰兩輛車（四個轉向架）上的所有SUT1盒利用CAN線1相互串聯(lián)在一起，與熱軸主機形成通訊，而終端SUT1盒利用CAN線1與熱軸主機連接進行信號反饋，形成一個閉合通訊環(huán)路。同理，相鄰兩輛車（四個轉向架）上的所有SUT2盒利用CAN線2相互串聯(lián)在一起，與熱軸主機形成通訊，而終端SUT2盒利用CAN線2與熱軸主機連接進行信號反饋，形成一個閉合通訊環(huán)路。

集成傳感器主要由熱敏電阻組成，通過溫度變化來改變電流采集原始模擬信號，每個軸箱裝有一個集成溫度傳感器，分別為PT1000 1和PT1000 2，結構互為冗余，每個轉向架上的所有PT1000 1與SUT1盒連接形成通訊。同理，每個轉向架上的所有PT1000 2與SUT2盒連接形成通訊。

軸溫監(jiān)測系統(tǒng)車下位置分布圖 CRH5A型動車組軸溫誤報警故障現(xiàn)象

1）BPS屏軸溫系統(tǒng)警示燈點亮，監(jiān)控屏顯示軸溫正常。

2）BPS屏軸溫系統(tǒng)警示燈點亮，監(jiān)控屏顯示軸溫跳變或“？”。

3）BPS屏軸溫系統(tǒng)警示燈顯示正常，監(jiān)控屏顯示軸溫跳變。

4）BPS屏軸溫系統(tǒng)警示燈顯示正常，監(jiān)控屏顯示軸溫為“？”。CRH5A型動車組軸溫誤報警故障原因分析

1）軸溫檢測系統(tǒng)網(wǎng)絡信號傳輸異常。

2）軸溫檢測系統(tǒng)設備本身故障，如熱軸主機、SUT盒、集成傳感器等。

3）SUT盒本身及連接SUT盒的航空插頭密封不良，雨雪天氣容易進水短路。

4）線路屏蔽效果差，信號傳輸受干擾造成軸溫跳變。

5）集成傳感器安裝座螺絲松動，造成連接插松動接觸不良。

6）軸箱端蓋內(nèi)部碳粉及油跡對集成傳感器的信號采集有所干擾。庫內(nèi)檢修預防措施及建議

1）堅持車載數(shù)據(jù)下載分析。每次運行入庫后下載車載TCMS數(shù)據(jù)，對軸溫系統(tǒng)故障信息進行分析處理；對熱軸主機利用軟件監(jiān)控軸溫信號傳輸狀態(tài)及溫度顯示狀態(tài)。

2）改變安裝在轉向架上的SUT盒位置。對SUT盒本身及連接SUT盒的航空插頭涂打密封膠防水，并將SUT盒的安裝位置移至車體艙內(nèi)部。

3）增加檢修項點。在利用18萬公里檢修對空心軸探傷時，對軸端集成傳感器安裝狀態(tài)進行檢查，并擦拭傳感器上的油跡及碳粉；對軸溫檢測系統(tǒng)各接插件插頭處線路屏蔽層進行檢查。

參考文獻

[1]劉建國.高速鐵路概論[M].北京：中國鐵道出版社，2009.[2]李芾，安琪，王華.高速動車組概論[M].成都：西南交通大學出版社，2008.[3]王樹賓.動車組網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的研究[D].北京：北京交通大學，2008.

第二篇：動車組故障分析及改進方法（范文模版）

摘 要

轉向架是動車組安全、可靠運行的關鍵部件，轉向架的維修是動車組可靠安全高效運行的必要保障。當轉向架出現(xiàn)故障時，如果不能及時維修，嚴重的會導致系統(tǒng)運營中斷，甚至威脅人們的生命及財產(chǎn)安全;如果維修不當，可能導致“維修不足”或“維修過?！薄ｈb于此本文以動車組轉向架為研究對象，對其維修決策過程的維修方式確定、計劃維修周期、視情維修時機三個環(huán)節(jié)，分別建立數(shù)學模型，運用維修決策理方法，有效地解決維修方式不當，計劃維修不足或維修過剩以及視情維修時機不準確等問題，為動車組轉向架的修程修制優(yōu)化提供理論依據(jù)。

在總結分析動車組轉向架主要結構特點及功能原理基礎上，分析影響維修決策過程的因素，劃分維修模型，對相應模型故障率演化規(guī)律進行分析。建立轉向架重要功能部件評估模型，為轉向架關鍵零部件的維修方式?jīng)Q策提供參考依據(jù)?；趧榆嚱M轉向架實際維修過程中出現(xiàn)的“維修不足”或“維修過?！钡默F(xiàn)狀，建立動車組轉向架在預防計劃性維修中的故障率演化模型，并建立在一個周期內(nèi)和一個大修周期內(nèi)的計劃性維修周期決策模型，以單位時間維修費用最小為目標函數(shù)針對視情維修時機不準確的問題，建立威布爾比例強度模型描述轉向架壽命分布與伴隨變量之間的關系，運用物理規(guī)劃法，保證可靠度和單位時間維修費用在期望區(qū)間內(nèi)，求解最優(yōu)的維修閡值，確定最優(yōu)視情維修時機。

通過建立的重要功能部件評估模型，確定轉向架子系統(tǒng)中重要功能部件的排序及維修方式，為實際動車組轉向架零部件的維修方式優(yōu)化提供了理論參考;運用建立的計劃維修周期決策模型，得到轉向架在一個大修周期內(nèi)的最優(yōu)維修周期及維修次數(shù)，降低了大修期內(nèi)的維修次數(shù)，減少了人力財力的消耗，增加了動車組實際運營時間;運用威布爾比例強度模型和維修閡值，結合歷史故障統(tǒng)計數(shù)據(jù)，得到轉向架視情維修時機決策圖和維修時機建議，所得到的結論與實際現(xiàn)場維修決策基本一致。

因此，本文所做的動車組轉向架維修決策研究為其修程修制的優(yōu)化提供了良好的理論依據(jù)，所建立的維修決策模型也同樣適用其它復雜系統(tǒng)的維修決策研究。關鍵詞:轉向架;維修方式?jīng)Q策;計劃維修周期決策

目 錄 第1章 緒論.........................................................1 1.1課題研究背景及意義...........................................1 1.2維修決策國內(nèi)外應用研究現(xiàn)狀...................................2 1.3論文主要研究內(nèi)容與技術路線...................................5 第2章 動車組轉向架維修決策理論基礎.................................8 2.1轉向架概述...................................................8 2.2維修決策概述................................................10 第3章 動車組轉向架維修方式?jīng)Q策....................................13 3.1維修方式概述................................................13 3.2動車組轉向架維修方式........................................13 結 論..............................................................16 展望...............................................................17 參考文獻...........................................................18 致謝................................................................................................................................................23

第1章 緒論

1.1課題研究背景及意義

隨著“一帶一路”概念的提出以及實施方案的落實，相應“一帶一路”區(qū)域的交通運輸?shù)男枨笠踩找嬖鲩L，加快高鐵建設己成為解決日益增長交通運輸?shù)男枨蟮闹饕緩?。隨著大量的動車組列車投入使用，優(yōu)質(zhì)的維修和管理并保證動車組列車安全、可靠、高效、經(jīng)濟地運營，無疑成為當前迫切需要解決的問題。

科學合理的修程修制是動車組高效、安全、經(jīng)濟運營的重要保證。對于現(xiàn)有國產(chǎn)動車組的修程修制方案，很大程度上是綜合和延續(xù)引進的國外動車組的修程修制，沒能全面考慮國內(nèi)動車組具體運營條件，目前的修程修制方案仍需要進一步根據(jù)國內(nèi)的具體運營條件進行完善。通過對我國動車組目前的維修現(xiàn)狀調(diào)研，發(fā)現(xiàn)動車組維修的技術政策是“在預防計劃修的前提下，逐步實施視情維修、換件修和關鍵零部件的專業(yè)化集中修”，其中預防計劃修屬于預防性維修范疇。但通過對動車組歷史可靠性數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，實際維修決策和管理實施過程中，大部分還是延承歷史經(jīng)驗，沒有系統(tǒng)的運用可靠性與維修決策理論方法作為指導，最終導致動車組在出現(xiàn)故障時未能進行及時的維修或進行了提前維修，從而未能保證動車組故障得到有效地預防的同時也增加了維修成本。

本文研究的目的是在以可靠性理論為基礎，維修思想為指導，對動車組轉向架關鍵零部件的維修決策進行研究，主要從維修方式確定、計劃維修周期優(yōu)化和視情維修閡值的優(yōu)化三方面，結合維修決策方法和建立相應的維修決策模型，從而得到最優(yōu)的維修策略，從而解決轉向架維修中“維修不足”或“維修過剩”以及維修時機不恰當?shù)膯栴}。

最終實現(xiàn)以下幾個方面的意義:(1)盡量減少轉向架在維修過程中的“維修不足”或“維修過?！?，保持轉向架固有可靠度，提高使用可靠度;(2)盡量避免故障發(fā)生，降低單位時間內(nèi)的維修費用;(3)以最少資源消耗保證轉向架可用度要求，延長其在線使用壽命;(4)為動車組轉向架修程修制的優(yōu)化提供可行的理論依據(jù)。

1.2維修決策國內(nèi)外應用研究現(xiàn)狀

1.2.1維修決策國內(nèi)外應用研究現(xiàn)狀

根據(jù)所查文獻，目前的維修決策應用研究主要集中在模糊理論在維修決策上的應用、系統(tǒng)重要功能部件的評估、維修周期的優(yōu)化決策研究以及維修決策支持系統(tǒng)的研究四方面，涉及的應用領域包括軍事、船舶、航空、機械以及軌道列車的運用維修中。其具體的應用研究如下:(1)模糊理論在維修決策上的應用通過將層次分析方法和模糊理論相結合，解決在維修決策過程中影響因素模糊問題。將系統(tǒng)的可靠度函數(shù)取為模糊集，基于定義的模糊集推導出維修集，包括役齡因子、維修因子以及維修成本三方面，進而根據(jù)對應的維修決策準則計算最優(yōu)的維修周期及對應的維修方式。崔建國等人針對在飛機維修保障過程中，專家知識運用不合理，從而引起的維修不當問題，創(chuàng)建基于灰色模糊與層次分析的多屬性飛機保障維修決策模型。徐輝運用灰色馬爾科夫和灰色關聯(lián)分析的神經(jīng)網(wǎng)絡法對設備的動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)進行故障分析，估算設備剩余壽命，從而進行維修決策研究。顧煌炯等提出將嫡權法和層次分析法結合解決發(fā)電設備的維修方式?jīng)Q策的問題。

陶基斌等針對視情維修過程中的維修方式優(yōu)化問題，運用BP神經(jīng)網(wǎng)絡方法，以維修影響因素的隸屬度為輸入，最終維修等級為輸出，根據(jù)輸出結果選取最優(yōu)的維修方式。王凌針對視情維修的建模和優(yōu)化問題進行研究，并運用模糊優(yōu)化算法對不同決策目標下的設備進行維修決策優(yōu)化。在建立以可靠性數(shù)據(jù)為基礎的專家系統(tǒng)時，運用模糊推理算法，計算每種故障模式發(fā)生的概率以及故障后果影響程度的大小，從而避免嚴重故障的發(fā)生，優(yōu)化修程修制。劉宇[川針對傳統(tǒng)設備中故障的兩態(tài)假設，提出復雜系統(tǒng)的多態(tài)維修決策理論以及模糊多態(tài)復雜系統(tǒng)的可靠性建模理論，運用模糊多態(tài)元件的維修決策方法，建立維修決策模型，進而為模糊多態(tài)元件的維修決策提供理論指導。

(2)系統(tǒng)重要功能部件的評估系統(tǒng)重要功能部件的評估一般用重要度衡量，代表部件在對應系統(tǒng)中的重要程度，是故障率、故障后果、故障維修費用、可維修性等各種因素的綜合度量。趙登福等同時考慮到設備狀態(tài)及系統(tǒng)風險建立輸電設備的重要度評估模型，從而確定實時的重要功能部件，為輸電設備的狀態(tài)維修決策提供依據(jù)。董玉亮等選擇屬性加權和作為部件重要功能部件評估的指標，運 用本征向量法計算出不同影響因素的權重，同時使用蒙特卡洛法仿真模擬，通過統(tǒng)計分析得到系統(tǒng)各部件的重要程度排序，最終實現(xiàn)重要功能部件的評估。李國正等采用改進的層次分析法進行地鐵車輛子系統(tǒng)的重要度評估，通過分析影響重要度評價的因素，計算重要度評估值，確定重要子系統(tǒng)，為地鐵車輛的維修決策提供了參考。高萍等在己建立的設備重要度評估模型的基礎上運用蒙特卡洛算法，來降低評估過程中主觀數(shù)據(jù)的影響，從而為進一步科學的維修決策提供理論參考依據(jù)。

(3)維修周期的優(yōu)化決策研究維修決策用于預防計劃維修中，主要包括對設備最佳維修周期的決策以及最優(yōu)設備檢測時間長度。等基于可靠性和馬爾可夫鏈建立了電力設備的維修周期模型，并運用遺傳算法求解維修周期的最佳值，從而最小化維修費用。馬颯颯等建立混合粒子群和蟻群優(yōu)化算法的群智能優(yōu)化策略，應用在混聯(lián)系統(tǒng)的預防性維修周期優(yōu)化問題上，提高了優(yōu)化尋優(yōu)的效率。俞秀蓮等考慮故障發(fā)展規(guī)律對維修周期的影響，引入役齡回退因子，以可靠度和總成本最小為約束條件建立維系周期優(yōu)化模型。毛昭勇等引入役齡回退因子描述維修后的系統(tǒng)性能，并重點對不同計劃維修周期下總體維修費用隨著計劃維修次數(shù)的變化進行研究，從而優(yōu)化維修周期。謝慶華等以可靠性為狀態(tài)參數(shù)，使維修費用率最小為原則下優(yōu)化維修周期。等通過建立部件單位時間成本內(nèi)函數(shù)，在成本函數(shù)取最小值的前提下，優(yōu)化部件的大修周期、大修周期的檢修次數(shù)以及維修間隔。陳城輝等針對軌道交通行車關鍵設備中的可修復和不可修復的設備，提出壽命數(shù)據(jù)分布檢驗方法，并以單位時間維修成本最低為優(yōu)化目標建立了維修周期優(yōu)化模型。運用馬爾可夫理論建立維修費用率函數(shù)，并令其去最小極值進而優(yōu)化求解狀態(tài)檢測周期。蔣太立以RCM為理論基礎，在不同的決策目標下建立維修周期決策模型，并運用MATLAB軟件編寫了維修決策的軟件界面。

(4)維蟹決策文持殺統(tǒng)陰研兒將維修決策研究成果同計算機相結合，實現(xiàn)研究成果的軟件化是維修決策研究應用到實踐的必要環(huán)節(jié)。目前很多專家和學者在所在研究領域上設計開發(fā)出對應的維修決策支持系統(tǒng)。郝晉峰等為預防自行火炮故障并縮短維修時間，實現(xiàn)有針對性的對自行火炮進行維修，并保證維修效果的前提下，在自行火炮維修中引入了基于狀態(tài)的維修，設計并開發(fā)了自行火炮狀態(tài)維修決策支持系統(tǒng)。周尚文將系統(tǒng)的壽命數(shù)據(jù)、信息工程同維修決策支持系統(tǒng)三 3 者聯(lián)合，設計開發(fā)出了智能管理優(yōu)化設備維修的維修決策支持系統(tǒng)。王險峰結合數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、模型庫系統(tǒng)以及知識庫系統(tǒng)，設計并開發(fā)了“三位一體”的維修決策支持系統(tǒng)。胡岳鵬以列控設備為研究對象，設計列控設備的數(shù)據(jù)存儲模型，實際狀態(tài)預測及評價模型，并綜合上述模型設計以數(shù)據(jù)倉庫為支撐的維修決策支持系統(tǒng)。朱清香針對維修決策支持系統(tǒng)中總體內(nèi)容進行模塊化研究，分別包括確定決策目標，重要件的判定及分析，非重要功能部件的處理、實際運行轉臺監(jiān)測。董玉亮運用以可靠性為中心的維修思想，對發(fā)電設備進行重要度評價，針對故障風險、設備的綜合狀態(tài)以及對狀態(tài)的預測驚醒研究，并建立設備的維修決策模型，同時將所建立模型軟件化，設計發(fā)電設備的運行與維修智能決策支持系統(tǒng)，從而為發(fā)電設備的維修人員提供輔助維修決策工具。1.2.2維修決策

在動車組上的應用研究現(xiàn)狀隨著近年來軌道高速列車的發(fā)展，維修決策建模和優(yōu)化技術在動車組列車上也逐步得到了應用，據(jù)所查文獻，主要應用研究如下:康健等對我國現(xiàn)行鐵路的列控設備，以列控設備維修費用最小為目標函數(shù)，以可用度要求和故障風險為約束，建立維修決策優(yōu)化模型，運用蒙特卡洛仿真方法求解最優(yōu)維修周期。但其假設列控設備維修后的可靠度和故障率沒有變化，事實上設備隨著設備的每次維修，列控設備的可用度也逐漸降低，即每次的維修并不能保證設備整體修復如新。

王靈芝根據(jù)以可靠性為中心的維修分析方法，分別從判定設備重要功能部件、建立壽命分布模型、評價及預測設備運行狀態(tài)、確定維修周期以及檢測周期幾方面進行研究，并建立相應的模型，并將研究成果軟件化，設計并開發(fā)智能維修決策支持系統(tǒng)考慮到動車組復雜系統(tǒng)部件間的相關性，包括經(jīng)濟相關性、故障相關性、結構相關性。楊曉帆重點考慮系統(tǒng)動車組零部件間的經(jīng)濟相關性進行分析，以動車組維修率最小為目標，建立多部件維修決策模型，通過模型求解，得出最優(yōu)的維修方案，從而很大程度上降低動車組的實際維修費用。但考慮經(jīng)濟相關性的同時未能同時保證系統(tǒng)的使用可用度的要求。

孫研婷根據(jù)以可靠性為中心的維修的邏輯分析方法，重點對動車組的重要功能部件進行評價、建立零部件壽命分布模型，針對關鍵零部件維修周期的確定進行研究，同時以動車組維修優(yōu)化決策思想為基礎，將建立的優(yōu)化模型軟件化，最 4 終設計并開發(fā)出智能的維修決策支持系統(tǒng)，通過實例分析應用驗證所建立模型的可行性和所建模型的有效性。趙金方針對動車組負責零部件提出了基于基于RCM的狀態(tài)維修決策模型以及基于維修費用最小的計劃維修決策模型，并運用編程軟件對模型進行軟件化，建立維修決策支持系統(tǒng)。

孫研婷根據(jù)以可靠性為中心的維修的邏輯分析方法，重點對動車組的重要功能部件進行評價、建立零部件壽命分布模型，針對關鍵零部件維修周期的確定進行研究，同時以動車組維修優(yōu)化決策思想為基礎，將建立的優(yōu)化模型軟件化，最終設計并開發(fā)出智能的維修決策支持系統(tǒng)，通過實例分析應用驗證所建立模型的可行性和所建模型的有效性。趙金方針對動車組負責零部件提出了基于基于RCM的狀態(tài)維修決策模型以及基于維修費用最小的計劃維修決策模型，并運用編程軟件對模型進行軟件化，建立維修決策支持系統(tǒng)。

1.3論文主要研究內(nèi)容與技術路線

1.3.1主要研究內(nèi)容

本文以動車組轉向架關鍵零部件為研究對象，針對當前動車組轉向架維修中“維修不足”或“維修過?！奔耙暻榫S修時機不準確問題，對轉向架關鍵零部件的維修方式進行決策，并對預防性維修中的計劃周期進行優(yōu)化決策，對視情維修的決策閡值優(yōu)化決策。具體工作及研究內(nèi)容包括以下幾個方面:(1)第一章主要介紹課題研究的背景和意義，維修決策理論國內(nèi)外應用研究現(xiàn)狀綜述，同時介紹了維修決策理論在動車組上的應用研究現(xiàn)狀，針對現(xiàn)行轉向架維修過程“維修不足”或“維修過?！奔耙暻榫S修時機不準確問題，提出本文的研究對象、目的、方法和思路。

(2)第二章對本文的研究對象動車組轉向架的結構組成、工作原理、主要功能分析進行論述;對維修決策基本的基本內(nèi)容進行分析闡述，給出作為維修決策信息輸入的常用可靠性指標及相互轉化關系，并對應用廣泛的威布爾分布模型進行簡介;給出維修模型的分類以及其相應的故障率演化規(guī)律。

(3)第三章是確定動車組轉向架的維修方式。給出維修方式?jīng)Q策的邏輯決策模型，對于重要功能部件的確定，運用層次分析法和蒙特卡洛模擬方法相結合的方式確定重要功能部件的權重，進而根據(jù)維修方式?jīng)Q策準則確定動車組轉向架零 部件的維修方式;最后以實例證明了上述方法的有效性，為下一步不同維修方式下維修活動決策打下基礎。

(4)第四章基于動車組轉向架實際維修過程中往往出現(xiàn)的“維修不足”或“維修過乘”的現(xiàn)狀，并綜合役齡遞減因子和故障率遞增因子，提出動車組轉向架在預防計劃性維修中故障率的演化規(guī)律，分別建立在一個周期內(nèi)和一個大修周期內(nèi)的計劃性維修周期決策模型，并分別以可靠度和可用度要求為約束條件，建立維修周期優(yōu)化決策模型，并運用MATLAB軟件中的遺傳算法模塊進行模型的優(yōu)化求解。最后運用實例分析證明了所建立模型的可行性和有效性。

(5)第五章針對動車組轉向架中的關鍵重要部件的視情維修，引入威布爾比例強度模型對實時狀態(tài)進行描述，給出維修決策條件，進而根據(jù)實時監(jiān)控數(shù)據(jù)決策維修時機;針對維修決策閡值的確定，引入物理規(guī)劃法在保證可靠度和單位時間內(nèi)維修費用最小的約束下，求得最優(yōu)的維修閡值，進而得出維修決策曲線的上下控制限;根據(jù)實時狀態(tài)信息的輸入，對比維修決策條件曲線，從而實施維修活動，最后運用歷史監(jiān)控數(shù)據(jù)驗證所提出模型的有效性。

(6)最后對文章整體研究內(nèi)容進行總結，得出研究結論以及本維修決策中有待進一步研究的內(nèi)容和方向。1.3.2技術路線

本文在對動車組轉向架維修決策研究過程中，采用的研究方法涵蓋統(tǒng)計學范疇、可靠性工程理論、維修工程學范疇以及計算機模擬技術。從實際過程中存在的問題出發(fā)，遵循理論研究為基礎、模型建立為手段和應用驗證為實踐方式三者相結合的基本原則，對課題進行研究的整體技術路線如圖1.1所示。

圖1.1論文整體技術路線

第2章 動車組轉向架維修決策理論基礎

2.1轉向架概述

轉向架是支承車體并擔負動車組沿著軌道走行的支承走行裝置，是動車組的重要組成部分之一，其結構是否合理直接影響動車組的運行品質(zhì)、動力性能和行車安全。

2.1.1動車組轉向架結構組成

動車組轉向架主要任務是承載、牽引、緩沖、導向和制動，一般由下列主要部分組成:(1)構架:主要用來承受和傳遞各種載荷，是轉向架的基礎骨架，是轉向架各個零部件的安裝平臺;(2)輪對:通過車輪的回轉實現(xiàn)車輛在鋼軌上的運行，通過輪軌間的茹著產(chǎn)生牽引力，通過輪軌間的摩擦產(chǎn)生制動力，并通過輪對將列車自身的重力傳遞給鋼軌;(3)軸箱及定位裝置:保證輪對與構架聯(lián)接的關節(jié)，同時保證輪對自身回轉運動，也保證輪對能夠適應線路不平順等線路條件。

(4)彈簧懸掛裝置:主要由彈簧和阻尼器組成，既可以用來平衡分配軸重，也可以緩和由于不平順線路造成的對車輛的沖擊，從而促進車輛在軌道上平穩(wěn)運行，并保證車輛通過曲線時使轉向架能相對于車體轉動靈活;(5)車體與轉向架間的縱向牽引裝置:傳遞車體與轉向架之間的垂向力和縱向力。

(6)基礎制動裝置:通過制動缸產(chǎn)生制動力，經(jīng)杠桿系統(tǒng)增大，傳遞給閘瓦或閘片，通過制動盤或車輪踏面，使列車施行制動停車;(7)驅動機構:將動力裝置產(chǎn)生的動力通過齒輪減速裝置傳遞給輪對，驅動輪對轉動。

2.1.2動車組轉向架系統(tǒng)工作原理及功能分析

動車組動力轉向架的主要能量轉換過程為:將電能轉化為機械能。工作原理為:通過電力驅動，齒輪箱運轉帶動輪對滾動，軸箱和定位裝置實現(xiàn)了將輪對的滾動轉化為車體沿著軌道的平動;彈簧懸掛裝置用來減小線路不平順，并緩解輪對與鋼軌間的振動給車體帶來的不利影響;運用基礎制動裝置，傳遞并放大制動 缸的制動力，使閘瓦與輪對之間的內(nèi)摩擦力轉換為輪軌之間的外摩擦力(即制動力)，進而實施制動。轉向架的基本功能為承載、牽引、緩沖、導向和制動。

(1)承載:承受轉向架上部所有重量，并使軸重分配均勻;(2)導向:保證車輛在運行過程中順利通過線路曲線;(3)緩沖:由于彈簧裝置，使其減震特性良好，能夠緩和線路不平順對車輛的沖擊，保證車輛具有良好的運行平穩(wěn)性;(4)牽引:保證一定的車輪與軌道間的茹著力，同時將車輪與鋼軌接觸處的輪周牽引力傳遞給車體、車鉤，從而牽引列車行進;(5)制動:產(chǎn)生需要的制動力，使車輛在規(guī)定的距離內(nèi)和時間內(nèi)減速或停車。如圖1.1所示，為動車組轉向架系統(tǒng)的功能框圖。

圖1.1動車組轉向架系統(tǒng)的功能框圖

2.2維修決策概述

2.2.1維修決策簡介

維修(Maintenance，根據(jù)GB/T3187-9439〕是為保持或恢復產(chǎn)品處于能執(zhí)行其規(guī)定的技術狀態(tài)所進行的所有技術和管理，包括監(jiān)督活動。系統(tǒng)在使用過程中受載荷和環(huán)境作用，其組成部件不可避免的會出現(xiàn)劣化、故障及失效，從經(jīng)濟、安全、質(zhì)量和效率方面考慮，維修是恢復可修系統(tǒng)功能的過程。隨著現(xiàn)代工程系統(tǒng)的復雜化和大型化，系統(tǒng)建造成本顯著增加，在大幅度提高生成效率和生產(chǎn)質(zhì)量的同時，對社會安全的作用和環(huán)境的影響越來越大。維修可以使系統(tǒng)持續(xù)保持其安全性、可靠性和生產(chǎn)質(zhì)量，節(jié)約全壽命成本，提高服役效率，延長使用壽命。決策C Decision，是人們?yōu)榱藢崿F(xiàn)一定的目標，根據(jù)特定的環(huán)境條件尋找、擬定、分析、比較可能的行動方案，并作出選擇的過程。

維修決策是以維修思想為指導，結合現(xiàn)代決策方法，對不同維修策略下的維修目標進行建模和維修參數(shù)的優(yōu)化。其根本目的是:在保證系統(tǒng)安全性和可靠性的前提下，綜合權衡維修成本及收益，進而確定并調(diào)整維修時機以及維修計劃，最終實現(xiàn)及時、高效并經(jīng)濟的維修。維修決策的過程并非單一的決策過程，整個過程中涉及到很多其它相關學科的信息作為決策信息的輸入，如圖1.2所示，為維修決策理論同相關學科的關系

圖1.2維修決策理論同相關學科的關系示意圖 2.2.2維修決策影響因素

一個完整的維修決策主要受到以下六方面因素的影響:(1)維修對象不同的維修對象對維修決策有以下兩方面影響: ①系統(tǒng)結構類型結構類型可分為單部件系統(tǒng)、多部件組合系統(tǒng)和大型復雜系統(tǒng)，一般情況下，系統(tǒng)的結構類型越復雜，對應建模和維修決策的難度就越大。

②系統(tǒng)故障狀態(tài)系統(tǒng)的故障狀態(tài)有二態(tài)系統(tǒng)(正?；蚬收?和多態(tài)系統(tǒng)之分，系統(tǒng)的故障狀態(tài)越多，維修決策模型建立越復雜，維修決策結果的求解就不容易。

(2)維修影響因素

①維修過程占用的時間模式系統(tǒng)維修所用時間是影響維修成本關鍵，目前在維修決策建模過程中，維修時間占用模式可分為三種類型:維修瞬間完成的、維修時間是常數(shù)以及維修時間是隨機的。一般的建模過程均假設維修是瞬間完成的，但隨著建模技術的進步，計算機求解功能的強化，以及維修決策過程科學化程度不斷增強，在維修建模中逐步假設維修時間是常數(shù)或是隨機的。

②維修成本分析維修成本包括計劃維修成本、非計劃維修成本、直接維修成本以及間接維修成本，維修成本的大小是影響維修決策效果的關鍵因素。

③檢測條件檢測條件一般分為連續(xù)檢測、定時檢測以及隨機檢測。不同的檢測條件同視情維修決策有緊密關系，同時為維修決策提供的信息儲備也是不同的，也影響視情維修時機的準確度;但隨著檢測條件的技術含量提高，提高決策精確的同時，也增加了維修成本。

(3)決策目標 ①可用度目標

可用度是可用性的概率衡量標準?？捎眯允侵缚尚蕻a(chǎn)品在某時刻具有或維持規(guī)定功能的能力。系統(tǒng)在某一時間段內(nèi)正常工作時間與總的時間比為系統(tǒng)可用度。一般計算公式為:}OMTBFMTBF+MTTR(2.8)其中，MTBF為正常工作時間;MTTR為平均維修時間。

②費用目標維修過程中需要消耗備件、材料以及工時，同時故障引起的誤工成本及經(jīng)濟損失，以及不及時維修造成的其他損失都屬于維修費用的范疇。因此，在分析維修費用時一般需要考慮三方面的費用:第一是直接維修費用，包括預防性維修費用和修復性維修費用兩類;第二是故障損失費用;第三是由預防 11 性維修或修復性維修而進行停機的損失費用。

實際的維修過程中，系統(tǒng)零部件在不同狀態(tài)下的維修費用是不同的，狀態(tài)越惡劣維修費用就越高。維修費用與部件之間的狀態(tài)關系一般通過比例強度模型、統(tǒng)計分析和專家信息得到。

③風險目標

是指保證故障的發(fā)生概率在期望的范圍內(nèi)，一般將風險目標作為約束條件來處理。設定的維修決策目標不同，維修決策優(yōu)化結果也不盡相同，以下為常用的幾種決策目標:(4)維修決策方法

目前維修決策建模過程中常用的方法包括數(shù)學模型方法、人工智能方法以及仿真方法。其中，數(shù)學模型方法是指參照某種事物的特征、結構相互間關系，運用形式化的數(shù)學語言近似的表達的一種數(shù)學方法。通俗的說就是是將系統(tǒng)從現(xiàn)實中抽離，實現(xiàn)對客觀事物特定屬性的近似反映。人工智能方法主要運用人工智能中的對確定性東西的判斷和不確定性因素的判斷，典型人工智能方法有:退火算法、啟發(fā)式算法、遺傳算法、決策樹機制、神經(jīng)網(wǎng)絡等。

(5)決策變量維修決策過程中常用的決策變量有:維修間隔、維修措施以及維修等級。其中維修間隔又可以表達為工作時間、循環(huán)次數(shù)、工作里程、日歷時間、啟動次數(shù)等。

(6)維修評估通過確定維修方案、維修策略、明確維修目標、選定決策方法以及優(yōu)化決策變量后，要對維修工作實現(xiàn)的效果進行整體的評價，進而確定維修方案的可行性。本章小結

本章介紹了轉向架的基本結構組成、工作原理，并對轉向架進行系統(tǒng)功能分析，給出其基本功能框圖;對維修決策理論基本概念進行介紹，對維修決策信息輸入中可靠性信息涵蓋的常用可靠性指標做了介紹，并用圖示表示可靠性指標的相互轉化關系，對應用廣泛的威布爾分布進行簡介;并對影響維修決策過程的六個影響因素進行闡述，具體包括:維修對象、維修影響因素、決策目標、決策方法、決策變量以及維修評估;對維修類型的分類以及相應的模型下的故障率演化進行了說明，為下面的維修周期決策和視情維修決策提供理論依據(jù)。

第3章 動車組轉向架維修方式?jīng)Q策

3.1維修方式概述

維修方式是指為保證系統(tǒng)在運用過程中滿足期望的可靠性要求的前提下，對預防性維修加以控制的不同形式以及方法的統(tǒng)稱。為了保證設備在使用中處于一定的可靠性水平范圍內(nèi)，主要從兩個方面進行控制:一方面是弄清設備故障的演化規(guī)律，從而決策維修時機;另一方面是控制故障發(fā)生后引起的故障后果，從而有針對性的進行維修。本章從動車組轉向架的維修方式分類入手，給出其維修方式的邏輯決策模型，并運用層次分析法和蒙特卡洛算法相結合進行重要功能部件的評估，實現(xiàn)動車組轉向架重要功能部件的維修方式?jīng)Q策。

3.2動車組轉向架維修方式

通過實際調(diào)研，對于動車組轉向架這類復雜系統(tǒng)，按照維修時機和維修目的的不同，目前較通用維修方式分類為兩大類，如圖2.1所示。

圖2.1動車組轉向架維修方式分類

3.2.1修復性維修方式

修復性維修(Corrective Maintenance CM，是指“系統(tǒng)在發(fā)生故障后，為了保證能夠維修效果滿足規(guī)定狀態(tài)進行的全部活動，可能包括:定位故障、隔離故障、結構分解、零件更換、重新組裝以及檢測等”。同意表達有:被動維修、事后維修、故障后維修以及排除故障維修。廣義的說即是允許故障發(fā)生后再進行相關維修的維修方式都屬于修復性維修的范疇。對于動車組轉向架中，對于不影響列車整體運行安全和運營任務的故障可繼續(xù)使用，待運營結束后統(tǒng)一維修。(1)能充分利用零件壽命;(2)不做預防性維修，降低了維修成本;修復性維修的缺點是:(1)由于故障發(fā)生具有隨機性，因此無法提前安排維修，備件的數(shù)量也無法控制，往往造成較大的停機損失;(2)為保證運行需求，往往需要搶修，容易造成列車維修不足，進而危及行車安全;(3)對于維修人員、備件以及維修工具需要隨時處于待命狀態(tài);修有陣雛修的什占早.3.2.2預防性維修方式

預防性維修(Preventive Maintenance PM，是指“通過對產(chǎn)品的系統(tǒng)檢查、檢測和發(fā)現(xiàn)征兆以防止故障發(fā)生。使其保持在規(guī)定狀態(tài)所進行的全部活動。它包括:調(diào)整、潤滑、定期檢查和必要的修理等”。目的是提早發(fā)現(xiàn)故障，防患于未然。預防性維修具體適用于故障后果危及行車安全以及生命財產(chǎn)安全情況 預防性維修又可分為兩類。(1)計劃性維修計劃維修(Planning Maintenance PM)通常也稱定期維修、定時維修，指“以上次檢測后經(jīng)歷的工作小時數(shù)或日歷時間為依據(jù)對產(chǎn)品進行維修”。對于動車組轉向架而言，計劃維修主要以轉向架的關鍵零部件的使用時間和走行公里作為維修時間點。計劃維修的優(yōu)點是: ①定時維修，有利于保持產(chǎn)品性能和部件安全;②能提前安排維修所需備件材料和人員，降低非計劃維修產(chǎn)生的人工加班成本;③減少了二次損傷，減少維修成本。計劃維修的缺點是: ①定時進行維修，維修活動增多，導致成本提高;②計劃維修可能會引起不必要的維修，帶來成本提高;③計劃維修可能會損壞相鄰部件;④只適用于壽命分布規(guī)律己知并確有耗損期的系統(tǒng)。(2)視情維修方式

視情維修(On Condition Maintenance OCM，指“對產(chǎn)品參數(shù)值及其變化進行連續(xù)、間接或定期的監(jiān)測，以確定產(chǎn)品的狀態(tài)，檢測性能下降，定位其故障或 14 失效部位記錄和追蹤失效的過程和時間的一種維修”。對于動車組轉向架系統(tǒng)而言，主要是指根據(jù)轉向架的實際技術狀態(tài)來決定維修實際和維修項目。即不規(guī)定部件的維修期限，不固定拆卸分解范圍，而是采用一定的狀態(tài)監(jiān)測技術對產(chǎn)品可能發(fā)生功能故障的各種物理信息進行周期性檢測、分析、診斷，以此推斷設備狀態(tài)，根據(jù)狀態(tài)發(fā)展過程安排預防性維修。適用于耗損故障初期有明顯劣化癥候，并且故障危及系統(tǒng)安全的昂貴系統(tǒng)。視情維修實施的事實基礎是大部分故障的發(fā)生存在一個發(fā)展過程，即不會瞬間發(fā)生。實踐中主要采用檢測技術手段來識別潛在故障征兆，及時采取措施，預防故障的發(fā)生，避免不良后果的發(fā)生。

研究人員針對轉向架從開始出現(xiàn)可被檢測到的潛在故障征兆到其發(fā)展為功能故障(F點)的整個過程，給出了如圖2.2所示的曲線。從圖中可以看出，轉向架故障的發(fā)展過程中可以分為三個階段:

圖2.2轉向架故障發(fā)展過程

本章小結

本章首先對動車組轉向架這類復雜系統(tǒng)維修方式做了一般性分類，給出了動車組轉向架的維修方式邏輯決策的模型，其中的關鍵就是對動車組轉向架重要功能部件的確定;然后運用層次分析法和蒙特卡洛模擬方法相結合的方法確定重要功能部件的權重，得出轉向架子系統(tǒng)的重要功能部件排序，進而根據(jù)維修方式邏輯決策模型及相應維修要求確定動車組轉向架關鍵零部件的維修方式;最后以實例證明了上述方法的有效性。

結 論

本文在借鑒國內(nèi)外維修決策研究成果的基礎上，通過對國內(nèi)動車組轉向架的運行及維修情況調(diào)研，針對動車組轉向架維修方式不當，“計劃維修不足”或“維修過剩”以及視情維修時機不準確的問題，建立或完善相關維修決策模型，經(jīng)過上述研究，得到如下結論:(1)對于動車組轉向架維修方式的決策，給出維修方式邏輯決策模型，問題轉化為對轉向架重要功能部件的評估，文中首先運用層次分析法確定影響轉向架各子系統(tǒng)重要程度的影響因素的權重，綜合專家評分，建立重要度評估模型，運用蒙特卡洛仿真算法隨機產(chǎn)生一組(0 1)之間的隨機數(shù)，按照從大到小的順序賦值給按照層次分析法所得的影響因素從高到低權重排序的影響因素，作為影響因素的權重，代入重要度評估模型，得到一種重要功能部件排序，經(jīng)過多次仿真模擬，得到轉向架的重要功能部件的排序，運用維修方式邏輯決策模型確定轉向架重要功能部件的維修方式。實例分析應用證明了方法的有效性，對輪對等關鍵重要部件的維修方式?jīng)Q策也符合實際情況，為實際維修方式的優(yōu)化決策提供了理論依據(jù)。

(2)通過分析動車組運行過程中可能出現(xiàn)的修復性故障以及更換性故障，提出故障維修后系統(tǒng)的故障演化規(guī)律模型，建立任一計劃維修周期以及一個大修周期內(nèi)的保證可靠度和可用度要求的維修周期優(yōu)化模型，引用遺傳算法進行優(yōu)化求解。運用歷史監(jiān)控數(shù)據(jù)進行實例分析，將實際的預防性維修周期時間上延長了一萬公里，大約to天左右，在保證相同的可用度和可靠度的前提下，減少了維修費用，同時降低了人力和物力的消耗，增加了動車組的實際的運營時間。該模型的運用為實際動車組轉向架計劃維修周期的決策提供了參考。(3)對于動車組轉向架視情維修時機的決策，運用物理規(guī)劃法在保證可靠度在期望范圍內(nèi)的同時確保維修費用率最低，求得最優(yōu)的維修決策閡值，進而根據(jù)實時狀態(tài)信息的輸入，確定維修時機。同時實例分析表明，運用歷史監(jiān)控信息可確定動車組轉向架的維修時機，并與實際現(xiàn)場的10組維修決策數(shù)據(jù)進行對比，兩者基本一致，證明了所建立模型的可行性和有效性。引用的方法以及建立的模型為動車組轉向架整體的修程修制優(yōu)化提供了可信的理論依據(jù)。

展望

動車組轉向架維修決策的研究工作開展過程中，首先是在實際的運營維護過程中發(fā)現(xiàn)問題，有了較好的研究背景，才會驅動維修決策的進一步研究。為進一步做好動車組轉向架的維修決策研究，還需要從以下幾個方面加強:(1)在維修決策過程中，動車組的運行、故障、維修等數(shù)據(jù)信息是一切分析和決策的基礎，然而工程實際中，這類數(shù)據(jù)的收集卻是道難題，盡管有的車輛段對部分故障及維修信息進行了收集記錄，但往往未加統(tǒng)計分析歸類，因此建立完善的維修信息管理系統(tǒng)是未來的必然趨勢。

(2)對動車組轉向架的視情維修保證了系統(tǒng)整體的可靠性和運營高效性，但由于要求對系統(tǒng)零部件的實時狀態(tài)監(jiān)測一方面提高了系統(tǒng)的維護費用，另一方面對維修操作的技術人員的要求更高，這往往限制了視情維修的應用，因此也為系統(tǒng)的故障診斷技術以及狀態(tài)監(jiān)測技術提出了更高的要求。

(3)本文中對轉向架的故障分布假設為兩參數(shù)的威布爾分布，隨著維修決策研究的深入，運用三參數(shù)威布爾分布甚至混合威布爾分布模型將逐步成為研究趨勢?？傊?，對于動車組轉向架這類結構復雜、狀態(tài)多樣的設備，面臨的維修決策問題也非一成不變的，也非一朝一夕的時間能夠解決的，需要我們遵循理論與實踐相結合，逐步探索，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，進而實現(xiàn)更優(yōu)的維修決策結果。

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致謝

兩周的金工實習生活即將結束，在何老師與曹老師的指導下，我的專業(yè)知識得到了全方面的提升，為課題研究和進展打下了堅實的基礎。同時在思想上、生活上曹老師也給予我以無微不至的關懷，在此，向尊敬的何老師致與曹老師以最崇高的敬意和最誠摯的感謝!最后感謝所有幫助過我的朋友和同學，愿你們前程似錦!23

第三篇：CRH2A型動車組車鉤故障分析及處理措施

CRH2A型動車組車鉤故障分析及處理措施

摘 要：CRH2A統(tǒng)型動車組在檢修運用過程中，多次發(fā)生重聯(lián)失敗，通過對動車組重聯(lián)過程的原理、車鉤組件結構、現(xiàn)場故障車鉤的檢查情況分析，有效的解決了動車組重聯(lián)故障。

關鍵詞：動車組；重聯(lián)；車鉤；限位開關；卡滯；故障概述

自2013年CRH2A統(tǒng)型動車組投入重慶北動車所運用以來，動車組根據(jù)客流變化采用單編、重聯(lián)兩種模式運營，常需要重聯(lián)、解編作業(yè)。在動車組重聯(lián)的過程中，發(fā)生多起重聯(lián)不到位故障，影響了正常的鐵路運輸秩序。本文通過對CRH2A統(tǒng)型動車組重聯(lián)原理、前端車鉤組件結構、現(xiàn)場故障車鉤的檢查情況分析，制定出幾項措施，有效地解決了CRH2A統(tǒng)型動車組重聯(lián)不到位的故障。問題提出

2016年4月26日，重慶北動車所CRH2A-2336（01）+2274（00）動車組庫內(nèi)重聯(lián)作業(yè)，發(fā)現(xiàn)CRH2A-2336列01車機械鉤指針指示未完全到位，限位開關觸點未動作，電鉤未伸出，重聯(lián)未成功，導致動車組未按時出庫。動車組重聯(lián)原理

3.1 前端車鉤連掛系統(tǒng)原理及操作方法

CRH2A統(tǒng)型動車組頭尾兩端安裝有前端車鉤緩沖裝置，用于實現(xiàn)動車組之間的機械、電氣和風路的自動連接和自動分解，并可以手動分解。主要由連掛系統(tǒng)、緩沖系統(tǒng)、安裝吊掛系統(tǒng)、電氣連接器 等幾個模塊組成?？稍诙虝r間內(nèi)實現(xiàn)機械、氣路和電氣的自動連掛分解和手動分解。

連掛系統(tǒng)采用了10型機械車鉤，配置了電氣車鉤承載機構和風管連接器；緩沖器采用大容量氣液緩沖器、環(huán)簧和橡膠軸承，拉伸方向的緩沖通過環(huán)簧和橡膠軸承來實現(xiàn)，壓縮方向的緩沖通過氣液緩沖器和橡膠軸承來實現(xiàn)，可以滿足高速連掛時的能量吸收功能；安裝吊掛系統(tǒng)采用橡膠支持和機械對中方式，可以提供鉤緩裝置的水平支撐和機械對中，同時保證鉤緩裝置的轉動性。

連掛系統(tǒng)用于實現(xiàn)車輛間的機械和風路的連接，同時承載電氣車鉤實現(xiàn)電路連接，是前端車鉤緩沖裝置的主要部件。該系統(tǒng)分別由機械車鉤、電氣車鉤承載裝置兩大部分組成，由以下部件組成：1.接線盒組成；2.手動解鉤組成；3.UC閥；4.導引桿組成；5.鉤舌；6.MRP閥；7.連掛桿；8.主軸組成；9.BP閥；10.解鉤氣缸組成。

動車組重聯(lián)時，動車組機械車鉤首先進行連掛，車鉤凸錐滑入對方車鉤的凹錐中，凸錐觸發(fā)鎖閉機構，棘輪離開鎖閉位置，鉤舌板和鉤舌桿在拉伸彈簧的作用下以樞軸為中心發(fā)生順時針（從上向下看）旋轉，鉤舌桿和鉤舌板相互彼此嚙合，完成連掛，此時棘輪從鉤體外殼伸出。在機械車鉤的側面安裝有機構指示器，該裝置可以探測到車鉤的連掛狀態(tài)，如解鉤、連掛，并將連掛狀態(tài)以通斷的電信號方式傳遞到車體。該裝置將機械車鉤內(nèi)部連掛零部件的動作轉移到車鉤側面的解鉤手柄上，在解鉤手柄轉軸下部安裝有兩個行程開關，通過與旋轉軸同心的凸輪旋轉控制行程開關的通斷，來實現(xiàn)對連掛狀態(tài)的檢測。紅色標記對準。

解鉤風管（UC）可以實現(xiàn)兩車鉤之間解鉤氣路的連通，這兩個連接器分別安裝于車鉤連掛面下部，當車鉤分開時，鉤舌桿和鉤舌板在外力的作用下（UC解鉤氣缸動作或者手動拉動解鉤手柄）順時針（從上向下看）轉動，將棘輪拉入車鉤頭外殼的機構山與鉤鎖嚙合。

3.2 動車組重聯(lián)控制邏輯

動車組重聯(lián)控制邏輯是由可編程序控制器（PLC）進行?？删幊绦蚩刂破骺刂??象有車頭蓋罩的開閉；車頭蓋罩的鎖定的上鎖、解鎖；連結切換器的切換；電連接器聯(lián)解；空氣管開閉器的開閉等。

動車組重聯(lián)過程可通過MON屏進行監(jiān)控，動車組MON屏“聯(lián)掛準備就緒”鍵變?yōu)辄S色，可操縱動車組以不超過 5km/h 的速度連接車鉤。

動車組重聯(lián)過程中，01車前端車鉤正常連掛PLC動作流程：

（1）操作01車司機連掛按鈕；（2）PLC收到連掛按鈕信號后，輸出開頭罩解鎖指令；（3）PLC收到頭罩鎖開鎖成功指令后，輸出開頭罩指令；（4）PLC收到頭罩開罩完成指令后，輸出開頭罩鎖指令；（5）PLC收到頭罩鎖指令完成后，輸出解切換器指令；（6）PLC收到解切換器到位指令后，輸出解電連接器指令；（7）PLC收到電連接器到位指令后，?出測距指令，MON屏“聯(lián)掛準備就緒”鍵變?yōu)辄S色；（8）操縱動車組進行連掛并連接車鉤，PLC收到機械鉤連接完成指令，輸出空氣管開指令；（9）PLC收到空氣管開到位指令后，輸出聯(lián)電連接器；（10）PLC通過電連接器收到他編組電連接器動作到位指令后，聯(lián)切換器；（11）PLC收到聯(lián)切換器到位指令后，輸出“聯(lián)掛完成”，MON自動跳變。

動車組重聯(lián)過程中，00車前端車鉤正常連掛PLC動作流程：

（1）操作00車司機連掛按鈕；（2）PLC收到連掛按鈕信號后，輸出開頭罩解鎖指令；（3）PLC收到頭罩鎖開鎖成功指令后，輸出開頭罩指令；（4）PLC收到頭罩開罩完成指令后，輸出開頭罩鎖指令；（5）PLC收到頭罩鎖指令完成后，輸出解切換器指令；（6）PLC收到解切換器到位指令后，輸出解電連接器指令；（7）PLC收到電連接器到位指令后，MON屏“聯(lián)掛準備就緒”鍵變?yōu)辄S色；（8）操縱他組動車組進行聯(lián)掛并連接車鉤，PLC收到機械鉤連接完成指令，輸出空氣管開指令和聯(lián)電連接器；（9）PLC收到空氣管開和聯(lián)電連接器到位指令后，輸出聯(lián)切換器指令；（10）PLC收到聯(lián)切換器到位，通過電連接器收到他編組電連接器動作和他組聯(lián)切換器到位指令后，輸出“聯(lián)掛完成”，MON自動跳變。故障原因分析

4.1 故障車鉤檢查情況

通過PLC控制邏輯及CRH2A-2336列01車電鉤未動作情況，可初步判定因CRH2A-2336列01車前端車鉤故障導致未重聯(lián)成功，對故障車鉤進行拆解發(fā)現(xiàn)：（1）機械鉤主軸內(nèi)存在較多油泥，機械鉤動作卡滯；（2）機械鉤動作限位開關臟污，有銹蝕情況，動作卡滯。

第四篇：動車組轉向架故障原因及改進方法

摘要

安全是鐵路運輸?shù)挠篮阒黝}，客車安全又是鐵路安全的重中之重。旅客列車作為復雜系統(tǒng)集成，任何細小的故障隱患，都將可能造成無法估量的損失。本論文以 25K 型客車 CW-2 型轉向架的故障統(tǒng)計數(shù)據(jù)作為分析依據(jù)，統(tǒng)計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營線路、季節(jié)氣候、運行里程以及維修水平等多方面因素，運用數(shù)據(jù)統(tǒng)計以及相關性分析，確定出影響客車走行部故障主要的相關因素以及故障模式。合現(xiàn)場作業(yè)實際，本論文選取了客車走行部維修班組作為基于風管理維修策略的實施對象。根據(jù)“管理規(guī)范化”的要求，融合崗位安全職責、基本作業(yè)過程、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)場風險管理實際的《檢車員崗位風險控制說明書》；根據(jù)“作業(yè)標準化”的要求，客車走行部故障模式、事故基本事件、安全風險點、基本作業(yè)過程以及質(zhì)量標準，修訂完善出具有操作性的《25K 型客車轉向架流程風險辨析指導書》。通過對基于 25K 型客車 CW-2 型轉向架故障統(tǒng)計以及因素相關性分析，運用故障模式故障樹分析，基本事件的風險辨析、評估和層級防控，完善了分級管理、預警預控的客車維修策略，確保了現(xiàn)場安全作業(yè)管理的全面、準確、有效，進一步提高了客車維修水平。

關鍵詞:CRHIn型動車組;轉向架構架;車軸齒輪箱;轉向架軸承

I

目 錄

摘要.............................................................................................................................I 第1章.緒論..................................................................................................................1

1.1轉向架的總體概括.........................................................................................1 1.2故障案例分析.................................................................................................1 1.3故障原因分析.................................................................................................2 第2章轉向架的結構....................................................................................................3

2.1轉向架由那些組成.........................................................................................3 2.2轉向架的結構圖.............................................................................................3 2.3輪對踏面壓到異物后的異響.........................................................................3 2.4管路泄露故障引發(fā)的異響.............................................................................3 2.5油壓減振器引發(fā)的異響.................................................................................3 2.6 自動車鉤偏移引發(fā)的異響............................................................................4 第3章.轉向架的作用..................................................................................................6

3.1轉向架的歷史.................................................................................................6

3.1.1準高速客車型.....................................................................................6 3.1.2高速型.................................................................................................7 3.2轉向架的主要作用.........................................................................................7 第4章 轉向架的故障分析..........................................................................................9

4.1動車轉向架故障類型分析.............................................................................9 4.2動車組轉向架故障原因分析.......................................................................12 4.2.1部件設備漏油分析...........................................................................12 4.3制動裝置故障分析.......................................................................................12 4.4其他零部件的故障分析...............................................................................12 4.5動車組轉向架的故障模式、致命性分析(FMECA).....................................13 第5章.動車組轉向架軸承的檢測技術與處理........................................................14 5.1動車組轉向架軸承故障診斷的基本內(nèi)容...................................................14 5.2動車組轉向架軸承故障監(jiān)測常用技術.......................................................14 5.3機車車輛軸承故障機理分析.......................................................................16 5.3.1軸承故障的振動原因.......................................................................16 5.3.2動車組轉向架軸承缺陷產(chǎn)生的特征頻率........................................16 結束語..........................................................................................................................18 參考文獻：..................................................................................................................19

第1章.緒論

1.1轉向架的總體概括

轉向架是軌道車輛結構中最為重要的部件之一，其主要作用如下： 1）轉向架是車輛的一個獨立部件，在轉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）轉向架的結構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，減小振動和沖擊，減小動應力，提高車輛運行平穩(wěn)性和安全性。

4）充分利用輪軌之間的粘著，傳遞牽引力和制動力，放大制動缸所產(chǎn)生的制動力，使車輛具有良好的制動效果，以保證在規(guī)定的距離之內(nèi)停車。

5）車輛上采用轉向架是為增加車輛的載重、長度與容積、提高列車運行速度，以滿足鐵路運輸發(fā)展的需要；

1.2故障案例分析

動車組在檢修時發(fā)現(xiàn)有部分構架組成制動吊座表面有損傷現(xiàn)象，損傷狀態(tài)主要呈現(xiàn)麻點狀損傷(片狀麻點，深度小于1 mm)、線性損傷1(長度貫穿吊座安裝面，寬度小于0.5 mm，深度約0.1 mm)、線性損傷2(長度小于10 mm，寬度約2 mm，深度小于0． 5mm)、面狀損傷(長度約10 mm，寬度約5 mm，深度小于0.5mm)四種現(xiàn)象，具體如圖1 ～ 4 所示。

圖1 麻點狀損傷 圖2 線性損傷1

圖3 線性損傷2 圖4 面狀損傷

2012年6月2日D6242次CRH1092A運行途中隨車機械師發(fā)現(xiàn)05車A架異響，出動熱備車組替換CRH1092A回動車所后對05車A端轉向架進行落輪檢查，落輪后手動旋轉05車2軸4位軸箱軸承時，可以聽到軸承內(nèi)部有異音。隨后對軸承進行分解，內(nèi)圈和滾子組件油脂狀況：后擋側（A）保持架上有金屬。

圖5 后擋側（A）保持架

外圈滾道狀況 :A側外圈滾道面承載區(qū)有約90°范圍的剝離區(qū)（見圖 5）。外圈滾道狀態(tài) ：A側外圈滾道承載區(qū)下方約90°范圍剝離剝離區(qū)內(nèi)可見與滾子接觸形狀和間距對應的原始剝離區(qū)域，非剝離有其它點狀異物壓痕，且非承載區(qū)較輕。由此可見該轉向架異響是由軸承外圈滾道剝離造成的。

1.3故障原因分析

通過匯總動車組轉向架在運行中出現(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)為動車組運行達到一定速度后發(fā)出固定頻率的異響，通過隨車機械師途因福州動車段發(fā)現(xiàn)的軸承故障造成的異響均在故障初發(fā)階段，軸溫升高尚未達到報警界限，所以在監(jiān)控動車組狀態(tài)的 IDU 上未能發(fā)現(xiàn)該（故障），此故障較難發(fā)現(xiàn)，要在一定速度才會發(fā)出異響，需隨車機械師認真甄別。其產(chǎn)生的主要原因為：[1]軸承材質(zhì)問題；[2]熱處理不良；[3]局部外傷、銹蝕、偏載或過載；[4]材質(zhì)正常疲勞破壞。

（2）輪對踏面擦傷、剝離或局部凹入引發(fā)的異響故障表現(xiàn)為運行過程中走行部發(fā)出固定頻率的響聲，并引起車輛振動。運行速度越快，響聲頻率越高；擦傷、剝離長度越長，響聲越大。這類故障較易發(fā)現(xiàn)。踏面擦傷是動車運行中制動力過大、抱閘過緊，車輪在鋼軌上滑行，踏面局部被磨成平面。

第2章轉向架的結構

2.1轉向架由那些組成

轉向架的附屬裝置，輪對電機組裝，構架，一系彈簧懸掛裝置，二系彈簧懸掛置牽引裝置，電機懸掛裝置基礎制動裝置，手制動裝置和砂箱等組成。

2.2轉向架的結構圖

圖2 2.3輪對踏面壓到異物后的異響

故障表現(xiàn)為某一轉向架輪對踏面壓到鋼上的異物后發(fā)出一聲巨響，因堅硬異物造成輪對踏面局部凹入而發(fā)出固定頻率的異響。

2.4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 IDU 所報故障信息進行判斷，漏量小可通過隨車機械師途中巡視或地勤機械師入庫檢查作業(yè)發(fā)現(xiàn)。其主要原因為車組經(jīng)長時間運行震動或運行途中管路遭異物擊打，使管路連接處出現(xiàn)松動、變形，導致管路中的壓力空氣漏泄發(fā)出異響。

2.5油壓減振器引發(fā)的異響

其主要原因為車組在轉彎時車體兩邊出現(xiàn)高度差情況下（特別是左右空氣彈簧壓力差超過 20kpa 以上時），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)生嚴重偏磨或漏油則屬于故障。

2.6 自動車鉤偏移引發(fā)的異響

在動車組運行中，通過曲線時自動車鉤支架左右彈簧位置發(fā)生偏移，導致晃動產(chǎn)生共所發(fā)出間斷的敲擊聲，此為正?，F(xiàn)象。（1）車鉤的結構特點

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；結構強度高；自動對中功能。(2)車鉤的結構圖見圖3

圖3 4

（3）原送料皮帶存在的問題

在用戶使用過程中，發(fā)現(xiàn)送料機構問題不少。由于每邊采用(根3帶，兩邊共有6根，換帶時間長6雖然皮帶的型號是一樣的，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，更換起來特別費勁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)濟損失大，用戶的意見非常大。（4）新型送料皮帶的優(yōu)點

為了改變這種狀況，對送料機構進行了改造。去掉原來的3帶，重新設計了一種新式帶。因為這種帶的內(nèi)面帶有凸起的糟形，使得帶在垂直位置工作時，靠凸起的槽形定位，不會改變位置，而向下掉，相應的帶輪也改成中間有一槽。配合情況這種帶實際上是由平帶和 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，也不會出現(xiàn)松緊的現(xiàn)象。送料過程中也不會出現(xiàn)停頓，更換也非常方便。更為重要的是，這種帶的厚度增加（相對平皮帶來說），帶的壽命大大增加。5

第3章.轉向架的作用

3.1轉向架的歷史

20世紀50年這個時期，我國首次自行設計了轉向架，主要型號有101、102、103型，是21型客車使用的導框式轉向架，構造速度是100km/h，其結構復雜，笨重，運行性能差，現(xiàn)已淘汰!70年代，四方廠研制了U型結構的206型轉向架，浦鎮(zhèn)廠研制了H型構架的209轉向架。206型轉向架采用側部中梁下凹的U型構架，干摩擦導柱式軸箱定位裝置，帶橫向拉桿的小搖動臺式搖枕彈簧懸掛裝置，雙片吊環(huán)式單節(jié)長搖枕吊桿外側懸掛以及吊掛式閘瓦基礎制動裝置等，結構可靠，運行平穩(wěn)，磨損少，檢修方便，1993年開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)點的縱向牽引拉桿，形成206G型轉向架，后加裝盤型制動裝置，形成206P型轉向架。

209轉向架是浦鎮(zhèn)廠在205轉向架的基礎上研制的，于1975年開始批量生產(chǎn)。它采用H型構架，導柱式軸箱定位裝置，搖動臺式搖枕彈簧懸掛裝置，長吊桿，構架外側懸掛，兩高圓彈簧，搖枕彈簧帶油壓減振器，吊掛式閘瓦基礎制動裝置等。1980年后，又生產(chǎn)了具有彈性定位套的軸箱定位結構和牽引拉桿裝置的209T轉向架。在此基礎上，還生產(chǎn)了采用盤型制動的209P轉向架。

在209T轉向架的基礎上，浦鎮(zhèn)廠又開發(fā)了供雙層客車使用的209PK轉向架，其構造速度為160km/h。主要有以下方面的改進：采用盤型制動和單元制動缸，取消踏面制動；設空重調(diào)整閥；采用空氣彈簧和高度調(diào)整閥；安裝抗側滾扭桿；保留了搖動臺結構。209PK 轉向架（P 代表盤型制動，K 代表空氣彈簧）在這段時期內(nèi)，我國還制造了少量用于公務車的三軸轉向架，在原德意志民主共和國進口的軟座，軟臥車上采用了 211 等型號的轉向架。

3.1.1準高速客車型

1994 年，四方廠、長客廠、浦鎮(zhèn)廠相繼研制出了 206WP、206KP、CW-2、209HS 轉向架，在廣深線動力學試驗中最高時速達到了 174km/h，這些轉向架的研制成功，標志著我國客車轉向架技術上了一個新臺階。

206KP、206WP 轉向架是四方廠為廣深線準高速客車和發(fā)電車設計的轉向架，二者除中央懸掛部分和構架側梁全旁承支重；中央懸掛為有搖動臺結構；設帶橡

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，抗側滾扭桿；軸箱懸掛系統(tǒng)設垂直油壓減振器；基礎制動裝置為單元盤型制動，設電子防滑器；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向架，例如浦鎮(zhèn)廠的PW-200轉向架，長客廠的CW-200轉向架，四方廠的SW-200、SW-220K轉向架等。PW-200轉向架（PW代表PuzhenWork）是在209HS轉向架的基礎上重新研制的，它優(yōu)化了一系和二系懸掛參數(shù)；采用了無磨耗的橡膠堆軸箱彈性定位裝置；采用高速輕型輪對；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制動裝置；優(yōu)化了結構設計。

SW-200 轉向架結構與 SW-160 轉向架基本相同，其改進如下：優(yōu)化了一系、二系懸掛系數(shù)；采用軸盤式基礎制動裝置，適用于200km/h的高速列車。該轉向架在1998年6月的鄭武線動力學試驗中最高時速達到了240km/h。在這一階段，長客廠生產(chǎn)了我國第一臺 CW-200 型無搖枕轉向架。其構架采用4塊鋼板拼焊，橫梁采用無縫鋼管，與側梁連通作為附加空氣室，中央懸掛。

3.2轉向架的主要作用

轉向架是承載車體重量和傳遞走行動力的導向部件，是大型養(yǎng)路機械的重要組成部分，其主要作用如下：

1）承載車體重量轉向架作為一個獨立的走行裝置，它直接支撐車體，承受和傳遞車架以上各部分（車體，車架，動力傳遞裝置及作業(yè)裝置等）的重量。2）傳遞走行動力把輪軌接觸處產(chǎn)生的輪軸牽引力，以及通過曲線時輪軌之間的橫向作用力傳至轉向架構架，經(jīng)過減震環(huán)節(jié)再傳向車體，同時，轉向架引導車輛在線路上運行。

3）曲線通過轉向架可相對車體回轉，其固定軸距也較小，故能使車輛順利通過半徑較小的曲線，并大大減少車輛的運行阻力。

4）提高車輛的運行平穩(wěn)性轉向架的結構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，減小振動和沖擊，使車體在各振動方向上的位移量減小，提高車輛運行平穩(wěn)性和安全性。

5）保證必要的粘著力和制動力，充分利用輪軌之間的粘著，傳遞牽引力和

制動力，放大制動缸所產(chǎn)生的制動力，使車輛具有良好的制動效果，以保證在規(guī)定的距離之內(nèi)停車。

6）便于檢修，轉向架是車輛的一個獨立部件，在轉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，推出，便于檢修，有利于勞動條件的改善和檢修質(zhì)量的提高。

7）轉向架的主要技術要求，轉向架是大型養(yǎng)路機械的主要組成部分之一，它用來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。轉向架結構性能的好壞，直接影響大型路養(yǎng)機械的牽引能力、運行品質(zhì)、輪軌磨耗和運行安全。

第4章 轉向架的故障分析

4.1動車轉向架故障類型分析

在分析產(chǎn)品故障時，一 般是從產(chǎn)品故障的現(xiàn)象入手，通過故障現(xiàn)象（故障模式）找出原因和故障機理。對機械產(chǎn)品而言，故障模式的識別是進行故障分析的基礎之一。

由于故障分析的目的是采取措施、糾正故障，因此在進行故障分析時，需要在調(diào)查、了解產(chǎn)品發(fā)生故障現(xiàn)場所記錄的系統(tǒng)或分系統(tǒng)故障模式的基礎上，通過分析、試驗逐步追查到組件、部件或零件級（如螺母）的故障模式，并找出故障產(chǎn)生的機理。

故障的表現(xiàn)形式，更確切地說，故障模式一般是對產(chǎn)品所發(fā)生的、能被觀察或測量到的故障現(xiàn)象的規(guī)范描述。

故障模式一般按發(fā)生故障時的現(xiàn)象來描述。由于受現(xiàn)場條件的限制，觀察到或測量到的故障現(xiàn)象可能是系統(tǒng)的，如制動系統(tǒng)不能制動；也可能是某一部件，如傳動箱有異常響聲；也可能就是某一具體的零件，如油管破裂等。因此，針對產(chǎn)品結構的不同層次，其故障模式有互為因果的關系。

故障模式不僅是故障原因分析的依據(jù)，也是產(chǎn)品研制過程中進行可靠性設計的基礎。如在產(chǎn)品設計中，要對組成系統(tǒng)的各部分、組件潛在的各種故障模式對系統(tǒng)功能的影響及產(chǎn)生后果的嚴重程度進行故障模式、影響及危害性分析，以確定各種故障模式的嚴酷度等級和危害度，提出可能采取的預防改進措施。因此將故障的現(xiàn)象用規(guī)范的詞句進行描述是故障分析工作中不可缺少的基礎工作。

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)中的列車號主要是從002A到190A；車輛編號是從1車廂到8車廂；二級系統(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)、供風系統(tǒng)、內(nèi)裝系統(tǒng)、轉向架系統(tǒng)7大系統(tǒng)；各系統(tǒng)的故障百分比如表1所示。

由表1可知轉向架系統(tǒng)在整個動車組系統(tǒng)中故障頻率所占有效百分比達20％以上。根據(jù)轉向架系統(tǒng)的結構特點和功能，將轉向架劃分為懸掛裝置、架構組成。輪對軸箱定位裝置、排障裝置、驅動裝置、制動裝置、轉向架配管及配線等。

表1 二級系統(tǒng)頻率分布的輸出結果

制動夾鉗安裝槽底部的加工刀痕是新造時遺留的質(zhì)量問題，在制動夾鉗檢修工藝文件中并未規(guī)定該部位細化的檢修要求。據(jù)此完善制動夾鉗檢修工藝文件，增加了安裝槽底部檢查及打磨工藝要求，在檢修過程中須檢查制動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。對于安裝槽底部有異物的，須打磨清除;對于安裝槽底部存在明顯加工刀痕的，使用細砂紙打磨消除刀痕，保證安裝槽底部的平面度。同時要求將檢修過程出現(xiàn)的問題在后續(xù)新造產(chǎn)品中須做好產(chǎn)品質(zhì)量控制，即對于新造產(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。在完善制動夾鉗檢修工藝的前提下增加了制動夾鉗底部安裝面的防護工藝。要求制動夾鉗在運輸過程中需對底部安裝槽進行合理防護，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)某機車車輛股份有限公司采集積累的大量使用維護數(shù)據(jù)，進行了分類處理，得到動車組轉向架的故障部位和故障類型表，如表２所示。

0

表2 轉向架系統(tǒng)故障模式統(tǒng)計表

從表２中明顯看出，轉向架系統(tǒng)總共有42個故障模式，制動裝置包括輪對等故障達到30條，占26.78％，應重點加強與制動裝置相關部件的管理維修和保養(yǎng)工作，及時發(fā)現(xiàn)故障隱患，杜絕事故。1 4.2動車組轉向架故障原因分析 4.2.1部件設備漏油分析

通過表２分析可知零部件設備漏油在轉向架故障中較為常見，可以占到總故障數(shù)的25％。通過對設備運行的觀察發(fā)現(xiàn)可能故障原因是

（１）動車在運轉時，在相對封閉的機械箱里，機器在運轉時會產(chǎn)生大量的熱量。動車組在全日制工作時，箱內(nèi)溫度逐漸升高，箱內(nèi)壓力也會逐漸增大．油液在箱內(nèi)壓力作用下從密封間隙處滲出。

（２）設計不合理；制造質(zhì)量不良；使用維護不當，檢查不及時。設備上的某些靜、動配合面缺少密封裝置，或采用的密封方案不合適；設備上的某些潤滑系統(tǒng)只有給油路，而沒有回油路，使油壓越來越大，造成泄漏。

4.3制動裝置故障分析

動車組制動裝置故障在轉向架系統(tǒng)故障中占到最大的比例，達到了26％以上。動車組轉向架制動裝置采用空液轉換液壓制動方式。制動裝置故障不僅會造成動車組途中晚點，而且如處理不當會導致動車組發(fā)生事故，嚴重影響運輸秩序，威脅乘客的生命財產(chǎn)安全。

制動系統(tǒng)的常見故障包括了制動控制裝置傳輸不良、制動控制裝置故障、制動控制裝置速度發(fā)電機斷線、制動力不足、制動不緩解、監(jiān)控顯示器顯示抱死、列車緊急制動不能復位、監(jiān)控器等控制設備無電等。制動控制裝置傳輸不良時，制動時會檢測制動力不足。傳輸不良主要是光連接器的連接插頭松動、接觸不良，終端裝置接口卡板故障。當制動控制裝置速度發(fā)電機斷線時，車輛將無法進行滑行控制。制動力不足時，可能是UB－TRTD繼電器故障、電路故障、制動管系泄漏、EP閥故障、檢測傳感器故障、BCU故障等。但出現(xiàn)制動抱死故障顯示時，可能是由速度傳感器斷 線、PCIS防滑閥故障、CI與BCU信息傳輸故障導致再生制動與空氣制動同時發(fā)生、BCU內(nèi)部滑行、抱死檢測控制錯誤顯示制動系統(tǒng)故障等造成的。

4.4其他零部件的故障分析

輪對組成故障損傷，因其裸露車體外，且直接與地面鋼軌接觸，運行狀況復雜，且輪對組成乃轉向架的重要部件，如有故障易造成嚴重的事故。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，若運行時間長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 1 2 油故障，從而降低減振效果。制動夾鉗的長時間使用及檢修維護不當，使制動裝置易出現(xiàn)故障。

4.5動車組轉向架的故障模式、致命性分析(FMECA)

經(jīng)過前面的分析，基本了解了動車組轉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轉向架功能所造成的致命度的大小，所以需要對轉向架進行FMECA分析[5-7]，以便掌握其可靠性薄弱環(huán)節(jié)，為可靠性評估與提高可靠度提供科學依據(jù)

部件ｉ以失效模式ｊ 發(fā)生失效時，該零部件的致命度為：

CRij ＝α

ijβijλ

i

ij是部件式中aij是部件i以失效模式ｊ而引起部件的失效模式概率；βi以失效模式j發(fā)生失效造成部件損傷的概率。國標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表示無影響。λi是部件i成為基本失效件的故障率采用平均故障率。

通過上面的分析，可以看到在轉向架的各個主要部件中輪對部件的部位致命度最大，主要是因為輪對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。其次是制動卡鉗（動車）、空氣彈簧和軸箱體，它們將是影響轉向架可靠性的關鍵部件。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，但它是使動車組在行駛時具有良好的平穩(wěn)性、舒適度和安全性的保證，列車在高速行駛中易發(fā)生轉向架蛇行運動，所以也應該加以重視。具體到故障模式致命度來看輪緣擦傷、橫向減振器漏油、制動夾鉗漏油、空氣彈簧破損、橡膠墊破損等，是重點針對的對象，對此可以采取以下措施：

（１）對于輪緣擦傷、橫向減振器漏油、制動夾鉗漏油、空氣彈簧破損、橡膠墊破損、磨損、彈簧斷裂、彈力不足等故障，要加強車輛行駛前、行駛后檢查，必要時采取無損檢測或磁力探傷，如發(fā)現(xiàn)部件有微小裂紋，應及時更換防止裂紋進一步擴展，磨損加劇等。同時建議使用抗拉壓、抗剪切、抗扭轉、耐磨損的材料來制造，合理改進制造工藝過程，提高部件的質(zhì)量和使用壽命。

（2）動車組維修部門維護轉向架時應嚴格按照維修手冊規(guī)定進行，并對致命度大的部件和模式加以重視。

第5章.動車組轉向架軸承的檢測技術與處理

5.1動車組轉向架軸承故障診斷的基本內(nèi)容

動車組轉向架軸承故障診斷與監(jiān)測是通過軸承的劣化損傷以及性能狀態(tài)參數(shù),來判斷和預測其可靠性和使用性,對異常情況的部位!原因和危險程度進行識別和診斷,及時的可靠的反映故障,防止事故的發(fā)生,保證整個動車組運行正?！翱偟膩碚f,動車組轉向架故障診斷的內(nèi)容是:狀態(tài)的監(jiān)測,故障診斷和正確指導軸承的管理與維修三部分。

1.狀態(tài)監(jiān)測狀態(tài)監(jiān)測就是要采用各種方法掌握設備的運行狀態(tài),如檢測!測量!分析和判別等”還需要結合系統(tǒng)的現(xiàn)狀以及經(jīng)驗,考慮環(huán)境和突發(fā)因素,準確判斷軸承狀態(tài),當其出現(xiàn)異常時,發(fā)出警報,提醒相關人員采取及時的措施“系統(tǒng)要具有顯示和記錄其狀態(tài)的功能,為設備的故障分析和可靠性分析提供信息和基礎數(shù)據(jù)”

2.故障診斷故障診斷技術的實質(zhì)是:根據(jù)狀態(tài)監(jiān)測所獲得的信息與數(shù)據(jù),結合滾動軸承的運行歷史!結構特性和參數(shù)條件,對滾動軸承的各種不同類型的故障進行預報和分析,并確定其性質(zhì)!類型!原因!部位!嚴重程度!性能趨勢和后果“

3.指導軸承的管理維修根據(jù)診斷結果,決定設備的維修方式和維修周期”避免/過剩維修0,防止因不必要的拆卸使設備精度降低,延長設備壽命;減少維修時間,提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益;減少和避免重大事故發(fā)生,故不僅能獲得巨大經(jīng)濟效益,而且能獲得很好的社會效益“ 5.2動車組轉向架軸承故障監(jiān)測常用技術

機械故障診斷技術發(fā)展幾十年來,產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益,成為各國研究的熱點，從診斷技術的各分支技術來看,美國占領先地位”美國的一些公司,如Bently,HP等,他們的監(jiān)測產(chǎn)品基本上代表了當今診斷技術的最高水平“發(fā)展至今,動車組轉向架軸承故障監(jiān)測的常用技術主要有:振動診斷技術,溫度診斷技術,油樣分析技術,油膜電阻診斷技術,聲發(fā)射診斷技術等”下面簡要介紹這些方法“1.振動診斷技術振動診斷技術是應用最早的!使用范圍最廣的故障監(jiān)測診斷技術”運行的機械設備產(chǎn)生振動的原因是:表面的接觸摩擦和旋轉部件的不平衡等“進一步的研究表明:振動的強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診斷技術是通過安裝在軸承座和箱體上的壓電式傳感器采集軸承的振動信號,并采用有效的方法對其進行分析和處理，振動分析法具有: 4 1.對各種類型工況的軸承適用;對早期輕微故障診斷有效;信號采集方便，分析簡單，直觀;診斷結果可信度高,在實際中得到了極為廣泛的應用，在實際診斷中,傳感器采集振動信號中不僅反映軸承本身的工作情況,還包含了動車組中其他運動部件和結構的干擾噪聲，在動車運行中,有輕微的局部故障的滾動軸承的振動信號成分往往會被干擾信號淹沒,很難被分離與識別,對軸承的工況和故障的診斷會有一定的影響，因此,軸承振動診斷技術的關鍵是采用先進合理的振動診斷分析處理技術來抑制干擾信號，提取故障特征信息，有效地及時地發(fā)現(xiàn)軸承故障。

2.溫度監(jiān)測技術溫度監(jiān)測是通過測量運行中滾動軸承的溫度來監(jiān)測其工作狀態(tài)是否正常的方法，溫度監(jiān)測法是一種常規(guī)!操作簡單的故障診斷技術,軸承的溫度對軸承的磨損程度和燒傷較為敏感,其應用在一定程度上能較好的反映軸承運行故障,提高了故障檢測效率和增加了行車可靠性，但這種方法的缺點是:只有當軸承故障累積到相當嚴重的程度后,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)早期故障如點蝕!剝落和輕微磨損時,溫度監(jiān)測無法發(fā)現(xiàn)”由于摩擦產(chǎn)生的熱量與相對速度的平方成正比,車輛速度與切軸時間成反比,因此,溫度監(jiān)測逐漸成為滾動軸承的輔助監(jiān)測技術,降低風險。

3.油樣分析技術磨損斷裂腐蝕和潤滑不當是動車組轉向架軸承失效的方式,其中潤滑不當占主要部分，由于軸承在運行過程中是用油潤滑或油冷卻,零部件磨損等原因產(chǎn)生微小顆粒必然會帶入到循環(huán)油液中，對軸承所使用的潤滑油進行常規(guī)理化分析,或對其中的金屬顆粒進行鐵譜分析!顆粒計數(shù)等分析以及根據(jù)其形狀和尺寸來判斷軸承故障,就是油樣分析技術，它能發(fā)現(xiàn)軸承的早期疲勞失效,可作磨損機理研究等特點,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,這樣會導致信息可能不全面,還得依靠人力來管理,所以,這種方法具有很大的局限性

4.油膜電阻診斷技術動車組轉向架軸承在旋轉過程中,如果潤滑良好,滾道和滾動體之間會有一層良好的油膜,由于油膜的作用,內(nèi)圈與外圈之間有很大的電阻,達到兆歐姆以上;當油膜遭到破壞時,其電阻的值就會降低,甚至接近0歐姆，故電阻越大,油膜就越厚,摩擦就小,屬于正常運行狀態(tài);若電阻很小時,油膜就比較薄,軸承摩擦大,屬異常運行狀態(tài)，我們可以通過測量軸承內(nèi)外圈的電阻, 1 5 對滾動軸承磨損腐蝕等異常進行判斷,但對表面剝落壓痕裂紋等異常診斷效果差,其特點是適用于旋轉軸外露的場合,對不同的工況條件可使用同一評判標準。

5.聲發(fā)射診斷技術聲發(fā)射(AcousticEmiSSion簡稱AE)是指物體在受到形變或外界作用時,因迅速釋放彈性能量而產(chǎn)生瞬態(tài)應力波的一種物理現(xiàn)象發(fā)射檢測是一種動態(tài)無損檢測方法,即:使構件或材料的內(nèi)部結構,缺陷或潛在缺陷處在運動變化的過程中進行無損檢測發(fā)射信號來自缺陷本身,對被檢件的接近要求也不高,可以利用發(fā)射診斷技術長期監(jiān)測軸承的運行狀態(tài)與安全性發(fā)射檢測到的是一些電信號,根據(jù)這些電信號來解釋結構內(nèi)部的缺陷變化往往比較復雜,需要豐富的知識和其他試驗手段的配合，另一方面,聲發(fā)射檢測環(huán)境常常有強的噪聲干涉,雖然聲發(fā)射技術中己有多種排除噪聲的方法,但在某些情況下還會使聲發(fā)射技術的應用受到限制。

5.3機車車輛軸承故障機理分析 5.3.1軸承故障的振動原因

動車組轉向架一般是內(nèi)圈與動車的傳動軸的軸頂過盈配合連接,工作時隨軸一起轉動;而外圈安裝在軸承座或箱體上,工作時是固定或相對固定“由于內(nèi)圈與傳動軸連接,外圈又安裝在軸承座或軸箱上,這樣在動車組的運行過程中,對軸承和軸承座或箱體組成的振動系統(tǒng)產(chǎn)生激勵,使該系統(tǒng)振動”引起軸承振動的原因除了外部激勵因素(傳動軸上其它零部件的運動和力的作用等)之外,如圖 3-1所示。

5.3.2動車組轉向架軸承缺陷產(chǎn)生的特征頻率

當滾動體和滾道接觸處遇到一個局部缺陷時,就有一個沖擊信號產(chǎn)生缺陷在不同元件上,接觸點經(jīng)過缺陷的頻率是不相同的,這個頻率就稱為特征頻率,特征 6 頻率可以根據(jù)軸承的轉速!軸承零件的形狀和尺寸由軸承的簡單運動關系分析得到如圖3一2所示，在外圈固定,內(nèi)圈與軸一起旋轉的情況下,假如內(nèi)圈滾道!外圈滾道或滾動體上有一處局部缺陷,則兩種金屬在缺陷處相接觸時的沖擊振動間隔頻率。1 7

結束語

踉踉蹌蹌的忙碌了半個月，我們的實習論文課題也終將告一段落，也基本達到預期的效果，心里也有一絲絲的成就感。但由于能力和時間的關系，總是覺得有很多不盡如人意的地方，本設計在何劍和曹楚君老師的悉心指導和嚴格要求下已經(jīng)完成。從課題選擇、方案設計到具體的設計和定稿，每一次改進都是我學習的收獲。在實訓的這段時間，也始終感受著導師們的精心指導和無私的關懷，我受益匪淺，在此向何劍和曹楚君老師表示深深的感謝。

轉向架是動車組的走行部，而構架組成作為轉向架的重要組成部分，其重要性尤為突出。一個小的產(chǎn)品缺陷也有可能引發(fā)大的產(chǎn)品質(zhì)量問題。車輛檢修過程不僅是產(chǎn)品功能恢復的過程，而且是車輛故障隱患排除的過程。所以對待修車要從問題的根源進行分析并徹底解決，完全消除影響列車安全運行的因素，為列車的安全運行保駕護航。1 8 參考文獻：

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第五篇：CRH2型動車組防滑閥動作不良故障原因分析及措施

CRH2型動車組防滑閥動作不良故障原因分析及措施

摘 要：簡述防滑閥作用，分析CRH2型動車組防滑閥動作不良故障的現(xiàn)象、原因，闡述其工作原理，提出故障的解決措施及維護建議。

關鍵詞：動車組滑行；輪對擦傷；防滑閥；防滑閥連接器

隨著動車組朝著安全性、高速性、舒適性的方向發(fā)展，導致動車組單軸牽引功率和制動功率不斷提高，但制動力的提高，又使制動過程中的滑行問題凸顯出來――滑行是在輪軌間制動力超過粘著力最大值時產(chǎn)生的。對于高速動車組來說，一方面，列車所需的制動力變大；另一方面，列車高速運行時輪軌間粘著力明顯下降，這就使得動車組更易發(fā)生滑行現(xiàn)象。滑行對列車的危害巨大，體現(xiàn)在：（1）滑行會使制動力急劇減小?；邪l(fā)生前，輪對處于滾動狀態(tài)，輪軌之間的制動力為粘著力；而滑行發(fā)生后，輪軌之間的作用力變?yōu)榛瑒幽Σ亮?，其值要比粘著力小得多。制動力的急劇下降會使列車的安全制動距離難以保證，尤其對于高速運行的動車組，行車安全將受到更加嚴重的影響。（2）滑行會使車輪踏面擦傷。踏面擦傷不僅會降低乘車的舒適性，也會給轉向架的零部件帶來附加的沖擊力，使其壽命縮短。因此，為盡可能防止滑行現(xiàn)象的發(fā)生，在動車組上安裝了防滑閥。防滑閥功能概要

時速350公里速度級動車組采用氣動卡鉗盤式制動裝置，單獨設了個防滑閥，每節(jié)車下安裝有兩個防滑閥，分布在1、2位端。在實施空氣制動時，接受由滑行檢測器發(fā)出的制動緩解信號及再制動信號，進行制動缸壓縮空氣的供氣的打開、關閉及排氣，防止車輪打滑并抑制制動距離延長。防滑閥故障案例

2013年03月12日，CRH2型動車組專項修作業(yè)，檢修人員防滑閥自檢作業(yè)時，發(fā)現(xiàn)04車1軸防滑閥動作狀態(tài)正常，02軸防滑閥不動作。檢查情況如下：

1.投入主控、制動控制手柄，給BCU上電。

2.打開04車自動控制裝置蓋板，給BCU上撥碼開關SW1=

4、SW2=0時SW6向上，實行滑行防止閥輸出回路自行檢測。

3.在04車1位轉向架觀察防滑閥動作狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)04車1軸防滑閥動作狀態(tài)正常，02軸防滑閥不動作。

4.因為01軸防滑閥動作正常，可以判斷控制邏輯電路正常，可以判定發(fā)生故障的部位為防滑閥及其連接器。

5.將02軸防滑閥更換，再次做防滑閥自檢試驗，發(fā)現(xiàn)01軸防滑閥動作正常，02軸防滑閥仍然不動作。

6.通過更換防滑閥可以判斷02軸防滑閥本身工作正常，進一步檢查02軸防滑閥連接器，發(fā)現(xiàn)防滑閥連接器內(nèi)母針松動，導致連接器與防滑閥接觸不良。

進一步檢查02軸防滑閥連接器，發(fā)現(xiàn)防滑閥連接器內(nèi)母針松動，襯套有擴張現(xiàn)象。將連接器內(nèi)母針重新緊固，再次做防滑閥自檢試驗正常。最終判定防滑閥不動作的主要原因為：動車組防滑閥組件因襯套發(fā)生擴張而導致傳輸不良。防滑閥連接器組成

防滑閥連接器主要有6部分構成，分別是：襯套、橡膠插座、機架、密封墊、密封環(huán)、緊固螺母。

其中襯套材質(zhì)為錫青銅，結構為半開口式，與公針的接觸長度為8.8mm。橡膠插座由兩個不等徑的圓柱構成。機架由兩個子件組成，帶防滑筋部為回旋體，可繞固定體自由旋轉。密封墊及密封環(huán)組合使用可保證連接器尾部防護等級的要求。緊固螺母用于鎖緊密封墊及密封環(huán)，且具有防松功能。防滑閥連接器襯套擴張原因

防滑閥連接器橡膠插座的底部與機架之間存在約12mm的間隙，同時橡膠插座為橡膠材質(zhì)，具有一定彈性。連接器拔插作業(yè)時，由于車下安裝空間的限制，橡膠插座襯套與插針之間不易準確對位。將會使橡膠插座產(chǎn)生一定角度的傾斜，若此時繼續(xù)對連接器反復旋轉拔插，將會導致襯套擴張，從而產(chǎn)生插針與襯套接觸不良的現(xiàn)象。解決措施

為解決橡膠插座和機架存在間隙、橡膠插座襯套和插針對位不準問題，須改進防滑閥連接器結構：

為解決橡膠插座與機架的間隙導致橡膠插座傾斜問題，在連接器橡膠插座后端增加支撐，填補插座和機架之間的間隙，為橡膠插座提供受力支撐點，可有效的防治橡膠插座在連接器內(nèi)竄動。在連接器拔插過程中，能避免橡膠插座傾斜引起的插接對位不正，從而有效避免襯套的擴張，保證連接器插針與襯套的有效接觸。日常檢修運用維護建議

6.1動車組運行途中

動車組運行途中發(fā)生制動控制裝置059故障，隨車機械師嚴格按照《CRH2型動車組途中應急故障處理手冊》中處理步驟操作，并加強與應急臺的聯(lián)系。

6.2動車組檢修過程中

一級修：一級修過程中發(fā)現(xiàn)車輪擦傷故障較多，首先查看MON頁面下“空轉滑行”檢測數(shù)據(jù)是否存在異常；然后加強防滑閥狀態(tài)的檢查，必要時打開制動控制裝置蓋板，做防滑閥自檢試驗，判斷防滑閥的動作狀態(tài)。

二級修：加強制動控制裝置的檢查，防滑閥自檢試驗，發(fā)現(xiàn)防滑閥不動作，需對防滑閥及其連接器等進一步檢查、試驗。

參考文獻

[1] 李培曙.防滑器的防滑作用與黏著利用.鐵道車輛

[2] 彭俊彬.動車組牽引與制動.中國鐵道出版社