动车组转向架故障原因及改进方法Word格式.doc
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摘要 I
第1章.绪论 1
1.1转向架的总体概括 1
1.2故障案例分析 1
1.3故障原因分析 2
第2章转向架的结构 3
2.1转向架由那些组成 3
2.2转向架的结构图 3
2.3轮对踏面压到异物后的异响 3
2.4管路泄露故障引发的异响 3
2.5油压减振器引发的异响 3
2.6自动车钩偏移引发的异响 4
第3章.转向架的作用 6
3.1转向架的历史 6
3.1.1准高速客车型 6
3.1.2高速型 7
3.2转向架的主要作用 7
第4章转向架的故障分析 9
4.1动车转向架故障类型分析 9
4.2动车组转向架故障原因分析 12
4.2.1部件设备漏油分析 12
4.3制动装置故障分析 12
4.4其他零部件的故障分析 12
4.5动车组转向架的故障模式、致命性分析(FMECA) 13
第5章.动车组转向架轴承的检测技术与处理 14
5.1动车组转向架轴承故障诊断的基本内容 14
5.2动车组转向架轴承故障监测常用技术 14
5.3机车车辆轴承故障机理分析 16
5.3.1轴承故障的振动原因 16
5.3.2动车组转向架轴承缺陷产生的特征频率 16
结束语 18
参考文献:
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第1章.绪论
1.1转向架的总体概括
转向架是轨道车辆结构中最为重要的部件之一,其主要作用如下:
1)转向架是车辆的一个独立部件,在转向架于车体之间尽可能减少联接件。
2)支撑车体,承受并传递从车体至车轮之间或从轮轨至车体之间的各种载荷及作用力,并使轴重均匀分配。
3)转向架的结构要便于弹簧减振装置的安装,使之具有良好的减振特性,以缓和车辆和线路之间的相互作用,减小振动和冲击,减小动应力,提高车辆运行平稳性和安全性。
4)充分利用轮轨之间的粘着,传递牵引力和制动力,放大制动缸所产生的制动力,使车辆具有良好的制动效果,以保证在规定的距离之内停车。
5)车辆上采用转向架是为增加车辆的载重、长度与容积、提高列车运行速度,以满足铁路运输发展的需要;
1.2故障案例分析
动车组在检修时发现有部分构架组成制动吊座表面有损伤现象,损伤状态主要呈现麻点状损伤(片状麻点,深度小于1mm)、线性损伤1(长度贯穿吊座安装面,宽度小于0.5mm,深度约0.1mm)、线性损伤2(长度小于10mm,宽度约2mm,深度小于0.5mm)、面状损伤(长度约10mm,宽度约5mm,深度小于0.5mm)四种现象,具体如图1~4所示。
图1麻点状损伤图2线性损伤1
图3线性损伤2图4面状损伤
2012年6月2日D6242次CRH1092A运行途中随车机械师发现05车A架异响,出动热备车组替换CRH1092A回动车所后对05车A端转向架进行落轮检查,落轮后手动旋转05车2轴4位轴箱轴承时,可以听到轴承内部有异音。
随后对轴承进行分解,内圈和滚子组件油脂状况:
后挡侧(A)保持架上有金属。
图5后挡侧(A)保持架
外圈滚道状况:
A侧外圈滚道面承载区有约90°
范围的剥离区(见图5)。
外圈滚道状态:
A侧外圈滚道承载区下方约90°
范围剥离剥离区内可见与滚子接触形状和间距对应的原始剥离区域,非剥离有其它点状异物压痕,且非承载区较轻。
由此可见该转向架异响是由轴承外圈滚道剥离造成的。
1.3故障原因分析
通过汇总动车组转向架在运行中出现的异响故障,分析主要原因如下:
(1)轴承内部故障引发的异响中巡视发现(故障表现为动车组运行达到一定速度后发出固定频率的异响,通过随车机械师途因福州动车段发现的轴承故障造成的异响均在故障初发阶段,轴温升高尚未达到报警界限,所以在监控动车组状态的IDU上未能发现该(故障),此故障较难发现,要在一定速度才会发出异响,需随车机械师认真甄别。
其产生的主要原因为:
[1]轴承材质问题;
[2]热处理不良;
[3]局部外伤、锈蚀、偏载或过载;
[4]材质正常疲劳破坏。
(2)轮对踏面擦伤、剥离或局部凹入引发的异响故障表现为运行过程中走行部发出固定频率的响声,并引起车辆振动。
运行速度越快,响声频率越高;
擦伤、剥离长度越长,响声越大。
这类故障较易发现。
踏面擦伤是动车运行中制动力过大、抱闸过紧,车轮在钢轨上滑行,踏面局部被磨成平面。
第2章转向架的结构
2.1转向架由那些组成
转向架的附属装置,轮对电机组装,构架,一系弹簧悬挂装置,二系弹簧悬挂置牵引装置,电机悬挂装置基础制动装置,手制动装置和砂箱等组成。
2.2转向架的结构图
图2
2.3轮对踏面压到异物后的异响
故障表现为某一转向架轮对踏面压到钢上的异物后发出一声巨响,因坚硬异物造成轮对踏面局部凹入而发出固定频率的异响。
2.4管路泄露故障引发的异响
故障表现为车辆下部发出尖啸声,漏泄量大可通过IDU所报故障信息进行判断,漏量小可通过随车机械师途中巡视或地勤机械师入库检查作业发现。
其主要原因为车组经长时间运行震动或运行途中管路遭异物击打,使管路连接处出现松动、变形,导致管路中的压力空气漏泄发出异响。
2.5油压减振器引发的异响
其主要原因为车组在转弯时车体两边出现高度差情况下(特别是左右空气弹簧压力差超过20kpa以上时),造成油压减振器的偏磨(主要为二系横向)而发出异响,此为正常现象。
如油压减振器发生严重偏磨或漏油则属于故障。
2.6自动车钩偏移引发的异响
在动车组运行中,通过曲线时自动车钩支架左右弹簧位置发生偏移,导致晃动产生共所发出间断的敲击声,此为正常现象。
(1)车钩的结构特点
车钩的连挂间隙小;
车钩具有联锁和防脱功能;
钩舌销不受力;
耐磨性;
良好的防跳性能;
结构强度高;
自动对中功能。
(2)车钩的结构图见图3
图3
(3)原送料皮带存在的问题
在用户使用过程中,发现送料机构问题不少。
由于每边采用(根3带,两边共有6根,换带时间长6虽然皮带的型号是一样的,但张紧后,还是有紧有松,影响正常送料。
如果下面或中间的一根带断了,更换起来特别费劲6而且换了一根新的,松紧程度又不同了;
特别是由于采用A型带,6带露在带轮外面的高度最多只能有5mm(如露在外面的部分多,带轮的轴线是在竖直方向,即带是在垂直方向工作,这样带很容易从带轮上滑落),皮带用不了10天就得更换6造成生产线停顿,经济损失大,用户的意见非常大。
(4)新型送料皮带的优点
为了改变这种状况,对送料机构进行了改造。
去掉原来的3带,重新设计了一种新式带。
因为这种带的内面带有凸起的糟形,使得带在垂直位置工作时,靠凸起的槽形定位,不会改变位置,而向下掉,相应的带轮也改成中间有一槽。
配合情况这种带实际上是由平带和3带组合而成。
采用这种皮带后,调整带的张紧力非常方便,也不会出现松紧的现象。
送料过程中也不会出现停顿,更换也非常方便。
更为重要的是,这种带的厚度增加(相对平皮带来说),带的寿命大大增加。
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第3章.转向架的作用
3.1转向架的历史
20世纪50年这个时期,我国首次自行设计了转向架,主要型号有101、102、103型,是21型客车使用的导框式转向架,构造速度是100km/h,其结构复杂,笨重,运行性能差,现已淘汰!
70年代,四方厂研制了U型结构的206型转向架,浦镇厂研制了H型构架的209转向架。
206型转向架采用侧部中梁下凹的U型构架,干摩擦导柱式轴箱定位装置,带横向拉杆的小摇动台式摇枕弹簧悬挂装置,双片吊环式单节长摇枕吊杆外侧悬挂以及吊挂式闸瓦基础制动装置等,结构可靠,运行平稳,磨损少,检修方便,1993年开始在中央悬挂部分加装横向油压减振器,加装两端具有弹性节点的纵向牵引拉杆,形成206G型转向架,后加装盘型制动装置,形成206P型转向架。
209转向架是浦镇厂在205转向架的基础上研制的,于1975年开始批量生产。
它采用H型构架,导柱式轴箱定位装置,摇动台式摇枕弹簧悬挂装置,长吊杆,构架外侧悬挂,两高圆弹簧,摇枕弹簧带油压减振器,吊挂式闸瓦基础制动装置等。
1980年后,又生产了具有弹性定位套的轴箱定位结构和牵引拉杆装置的209T转向架。
在此基础上,还生产了采用盘型制动的209P转向架。
在209T转向架的基础上,浦镇厂又开发了供双层客车使用的209PK转向架,其构造速度为160km/h。
主要有以下方面的改进:
采用盘型制动和单元制动缸,取消踏面制动;
设空重调整阀;
采用空气弹簧和高度调整阀;
安装抗侧滚扭杆;
保留了摇动台结构。
209PK转向架(P代表盘型制动,K代表空气弹簧)
在这段时期内,我国还制造了少量用于公务车的三轴转向架,在原德意志民主共和国进口的软座,软卧车上采用了211等型号的转向架。
3.1.1准高速客车型
1994年,四方厂、长客厂、浦镇厂相继研制出了206WP、206KP、CW-2、209HS转向架,在广深线动力学试验中最高时速达到了174km/h,这些转向架的研制成功,标志着我国客车转向架技术上了一个新台阶。
206KP、206WP转向架是四方厂为广深线准高速客车和发电车设计的转向架,二者除中央悬挂部分和构架侧梁全旁承支重;
中央悬挂为有摇动台结构;
设带橡胶套的中心销轴牵引拉杆横向挡,横向拉杆,横向油压减振器,抗侧滚扭杆;
轴箱悬挂系统设垂直油压减振器;
基础制动装置为单元盘型制动,设电子防滑器;
广泛采用橡胶元件,改善隔振、隔音性能,减小磨耗。
3.1.2高速型
1998年起,各工厂相继推出了自己的高速转向架,例如浦镇厂的PW-200转向架,长客厂的CW-200转向架,四方厂的SW-200、SW-220K转向架等。
PW-200转向架(PW代表PuzhenWork)是在209HS转向架的基础上重新研制的,它优化了一系和二系悬挂参数;
采用了无磨耗的橡胶堆轴箱弹性定位装置;
采用高速轻型轮对;
轴颈中心距改为2000mm;
更换轴箱减振器安装位置;
装用带可调阻尼和弹性支承的空气弹簧,采用两端为球铰的纵向拉杆;
装用新型盘轴式基础制动装置;
优化了结构设计。
SW-200转向架结构与SW-160转向架基本相同,其改进如下:
优化了一系、二系悬挂系数;
采用轴盘式基础制动装置,适用