CRH1A-A转向架常见故障分析和改进.doc
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摘要
安全是铁路运输的永恒主题，客车安全又是铁路安全的重中之重。
旅客列车作为复杂系统集成，任何细小的故障隐患，都将可能造成无法估量的损失。
客车安全工作就是运用科学的维修策略，做到超前处置，预警预控，提前将各种故障源排查出，将风险点消除掉，加强安全控制力，降低事故损失，确保旅客列车安全秩序平稳。
本文通过对基于对转向架故障统计以及因素相关性分析，运用故障模式故障树分析，基本事件的风险辨析、评估和层级防控，完善了分级管理、预警预控的客车维修策略，确保了现场安全作业管理的全面、准确、有效，进一步提高了CRH1A-A型动车转向架的维修水平。
关键词:
CRH1A-A型动车组；转向架；检修工艺
目录
第1章动车组转向架 1
1.1转向架的总体概括 1
1.2转向架的组成及作用 2
第2章CRH1A-A动车组转向架结构 4
第3章转向架故障分析 6
3.1动车转向架故障类型统计 6
3.2动车组转向架故障原因分析 8
3.2.1部件设备漏油分析 8
3.2.2基础制动装置故障分析 8
3.2.3其他零部件的故障分析 9
第4章动车组转向架检测技术与处理 10
4.1动车组转向架轴承故障诊断的基本内容 10
4.2动车组转向架轴承故障监测常用技术 10
4.3转向架检修方法及工艺分析 12
4.3.1转向架的解体 12
4.3.2构架的检修 13
4.3.3旁承的检修 14
4.3.4牵引杆装置的检修 14
第5章检修方法及改进 16
5.1检修方法 16
5.2检修方法改进 17
5.3制造工艺改进 17
参考文献 19
致谢 20
第1章动车组转向架
1.1转向架的总体概括
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。
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，适用于200km/h的高速列车。
该转向架在1998年6月的郑武线动力学试验中最高时速达到了240km/h。
在这一阶段，长客厂生产了我国第一台CW-200型无摇枕转向架。
其构架采用4块钢板拼焊，横梁采用无缝钢管，与侧梁连通作为附加空气室，中央悬挂。
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转向架的组成及作用
转向架构架是转向架的主体，用以联系（安装）转向架组成部分和传递各方向的力。
并用来保持车轴在转向架内的位置。
是连接转向架其他组成部分的骨架。
它不仅承受机车上部所有设备的重量，而且承受传递机车在运行中产生的各种不同方向和随机运行中经常变化的动作用力。
因此，构架时一个受力复杂的部件。
为了保证轮对、牵引装置、悬挂装置及制动装置可靠工作，要求构架不仅有足够的强度和刚度，同时应具有满足尺寸的精度要求。
以保证转向架其他组成部分在构架上的正确安装。
转向架的作用：
转向架构架一般由左、右两侧梁和一个或几个横梁（或端梁）等组成。
侧梁的作用：
不仅是向轮对（或轮组）传递垂向力、横向力和纵向力的主要构件，还用来规定轮对的位置。
横梁的作用：
保证构架在水平面内的刚度，保持各轴的平行及承托牵引电动机等部件。
其主要组成部分及其作用叙述如下：
（1）轮对。
轮对直接向钢轨传递重量，通过轮轨间的黏着产生牵引力或制动力，并通过车轮的回转实现车辆在钢轨上的运行（平移）。
（2）轴箱。
轴箱是联系构架与轮对的活动关节，它除了保证轮对进行回转运动外，还能使轮对适应线路不平顺等条件，相对于构架上、下、左、右和前、后运动。
（3）一系悬挂（弹簧悬挂装置）。
用来保证一定的轴重分配，缓和线路不平顺对车辆的冲击，并保证车辆运行平稳。
它包括轴箱弹簧、垂向减振器和轴箱定位装置等。
（4）构架。
转向架的骨架，它将转向架的各个零、部件组成一个整体，并承受和传递各种力。
它包括侧梁、横梁或端梁，以及各种相关设备的安装或悬挂支座等。
（5）二系悬挂（车架与转向架间的连接装置）用以传递车体与转向架间的垂向力和水平力，使转向架在车辆通过曲线时能相对于车体回转，并进一步减缓车体与转向架间的冲击振动，同时必须保证转向架安定。
它包括二系弹簧、各方向减振器、抗侧滚装置和牵引装置等。
（6）驱动装置（动力转向架）。
将动力装置的扭矩最后有效地传递给车轮。
包括牵引电机、车轴齿轮箱、联轴节或万向轴和各种悬吊机构等。
（7）基础制动装置。
由制动缸传来的力，经放大系统（一般为杠杠机构）增大若干倍以后传给闸瓦（或闸片），使其压紧车轮（或制动盘），对车辆施行制动。
包括制动缸（气缸或油缸）、放大系统（杠杠机构或空-油转换装置）、制动闸瓦（或闸片）和制动盘等。
一般动车组的非动力转向架与动力转向架的最主要区别是：
非动力转向架没有驱动装置。
4
第2章CRH1A-A动车组转向架结构
CRH1A-A新一代铝合金动车组转向架基于CRH1-250不锈钢动车组转向架设计，该转向架包括轮对、螺旋弹簧组、轴箱、H型焊接构架、空气弹簧、抗侧滚扭杆、抗蛇行减振器、牵引拉杆、盘式基础制动、轴温监控装置、撒砂装置等。
图1CRH1A-A动车转向架
图2CRH1A-A拖车转向架
转向架在CRH1-250不锈钢动车组转向架基础上进行了改进，优化了悬挂参数、增加撒砂装置、车轮材料由ER9改为ER8C、取消垂向减振器、增加了电机
和齿轮箱轴承温度监控装置以及停放制动两侧缓解装置等，转向架落车后充气状态高度由917（0，+4）更改为912（0，+4）。
CRH1A-A铝合金动车组转向架的结构组成如下图。
图3动力转向架组成
5
第3章转向架故障分析
3.1动车转向架故障类型统计
在分析产品故障时，一般是从产品故障的现象入手，通过故障现象（故障模式）找出原因和故障机理。
对机械产品而言，故障模式的识别是进行故障分析的基础之一。
由于故障分析的目的是采取措施、纠正故障，因此在进行故障分析时，需要在调查、了解产品发生故障现场所记录的系统或分系统故障模式的基础上，通过分析、试验逐步追查到组件、部件或零件级（如螺母）的故障模式，并找出故障产生的机理。
故障的表现形式，更确切地说，故障模式一般是对产品所发生的、能被观察或测量到的故障现象的规范描述。
故障模式一般按发生故障时的现象来描述。
由于受现场条件的限制，观察到或测量到的故障现象可能是系统的，如制动系统不能制动；也可能是某一部件，如传动箱有异常响声；也可能就是某一具体的零件，如油管破裂等。
因此，针对产品结构的不同层次，其故障模式有互为因果的关系。
故障模式不仅是故障原因分析的依据，也是产品研制过程中进行可靠性设计的基础。
如在产品设计中，要对组成系统的各部分、组件潜在的各种故障模式对系统功能的影响及产生后果的严重程度进行故障模式、影响及危害性分析，以确定各种故障模式的严酷度等级和危害度，提出可能采取的预防改进措施。
因此将故障的现象用规范的词句进行描述是故障分析工作中不可缺少的基础工作。
依据某检修部门几年内积累的故障数据；故障数据中的列车号主要是从002A到190A；车辆编号是从1车厢到8车厢；二级系统包括车体系统、车外系统、电气系统、给水卫生系统、供风系统、内装系统、转向架系统7大系统；其中转向架系统在整个动车组系统中故障频率所占有效百分比达20%以上。
根据转向架系统的结构特点和功能，将转向架划分为悬挂装置、架构组成。
轮对轴箱定位装置、排障装置、驱动装置、制动装置、转向架配管及配线等。
依据某机车车辆股份有限公司采集积累的大量使用维护数据，进行了分类处理，得到动车组转向架的故障部位和故障类型表，如表1所示。
表1转向架系统故障模式统计表
频率/次
百分比%
有效
累计
百分比%
百分比%
安全阀漏风
1
0.89
0.89
0.89
乍轮踏面损伤
1
0.89
0.89
1.78
乍轴端压盖无法拆卸
1
0.89
0.89
2.67
齿轮箱磁栓沽满铁屑
1
0.89
0.89
3.56
齿轮箱漏油
5
4.5
4.5
8.06
齿轮箱损伤
2
1.78
1.78
9.84
齿轮箱小齿轮外筒偏移
1
0.89
0.89
10.73
齿轮箱油脂过期
1
0.89
0.89
11.62
辅助空压机连接器故障
1
0.89
0.89
12.51
高度控制阀漏油
1
0.89
0.89
13.40
构架裂纹
1
0.89
0.89
14.29
排障板损坏
1
0.89
0.89
15.18
横向减振器漏油
9
8.03
8.03
23.21
换气装置振动大
1
0.89
0.89
24.10
抗蛇行减振器破损
6
5.35
5.35
29.45
抗蛇行减振器渗油
1
0.89
0.89
30.34
抗蛇行减振器故障
1
0.89
0.89
31.23
空气弹簧破损
9
8.03
8.03
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