铁路货车运用中常见制动故障原因分析及对策

铁路货车运用中常见制动故障原因分析及对策

史佳旭 

​中车沈阳机车车辆有限公司  辽宁 沈阳 110142

摘要：近年来，我国的交通行业有了很大进展，铁路工程建设越来越多。铁路货车抱闸故障是由于制动机故障、手制动机不缓解等原因造成的制动缓解不良、闸瓦不能与车轮踏面分离。在货物列车运行速度不断提高的形势下,因列车中车辆制动系统故障引起的抱闸问题已成为影响铁路货车正常行驶的主要因素。货物列车编组辆数较多,制动惯性较大,运行不同地区存在环境温差,加之制动系统在造修方面缺陷等多种不利因素导致抱闸故障出现。不仅对货物列车的运行安全造成影响,还会干扰铁路系统运输秩序。因此,通过分析货物列车抱闸的原因并提出相应的措施,为确保货物列车的正常运行提供有力保障,具有必要的现实意义。本文就铁路货车运用中常见的制动故障原因及对策进行研究，以供参考。

关键词：铁路货车;制动故障;异常制动

引言

动车组停放在坡道上时，为避免溜车，通常切换至停放制动模式，利用蓄能弹簧装置来施加制动力。动车组切换至停放制动模式时，蓄能弹簧装置通过压紧制动盘来施加停放制动；当需要缓解时，停放制动缸充气，蓄能弹簧被压缩，进而缓解停放制动。

1铁路货车制动故障原因分类

1.1轴承碰撞故障

轴承碰撞故障是指轴承发生碰撞，对轴承产生损害的故障。轴承碰撞故障通常会导致轴承内部的金属疲劳，产生微裂纹，从而引发更严重的故障。基于声发射技术的轴承故障诊断可以通过分析轴承发出的声音信号来判断轴承是否发生了碰撞故障。当轴承发出的声音信号具有明显的冲击声时，就可能发生了碰撞故障。此时需要对轴承进行更加详细的检查，以判断轴承的状态是否正常。

1.2制动系统

目前，铁路货车制动系统均采用纯空气制动，主要包括制动阀、制动缸、闸调器、副风缸、制动管系、空重车调整阀及拉杆等，系统组成的零部件多，引起制动系统故障的原因也很多。例如，车辆制动系统管系泄漏或制动力不足，会因截断塞门关闭而成为关门车，关门车超过一定数量将影响列车制动，产生安全隐患；制动抱闸会导致车轮温度迅速上升，这将加速闸瓦、车轮和钢轨的磨耗，减少其使用寿命，增加维修成本，严重时会造成车辆脱线等安全事故。制动阀内部结构复杂，对于引起制动阀作用不良的原因，可通过综合分析主管压力、副风缸压力和制动缸压力的变化判断；制动缸、副风缸泄漏故障可分别通过监测制动缸、副风缸的压力变化来判断；对于制动管系泄漏故障，可在相应管系接头处加装压力传感器，根据监测情况来判断。

1.3违规装卸作业

起吊集装箱时未严格执行点动起升及确认要求,直接进行起升操作过程中集装箱角件孔与车辆锁头没有分离,集装箱带动车体上升致使脱轨自动制动装置拉环与车轴底部发生干涉,拉环受力导致脱轨自动制动阀杆折断。使用翻车机翻卸作业及装卸机械装卸作业不当碰撞损坏车辆制动装置。

2对策及建议

2.1制定相应继电器、接触器维护策略

针对特别关键接触器（涉及列车行车安全的接触器），依据每公里接触器吸合次数、设计寿命等关键参数制定周期更换策略。

2.2提高铁路货车源头造修质量

铁路货车造修单位应积极收集铁路货车运用中制动故障案例并对照原因不断改进工艺质量,进一步提高基础制动装置的造修安装工艺精度,确保基础制动装置的定位准确。

2.3铁路货车滚动轴承故障的声发射信号处理方法

声发射技术是滚动轴承故障诊断中一种有效的方法，它通过对滚动轴承运行中产生的声音信号进行分析，判断滚动轴承的运行状态和故障类型。声发射信号处理方法是实现准确诊断的关键，下面将从技术角度对其进行详细介绍。首先，声发射信号的滤波处理是信号处理的基础。由于信号可能受到许多噪声和杂波的干扰，需要对信号进行滤波处理。常用的处理方法有低通滤波、高通滤波和带通滤波等。低通滤波器用于去除高频噪声，高通滤波器用于去除低频噪声，带通滤波器用于去除特定频率范围内的干扰。滤波处理可以有效地去除杂波和噪声，提高信号的质量，使诊断结果更加准确。其次，针对不同类型的滚动轴承故障，需要采用不同的特征参数进行分析。常用的特征参数有能量、振幅、峰值、脉冲数量等。这些特征参数能够反映声发射信号中反映的故障信息，因此对于不同类型的故障，需要选择不同的特征参数进行分析，从而实现准确诊断。在具体应用中，可以根据信号的特点和需要进行选择。最后，为了提高信号分析的准确度，还需要对信号进行时间－频率分析。常用的时间－频率分析方法有短时傅里叶变换、小波变换等。这些方法可以将信号的时间域和频率域的信息相互转换，从而更全面、准确地反映出信号的特征和演变趋势。时间－频率分析可以有效地识别信号中的故障特征，并提供更加准确的诊断信息。总之，铁路货车滚动轴承故障的声发射信号处理方法需要包括滤波处理、特征参数分析、小波变换和时间－频率分析等多个方面。这些方法可以有效分析和处理声发射信号中的故障信息，提高故障诊断的准确度和可靠性。

2.4针对列车存在无法动车的隐患点

部分隐患点未设置旁路进行冗余，出故障后列车无法动车后仅能申请救援，可建议实行电客车大旁路整改，即增加大旁路继电器，可在无法判断故障点的情况下，对影响列车行车的部件进行旁路操作，为司机提供了一种最快速的解决无法动车问题的手段，可大幅减少电客车救援、大面积瘫痪、晚点等事件。

2.5连续小波变换

连续小波变换（CWT）是一种小波变换方法，可以更加精细地反映出连续信号中的故障信息。在铁路货车滚动轴承故障诊断中，常用的连续小波变换方法包括Morlet小波和Gabor小波等。连续小波变换的基本思想是选取一个小波函数，对其进行伸缩和平移操作，构造出一系列的小波基函数。这些基函数可以在不同的尺度上对信号进行分析，从而实现对信号的多尺度分析。在实际应用中，Morlet小波和Gabor小波是两种广泛应用于信号分析领域的小波函数。Morlet小波通常用于检测高频信号，而Gabor小波通常用于检测较低频信号。这两种小波函数都可以很好地适应非平稳信号的分析需求，具有较高的分辨率和精度。在进行连续小波变换之前，需要将信号进行预处理，去除噪声和其他干扰。接着，使用选定的小波函数构造小波基，并与信号进行卷积运算，得到时－频域的分析结果。与离散小波变换不同的是，连续小波变换可以直接对连续信号进行分析和处理，从而可以更加精细地反映出信号中的故障信息。在得到时－频分析结果之后，需要进行特征提取，以获得反映故障特征的参数。在铁路货车滚动轴承故障诊断中，常见的特征包括能量、方差、均值、峭度和偏度等。这些特征可以提供反映轴承故障严重程度的参数，以便进行轴承故障诊断和预测。总之，连续小波变换是一种有效的信号分析方法，适用于铁路货车滚动轴承故障诊断。通过选择合适的小波函数，对信号进行卷积并进行时－频域分析，可以更加精细地反映出信号中的故障信息，并提取反映故障特征的参数，进而实现对轴承故障的准确诊断和预测。

结语

综上所述，通过对铁路货车常见制动故障的原因分析,提出了防范建议和措施,对减少制动故障的发生有一定的积极作用。

参考文献

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