地铁车辆转向架的故障与处理技术

地铁车辆转向架的故障与处理技术

闫志杰 李富强

中车青岛四方机车车辆股份有限公司 山东省青岛市 266000

摘要：随着人们生活质量提高，对交通运输行业的要求不断提高。目前，在地铁车辆的运行过程中，转向架发挥着至关重要的作用。受到地铁车辆的长时间运行与其他各方面因素的影响，其转向架很容易出现一些故障，从而对地铁车辆的运行效果及其安全性产生不良的影响。为有效处理地铁车辆转向架故障，该文对其主要故障和处理技术进行分析，包括地铁车辆转向架的组成及其作用分析、地铁车辆转向架的主要故障分析、地铁车辆转向架主要故障处理技术分析以及地铁车辆转向架故障检修技术分析。希望通过此次分析，可以为地铁车辆转向架故障的及时发现与处理提供科学参考，从而有效确保地铁的运行质量与安全性。

关键词：地铁车辆；转向架；主要故障；处理技术

引言

在我国城市建设发展中，地铁作为重要的交通方式，有效地满足了人们出行的需求。分析地铁车辆转向架轴承故障问题，可以有效地保障车辆运行的安全性。时域分析法可以进行故障判断分析，但是无法精准地定位轴承中哪个元件出现了故障问题。通过频域分析方式进行处理则可以精准的定位故障位置。传统频域分析方式主要就是通过人工的方式对故障谱图进行分析，诊断故障问题。而在人工神经网络等智能化技术的完善后，在轴承故障诊断中应用可以实现自动识别处理，具有显著优势。

1地铁车辆转向架作用

转向架主要安装在地铁车辆下方，在地铁车辆运行过程中，随着车轮的变化，转向架也发生变化，以此来确保地铁行驶方向与既定方向一致。当地铁车辆行驶到转弯处时，转向架中的轴承装置会随着轨道变动，以此来实现地铁车辆的顺利转弯。当地铁车辆行驶到特殊路段时，驾驶员也可以通过转向架的操控来达到紧急停车效果，以此来实现地铁车辆的安全控制。就整体而言，转向架的应用不仅可实现地铁车辆环境适应能力的提升，同时也可以让地铁车辆更加灵活。

2地铁车辆转向架轴承故障成因分析

2.1锈蚀失效

在地铁运行中，转向架在长期运行中会出现温度较高的问题。而在夜晚等特定的时段中，在地铁停运中，轴承温度会出现显著的变化，这样则会导致密封装置失灵等问题的出现，在温度、化学物质等多种因素的作用下，则会导致轴承出现不同程度的腐蚀、生锈等问题。

2.2变色失效

地铁在持续的工作中，因为轴承的工作游隙过小，预载荷相对较大，润滑不良等因素的营销，导致转向架轴承在发热的影响下出现不同程度的变化，一般主要有淡黄色、黄色、茶色以及棕红色、紫蓝色以及蓝黑色等不同的颜色。如果出现了后面几种颜色，则意味着转向架轴承出现了不同程度的损坏，要对其及时处理。

3地铁车辆转向架故障处理技术

3.1智能架大修平台及配套智能装备

智能架大修平台定位为MES系统（现场执行管理系统），是集数据存储、数据分析、数据处理于一体的智能应用平台，主要包含人员管理、车辆管理、计划管理、工艺管理、请销点管理、作业管理、质量管理、异常管理、物资管理、委外管理、履历管理、可视化管理等功能模块，涵盖自检问题数据趋势分析，待办事项统一提醒功能，不仅能实现车辆架大修业务的信息化管理，还能与企业其他信息化系统进行对接，实现数据互通共享，提升企业的管理水平。智能架大修系统架构图如图1所示。

图1　智能架大修系统软件架构图

各业务模块功能如下：

（1）人员管理：对员工的基本简历信息（姓名、学历、职工编号、入职时间、工种）、员工技能（参加比赛获得荣誉证书、职业技能证书）等进行录入系统，实现员工基础信息的电子化，方便管理者查阅与管理。系统具有对人员基础信息进行编制、修改、删除、查询功能。（2）计划管理：具有计划编制或批量导入功能，计划制定后按预定流程进行流转审批，能显示出计划的流转审批记录、审批意见、当前审批人，系统能记录计划变更、调整的原因。（3）工艺管理：支持结构化工艺文件编制功能；具有工艺文件的审核和封存功能；具有工艺文件的版本管理功能；具有工艺文件的批量上传功能和查看功能；可根据工艺名称、工艺编码、编制人等信息进行工艺文件的查询。（4）车间调度管理：主要实现人员在进入车间作业前的请点申请及审核和作业后的销点申请和审核功能。（5）作业管理：对维修的标准化作业内容进行管理，能查看工位的作业任务，可实现系统化派工。通过手持端的应用，可实现任务的接收和作业过程数据的填报及关键作业工位图片及视频的留存和上传。

3.2转向架清洗和防护

在地铁车辆转向架检修中，清洗和防护也是一项关键技术。首先需要对分解之后的转向架零部件做好完整性检查，然后再对轮对和车架进行清洗，最后再通过高压空气将零部件吹干。在轮对清洗时，一定要通过人工和高压水相结合的方式进行清洗，通过汽车布、钢球、圆头刷、方头刷等做好零部件清洁工作。在此过程中，为防止水进入轴承内，不可直接通过高压水枪进行轴承清洗，而是需要采用人工清洗模式。在完成了轮对清洗之后，需要检查其是否清洁干净，并对其进水情况进行检查和处理。最后需要对电线接头和空气管道接口等位置做好保护，以免电线积水和气室积水等问题发生，这样才可以让地铁车辆转向架达到良好的清洗与防护效果。

3.3故障识别搜索算法

（1）谱峰判定。一般默认谱峰定义就是频谱图中最大值，因此，在通过计算机进行谱峰的搜索中，要在频谱图中进行最大值的搜索。这样则会出现在轴承没有出现某一个类型故障的时候，在振动信号频谱中会通过故障特频率为中心的频带中，搜索导致的最大值在此故障特征频率位置上，但是，其最大值与此频带中的相关幅值参数之间明确较大差异，因此，为了避免误判，利用计算机搜索，其最大值显著高于搜索频带中相关值则确定其为谱峰。（2）搜索频带设定。根据故障特征频率位置是否可以应对谱峰进行故障诊断，在进行频带搜索处理中要涵盖故障特征频率，因此，要将故障特征频率设置为搜索频带中心的频率，这样则更加合理。（3）故障特征频率误差设定。因为加工精度、轴承的各个零部件磨损等因素的影响，根据转向架轴承滚动体故障特征频率、外墙故障特征频率以及内圈故障特征频率公式进行分析计算，三个公式分别为：

通过计算就可以了解故障特征频率信息，但是，此种方式也会导致频率偏差问题。这样则会导致在通过计算机进行故障特征频率处理中出现差异性。为了避免出现误差导致的偏差误判问题，则要合理控制谱峰对应的频率、计算故障特征频率的误差信息，保障其在合理的范围中，在二者相等的状态下，则可以根据实际要求进行故障判断分析。

结语

综上所述，地铁车辆转向架对整体地铁车辆的运行质量及其安全性都具有至关重要的影响作用。基于此，在地铁车辆的运行过程中，检修技术人员一定要做好其转向架的检修工作。通过对转向架主要构成、作用及其主要故障类型的科学分析，来制订合理的检修计划，然后运用先进的技术、设备等进行转向架故障检修。同时，检修技术人员也应该定期对地铁车辆转向架进行科学、全面的维修保养工作。通过这样的方式，才可以让地铁车辆转向架的故障问题得以有效防治，在保障其运行质量、提升其使用寿命的同时促进地铁交通运输的安全、稳定运行。

参考文献

[1]张晓哲,黎荣,蔡子一,等.基于故障相关关系的地铁车辆转向架维修决策方法研究[J].城市轨道交通研究,2022,25(6):211-215,220.

[2]张涛,付媛媛,林勤.地铁客车重要零部件转向架轴端吊耳螺栓脱落故障分析及解决措施[J].大连交通大学学报,2021,42(2):23-27.