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

夏凯  罗康

福州地铁集团有限公司运营事业部，福建 福州 350000

摘要：近年来，我国的交通行业有了很大进展，地铁工程建设越来越多。在地铁车辆当中，转向架的作用极为重要，是保证地铁安全运行的关键部件。为保证其使用质量，相关工作人员应该提升转向件故障诊断和处理水平。文章就地铁车辆转向架的故障与处理技术进行研究，以供参考。

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地铁车辆转向架组成

通常情况下，地铁车辆转向架的主要组成部分包括对称分布在两端的侧梁与中间的横梁，通过全焊接技术来实现各个元件之间的连接。其中，侧梁是将上盖板、下盖板以及双腹板组焊到一起。按照是否存在端梁结构，可以将转向架分成两组，一是有端梁的“日”字形结构，其主要功能是承载驱动装置；二是无端梁的“H”形结构，其主要功能是承载驱动装置和制动力以及牵引力等作用。通常情况下，干线地铁车辆转向架应用的都是有端梁结构，并通过横梁来承载牵引或制动装置。虽然地铁转向架的构造形式有很多种，但是所有的地铁转向架却都具备大致相同的基本结构，包括构架、轮对组成、一系和二系悬挂、基础制动系统、抗侧滚扭杆、轮缘润滑系统、中央牵引单元和辅助零部件等。而在实际应用中，地铁车辆转向架的技术参数还需要根据地铁车辆的实际运行需求来确定。

2地铁车辆转向架的设备故障和处理技术

2.1轴承故障及其处理技术

在地铁转向架的实际应用中，轴承故障是最为主要的一个故障情况。轴承是地铁车辆转向架中的一个重要组成部分，一旦轴承发生故障，整体转向架的运行都将受到不良影响，从而很容易影响地铁车辆的运行安全，严重的情况下甚至会引发安全事故。由此可见，地铁车辆转向架轴承故障和地铁车辆的安全性之间具有非常紧密的联系。通常情况下，地铁车辆转向架中的轴承故障主要原因是轴承油污过多或轴承受到了严重磨损。这些问题不仅会对转向架轴承的应用产生不良影响，甚至会使其使用寿命缩短，最终影响地铁车辆的安全、稳定运行。尤其是轴承的严重磨损情况，更是会直接引发轴承故障，甚至导致轴承坏死。出现这样的情况，是因为在车辆运行的过程中，其转向架轴承不可避免地会产生不同程度的磨损，当磨损到了一定程度之后，便会导致地铁车辆转向架轴承坏死，从而影响地铁车辆的安全稳定运行。对于地铁车辆转向架轴承故障，具体检修中，技术人员可通过小波包-包络分析法来进行检修。该方法的主要原理是借助于滤波器来实现特定频率振动信号的获取，让转向架轴承故障检修中固定频率无法确定的难题得以有效解决，然后再通过故障识别搜索技术来进行轴承故障搜索，并将反馈的变量值作为依据来实现转向架轴承故障位置的准确确定。

2.2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。就是金属与周边的相关介质出现了化学、电化学的作用，对转向架轴承产生腐蚀性的破坏。在实践中主要就是水分、润滑油等化学腐蚀，同时如果强电流通过了轴承，在轴承套环的相对运动中也会导致轴承出现腐蚀性的故障隐患问题。

2.3建立有限元模型

建立有限元模型是结构强度分析的基础。采用ＡｕｔｏCAD软件对构架三维模型局部简化后，由Ｈｙｐｅｒｗｏｒｋｓ有限元仿真软件对模型自动离散。电机齿轮箱等较大型设备以集中质量的形式模拟，施加在其质心位置，通过ｒｂｅ3单元连接在安装点位。轴箱弹簧和转臂处节点处的弹性衬套以弹簧单元模拟，根据实际刚度赋予弹簧属性。此外，角焊和对接焊部位以焊缝处节点重合的形式模拟，搭接焊和塞焊部位以搭接壳单元模拟。同时，对于受力复杂部位进行人工干预离散，以优化局部网格质量并提高模型准确性。

2.4基于霍夫直线的螺栓防松检测

如果比较两个矩形的相对位置来判断螺栓是否发生松动的话，就需要找一个参照目标去比较。在本文中，介于标记线的矩形区域特征，提出了一种基于霍夫直线检测去寻找矩形区域长边的直线，接着计算两段直线的角度差去判断防松标记线是否发生松动。霍夫直线检测的其原理是从统计学观点出发，应用点线对偶性求直线。图像空间内同一直线上点与参数空间内相交直线相对应，并将参数空间内所有和同一点位相交的直线，图像空间内同一直线上均设有相应点位。霍夫变换把图像空间中求直线问题变换到参数空间中求点问题，并通过对参数空间的简单累积统计实现检测任务。

2.5转向架落成组装

在完成了地铁车辆转向架的故障检修之后，需要对转向架重新进行装配。具体装配中，检修技术人员可采取以下几个方面的技术措施：第一，对轮对油箱、车架和附件进行装配，并在完成装配后对轮对进行吊装；第二，对温度传感器、齿轮箱吊杆、齿轮箱限位螺栓进行装配，在此过程中，需做好转向架实际尺寸测量，并根据其测量尺寸来做出适当调整；第三，将垂直油压降低，进行振动器、牵引电机、联轴器以及齿轮箱悬挂器安全支架的安装。具体检修过程中，为确保地铁车辆转向架的落成组装效果，检修技术人员还需要对以下几项内容做到足够重视：第一，螺栓应通过防松钢丝绳做好固定，并通过白漆做好紧固标记，尤其是对已经完成修理并符合规定的螺母和螺丝，一定要做好防松标记；第二，装配过程中，对带有标签的螺栓，一定要重新使用，并在使用之前对其表面上的污垢、油脂等杂质做好清理；第三，对拆卸下来的防松螺丝、止动垫圈、开口口哨以及弹簧垫圈等，一定要做到及时更新，并严格按照规定做好其他所有紧固螺母的标记；第四，在组装之前，检修技术人员一定要做好各项零部件的检查和归档工作，在经检查合格之后才可以进行转向架的组装。组装中，应确保所有零部件都与之前拆卸下来的零部件一致；第五，组装过程中，一定要严格按照地铁车辆转向架的安装图纸进行组装，不可出现错装、漏装和倒装等情况。通过这样的方式，使地铁车辆转向架的检修质量得以良好保障，从而为地铁车辆的安全稳定运行奠定良好基础。

结语

转向架轴承在运行中出现故障问题，会直接影响列车运行的安全性，在智能化诊断技术的支持下，可以通过计算机进行故障诊断分析，实现了自动化、智能化的诊断，有效地保障了地铁运行的安全性、稳定性。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

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