电力机车牵引故障诊断和维修

电力机车牵引故障诊断和维修班级：机0801-1班学号：20080517 姓名：杨清随着我国电气化铁路的迅猛发展，铁路安全行车日益称为铁路系统中最为重要的内容。

电力机车牵引变压器作为电力机车上最重要的设备之一，同时也作为电力机车当中电压等级变换和电源分配的设备，其性能的安全可靠程度将直接影响铁路系统能否安全的运行。

本文首先阐述了我国电力机车牵引变压器的故障诊断现状以及诊断的意义吗，并对歉意变压器的内部组成结构以及牵引变压器的各种频发故障进行详细说明，在此基础之上，本文详细说明了电力机车牵引变压器故障诊断中所采用的诊断算法，并介绍了故障诊断系统的硬件组成机软件工作过程，最后，论文通过对故障诊断系统进行测试试验完成了对故障检测系统的检测以及对变压器各种故障的分析。

1 铁道机车车辆铁道机车车辆是一个集合名词，称呼所有在铁路运输上的车辆。

通常包含了有动力及无动力两种。

铁道车辆是主要的陆上交通运输工具，它必须沿着专设的轨道运行，不论其本身是否具有牵引动力，均能运送货物或旅客。

铁道车辆按照用途分为铁路客车、铁路货车两大类。

由于不同的目的、用途及运用条件，使车辆形成了许多类型，但其构造基本相同，大体均由六部分构成：车体、车体架、走行部、车钩缓冲装置、制动装置、车辆内部设备。

诸如交流电动机的串级调速，各种类型的变频调速，无换向器电动机调速等，使得交流电动机逐步具备了调速范围宽，稳态精度高，动态响应快等良好的技术性能，在调速性能方面完全可与直流电力拖动媲美。

除此之外，由于交流电电动机具有调速性能优良，维修费用低等优点，逐步取代直流电力拖动而成为电力拖动的主流。

随着电工技术的发展，对电能的转换、控制以及高效使用的要求越来越高。

电磁材料的性能不断提高，电工电子技术的广泛应用，为电动机的发展注入了新的活力。

未来电动机将会沿着体积更小、机电能量转换效率更高、控制更灵活的方向继续发展。

2 机车车辆检修铁路车辆在运用过程中，零部件会逐渐磨耗、腐蚀和损伤，为使车辆经常处于质量良好状态，确保行车安全并延长车辆使用寿命，必须对铁路车辆进行各种检查和修理工作。

2.1 检修制度国际上通行两种检修制度：计划预防修理制度和按车辆技术状态修理的制度。

计划预防修理制度，即首先摸清车辆主要零部件的损伤规律，然后确定其使用期限，再在此基础上确定合理的检修循环结构和检修周期，使车辆零部件在运用中产生的损伤尚未达到极限时，就能加以修复。

机车车辆修理管理体制改革建议李永贵机车车辆修制改革由修理制度和管理体制改革两部分组成，二者相互制约，相互促进。

修理制度改革已进行三年之久，在许多问题上取得了共识，改革已有实质性进展。

当前应在深化和完善修理制度改革的同时，不失时机地进行管理体制改革。

长期以来，机车车辆各级修程一直执行计划预防修制度，逐步形成了厂段修分级管理的计划经济管理体制。

厂修由部集中计划，执行部定价格。

修理工厂隶属于机车车辆工业总公司，虽然是独立核算单位，但其改扩建由部统一安排，政策性经营亏损由部补贴。

段修则由铁路局和分局实行计划管理，承担段修任务的机务段、车辆段隶属运输部门，与运输一线关系密切。

机务段、车辆段不是企业法人，不是独立核算单位，不承担纳税义务和盈亏责任。

它的计划、财务、劳资、基本建设与技术改造等都是运输企业计划的组成部分，相当于运输部门的一个车间。

随着运输与工业企业逐步走向市场，现行修理管理体制面临一系列矛盾2.2 定期检修定期检修，是指对运用中的车辆，每隔一定时间，进行一次具有一定内容的检修工作。

定期检修能有计划地使车辆恢复运用功能，保持良好的技术状态，并保证在到达下一个定期检修以前，不出现重大故障。

客车定期检修修程为厂修、段修和辅修三种。

货车定期检修修程为厂修、段修、辅修、轴检四种。

2.3 车辆日常维修车辆日常维修的任务是保证车辆在运用中有良好的技术状态，防止事故发生，确保行车安全。

我国铁路货车的特点是数量多、车型杂，一般不固定配属给基层，所以流动性大，运用条件参差不齐。

如不及时对货车进行检查维修，必将危及行车安全。

随着维修方式由事后维修向预测性维修的转变,由全部进厂维修向多数在现场维修转变,传统的仅凭维修人员视觉感官或分置式检测维修的方式已经不能适应新形势维修的需要,一些新型诊断技术被广泛采用。

⑴分析仪检测诊断技术应用于发动机检测频谱分析仪运用电子扫描的方法,不仅能测定出振动频率,而且可以排除周围的振动对听音器的信号的干扰,确定振源的振动频率及其相位关系,通过信号分析和处理中的相关原理对发动机的主轴轴承响、连杆轴承响、敲缸响、活塞销响、气门响等常见异响进行较为准确检测。

此外,在发动机性能检测中,联式测压盒可以实现一次性测得六缸柴油机每缸的高压油泵压力和涡轮增压器所增加的压力,减小操作的强度同时简化了操作程序。

漏气检测仪通过检测其漏气量,判断活塞环和活塞套的磨损情况,从而确定其是否修理,它还可以测定散热器机型的通风量确定其是否有污垢。

⑵分析技术机械工作时,各摩擦副表面产生的金属磨粒都要进入润滑油和液压油中,所以对油液取样分析,了解油液中金属磨粒的成分、数量、尺寸、尺寸分布和形貌,就能够及时准确地了解机械设备中各零件的磨损程度和磨损性质,从而判断机械的技术状态及故障趋势,并采取相应的措施,达到预防维修的目的。

目前在工程机械维修中采用的油样分析技术有油液光谱分析和油液铁谱分析。

油液光谱分析仪的基本原理是:任何元素在受热、电弧冲击、粒子碰撞或光照射时,其最外层电子都会在不同的轨道间跃迁,同时发射或吸收不同频率的能量,不同元素的特征频率不同,据此可以分析元素的成分和数量。

铁谱分析仪的基本原理是:不同磨损状态产生的磨粒的数量、尺寸、尺寸分布和形貌不同,利用一个高强度、高梯度磁场可以把油液中的磨粒分离出来,据此可以对机械的磨损状态做出判断,为预防性维修提供依据。

⑶红外温度计的的运用红外温度计的温度检测范围为-18~750℃,为非接触性,可进行下列检测项目:①通过该温度计可测出发动机散热水箱和机油冷却器芯的堵塞情况,若机芯堵塞,水温和油温会异常升温。

②利用此温度计可测出液力变矩器和制动器的过热情况。

③若滑动和回转部件(偶合件)出现漏油及缺油情况,使磨耗加剧,摩擦热使偶合件温度升高,红外温度计亦可测出,从而确定该部位是否缺漏油。

2.4 检修标准在车辆检修中有一个车辆检修限度，它是一种极为重要的车辆检修标准，指车辆检修时，对车辆零部件允许存在的损伤程度。

在日常维修中用检修限度来判断零件能否继续使用，在定期检修中用检修限度来判断零件是否需要修理及检修后质量是否合格。

传统的工程机械维修方式以预防性为主,只是在可能或已经出现故障时,通过维修使其使用性能接近原机的性能,费用往往比较高。

现代先进的工程机械维修方式一般是以状态监测为基础,可靠性维修为中心,以多种维修方式相结合,针对不同情况采取不同的方式的视情维修。

同时,伴随着诊断技术的发展,工程机械故障自诊与状态监测系统得到了越来越多的应用,各种技术参数可实现在线监控,实时监测,故障点也将越来越清楚,仅靠维修经验的维修将逐渐消亡,预测性维修将成为工程机械维修的发展方向;同时构造性大修代替了恢复性大修,传统的修理工艺是恢复性修理,即采用原机型零件,按照原机型技术标准进行修复,使其达到或接近原机型的技术性能,这种修理不包含有技术改进的工艺,而改造性大修是在大修时,保留原机尚可利用的部件,换掉性能落后的部件,用性能先进的部件来代替,使大修后机械的技术性能较原机有所提高。

随着计算机技术、嵌入式技术以及新兴的虚拟仪器技术的发展，故障诊断装置和仪器己经由最初的模拟式监测仪表发展到现在的基于计算机的实时在线监测一与故障诊断系统和基于微机的便携式监测分析系统。

这类系统一般具有强大的信号分析与数据管理功能，能全面记录反映机器运行状态变化的各种信息，实现故障的精确诊断。

随着网络技术的发展，远程分布式监测诊断系统成为目前的一个研究开发热点。

3 机车车辆维修的技术现状和发展尽管从20 世纪60 年代开始, 技术装备的维修已广泛深入地推行以可靠性为中心(RCM)的维修制度。

但在机车车辆维修领域内, 目前仍然是计划预防修的大框架。

整车或大部件定时或定运行里程进行不同等级的维修。

多年的实践和经验积累已使机车车辆计划预防修体制相当成熟, 各国铁路在此大框架下, 根据机车车辆的特点实施分层次的大修(轻大修、重大修和重造)、换件修和集中修。

许多铁路公司在计划预防修的大框架下, 实施灵活的状态修, 机车入厂(段)后，不再大拆大卸，而是根据计算机信息系统提供的履历, 通过必要的检测诊断来决定部件是否拆卸、更换或修理。

对一些重要零部件严格实行寿命管理。

3.1 维修进展及存在问题近10余年来在我国机车车辆维修领域内涌现出一批技术成果。

在技术诊断方面，对原有检测诊断设备进一步完善、改进，合理使用，例如润滑油光铁谱分析诊断标准的制订与完善；内燃机车综合检测装置的充分利用等。

另一方面开发出众多性能良好、使用便捷的部件检测装置，如机车车辆轴承地面检测装置、电力机车弓网动态检测装置、机车轮箍在线探伤方法与装置、提速机车转向架试检装置以及利用高压水或射流技术的部件清洗装置等。

3.2 维修建议（1）改善我国机车车辆维修制度加快修制改革进程, 大力推行和完善分层次、多样化的维修模式, 加快试行及推广轻大修、重大修和重造的维修模式。

（2）缩短在修时间和维修周期我国机车车辆大修在修时间太长。

目前我国内燃机车大修在厂平均停时为35天左右, 而美国为10～11 天, 印度为18～23 天。

（3）加大机车车辆维修方面的科研投入铁道部是以运输为主的部门, 机车车辆运用、维修是运输主战场, 理应加大维修方面的科研投入, 可是多年来由于历史原因, 机车车辆科研方面的资金绝大多数投入到新造机车和车辆方面, 对维修方面的科研重视不够, 投入很少, 致使与国外差距日趋加大，因此应加强机车车辆维修方面的科研投入, 重视维修学科建设, 积极创造条件, 使我国机车车辆维修体制迈入更高阶段。

（4）重视和加强维修人员的培训我国维修理论基础薄弱, 缺乏系统的理论研究和培训, 致使实践中经常出现基本概念混乱,导致错误维修的现象。

（5）提高诊断技术和完善维修信息系统近20余年来我国对铁路建设及机车车辆检修方面投入巨额资金，开发和研制了各种各样的检测诊断仪表设备, 但收效甚微，故障发现率和正确判断率达到要求的并不理想, 诊断标准和相应的专家系统满足不了检修要求, 因此在维修实践中起不了巨大作用。

这方面的工作有待进一步加强,应统一计划管理, 避免重复开发, 提高诊断技术、检测精度及可靠性, 重视决策软件开发。

同样还要继续加速和完善机车车辆维修信息系统的建设, 在推广和完善柳州铁路局机车维修管理系统的同时, 统筹建设机务段局域网和中央数据库, 开发维修管理软件和计算机制订维修计划，将机车车辆维修管理水平提高到一个新的高度。