动车转向架系统故障原因及改进方法

摘要

根据动车组原始故障数据使用SPSS统计动车组的故障类型，析了故障原因，并使用FMFCA分析方法得出了动车组转向架的故障模式、影响及致命性，为设计改进，特别是使用维护提供了有价值的依据。

关键词：动车组；转向架；FMECA分析方法；故障模式

目录

目录 (3)

第1章绪论 (4)

1.1转向架系统故障的影响 (4)

1.2动车转向架故障类型统计 (4)

第2章动车组转向架故障原因分析 (7)

2.1部件设备漏油分析 (7)

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第3章典型故障原因分析及处理方法 (9)

3.1转向架的故障案例和分析 (9)

3.2制动夹钳安装槽底部存在加工刀痕 (11)

3.3制动夹钳安装槽底面有尖硬异物 (12)

第4章制动夹钳吊运过程中磕碰制动吊座 (13)

4.1制定改进措施减少损伤现象 (13)

4.2制动夹钳检修工艺改进 (13)

4.3规范员工操作方法 (13)

4.4加强管理，提高员工责任心 (13)

4.5侧架故障模式影响及危害度分析 (14)

4.6 尽量减少紧急制动频次 (16)

第5章连接杆圆销受力的动力分析方法 (17)

5.1圆销受到垂向力 (17)

5.2圆销受力的理论结果及故障原因分析 (18)

5.3车辆通过三角坑时两端圆销受力偏心距的效应关系 (20)

总结语 (21)

参考文献: (22)

第1章绪论

1.1转向架系统故障的影响

电动车组动车转向架是高速动车组的走行装置，具有承载、减振、导向、牵引和制动等重要功能，是动车组的重要组成部分，决定了列车运营速度和运行品质。在实际运行中列车转弯频繁，使用状态复杂多变，加之操纵使用与维护中的环境不利因素，导致出现各种故障。

在铁路高速重载的运营条件下，动车组转向架一旦发生故障，会影响铁路运输安全。因此，开展动车组转向架可靠性分析与故障诊断的研究，对保证运营安全、提高维修效率和避免不必要的损失等都具有重要的意义。

本文依据动车组转向架数年内出现的故障数据，统计了故障的类型，分析了主要故障的原因，故障模式、影、响及致命性，从而能对设计、制造、管理与使用方而提出针对性措施，减少动车转向架系统故障的发生，确保转向架系统使用正常和动车组的运行安全。

1.2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川。

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.3}。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;各系统的故障百分比如表1所示。

由表1可知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

等川。

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2所示。

从表2中明显看出，转向架系统总共有42个故障模式，制动装置包括轮对等故障达到30条，占26.7800,应重点加强与制动装置相关部件的管理维修和保养工作，及时发现故障隐患，杜绝事故。

第2章动车组转向架故障原因分析

2.1部件设备漏油分析

通过表2分析可知零部件设备漏油在转向架故障中较为常见，可以占到总故障数的25%。通过对设备运行的观察发现可能故障原因是(1)动车在运转时，在相对封闭的机械箱里，机器在运转时会产生大量的热量。动车组在全日制工作时，箱内温度逐渐升高，箱内压力也会逐渐增大.油液在箱内压力作用下从密封间隙处渗出。(2)设计不合理;制造质量不良;使用维护不当，检查不及时。设备上的某些静、动配合而缺少密封装置，或采用的密封方案不合适;设备上的某些润滑系统只有给油路，而没有回油路，使油压越来越大，造成泄漏。

动车组制动装置故障在转向架系统故障中占到最大的比例，达到了26%以上。动车组转向架制动装置采用空液转换液压制动方式曰。制动装置故障不仅会造成动车组途中晚点，而且如处理不当会导致动车组发生事故，严重影响运输秩序，威胁乘客的生命财产安全制动系统的常见故障包括了制动控制装置传输不良、制动控制装置故障、制动控制装置速度发电机断线、制动力不足、制动不缓解、监控显示器显示抱死、列车紧急制动不能复位、监控器等控制设备无电等制动控制装置传输不良时，制动时会检测制动力不足。传输不良主要是光连接器的连接插头松动、接触不良，终端装置接口卡板故障。当制动控制装置速度发电机断线时，车辆将无法进行滑行控制。制动力不足时，可能是UB-TRTD继电器故障、电路故障、制动管系泄漏、EP阀故障、检测传感器故障、BC'.U故障等。但出现制动抱死故障显示时，可能是由速度传感器断线、PCIS防滑阀故障、CI与BC'.U信息传输故障导致再生制动与空气制动同时发生、BC'.U内部滑行、抱死检测控制错误显示制动系统故障等造成的。

轮对组成故障损伤，因其裸露车体外，且直接与地而钢轨接触，运行状况复杂，且轮对组成乃转向架的重要部件，如有故障易造成严重的事故。其次空气弹簧故障因其材质特殊为橡胶所制，较易被划伤，若运行时间长易造成空气弹簧的故障。其次还有横向减振器和抗蛇行减振器，这两者均为油压减振器，易造成漏油故障，从而降低减振效果。制动夹钳的长时间使用及检修维护不当，使制动装置易出现故障。

图a 动车组转向架图