动车组轮对运用维修性研究

动车组轮对运用维修性研究

韩笑

中车唐山机车车辆有限公司 河北省唐山市 064000

摘要：动车组维修所涉及的内容非常广泛，除了基本的维修作业以外，还涉及对技术装备的维修如何进行管理，采用什么样的维修制度，对已有的制度如何进行改革等。所涉及的知识面也非常宽广，包括断裂力学、故障数学、可靠性工程、系统工程等。动车组的维修已经从一门技艺发展成为一门综合性的新学科。

关键词：动车；轮；维修

引言

针对铁路快速发展的要求，国家铁路总局加快进行铁路装备、设施和维修管理的现代化进程。尤其是我国引进了多种型号的动车组，对列车的结构以及关键零部件的研究也越来越重要。从运营成本上来讲，对于轨道类列车，运用维修费占到车辆全寿命周期费用的，是采购费用的倍。如何更好地维护和保养，制定合理经济的维修策略已经成为重要的课题。

轮对作为铁道车辆上最重要的部件之一,直接承受车辆与线路间相互作用的全部载荷及冲击,并与钢轨形成粘着产生牵引力或制动力,对车辆运行稳定性、安全性影响巨大。轮对维修是动车组维修中最为重要的环节之一,也是维修成本最高的环节,针对轮对运行的可靠性特别是维修性开展研究,具有重要的工程应用价值。本文将针对动车组轮对维修制度与维修特点进行研究,对国内轮对维修的中存在的差异,动车组维修中可能存在的问题与不足。基于UIC519标准对等效锥度的定义,论文建立车辆系统动力学模型,对一个镟轮周期的线路实测踏面数据进行分析,研究车轮磨耗以及等效锥度对车辆运动稳定性、平稳性的影响,论证进行轮对等效锥度的管理的重要性,提出基于等效锥度管理的车轮镟修的建议。本文还对动车组轮对进行了强度校核,在建立的动车组SIMPACK模型的基础上,对动车组在京津线全程、不同工况下的运行进行仿真,编制出动车组轮对作用载荷谱。利用损伤寿命计算理论,对车轴的寿命进行评估,获得在不同扁疤长度以及车辆横向失稳等故障工况下,对车轴寿命的影响关系。

1 我国目前轮对检修制度的特点

具有明显的预防性、计划性。这对于保证车辆的技术质量和行车安全，的确起到了非常重要的作用。但是随着新车型的不断增多，各种部件检修技术的不断进步，这种检修制度也逐渐暴露出很多的问题，其中比较突出的问题是：

第一，由于轮对检修周期不合理，容易造成资源的浪费，同时可能造成较大的安全隐患。

第二，目前我国的检修制度中并没有系统明确的规定车轮出现扁症、擦伤、车辆系统失稳的故障运行状态对轮对使用寿命的影响，不能给与车辆运营单位、维修单位以检修指导。在车辆结构日趋复杂和使用负荷不断提高的条件下，如何运用现代科学理论与方法来改善车辆运用、维修中的一些基本状况己经成为当务之急。

2 动车组轮对运用维修性现状

我国目前轮对检修制度的特点是具有明显的预防性、计划性。这对于保证车辆的技术质量和行车安全，的确起到了非常重要的作用。但是，随着新型车辆的不断增多，各种部件检修技术的不断进步，这种检修制度也逐渐暴露出很多的新问题，其中比较突出的问题说明如下：

第一，由于检修周期不合理，造成了资源的浪费，也可能造成较大的安全隐患。随着我国铁路运输任务压力的加大，列车的调度能力还是相对有限。若是相对较短的检修周期会直接影响列车的使用周转效率。若是过长的检修周期会对行车安全造成大的影响。我国己意识到本身检修制度对这方面造成的问题，正在完善。

第二，目前我国的检修制度中并没有系统明确的规定车轮出现扁症、擦伤等故障工况下对轮对使用寿命的影响。对于铁路车辆，在轮对出现扁症、擦伤时若使用寿命过长，虽然会节约一些新车再造成本，但是会对车辆的运行安全性造成重大隐患。除了要对轮对擦伤部位进行镟修外，还应对擦伤轮对进行寿命评估，以对路局等相关单位提供车辆维修的参考。

3 维修策略

3.1 列车高的可靠性和维修性设计

列车的固有可靠性和维修性是由设计决定的，因此从车辆轮对设计开始就对其可靠性和维修性提出严格要求。

3.2 计划预防修制的框架

动车组轮对维修按照计划预防修制的总体框架，按照定期实施各级检修。

3.3 采用诊断维修

在高速运行期间常常出现偶然故障，排除这些故障比消除磨损性故障更具有实际意义。列车进入维修段以前，将运行中出现的故障详细的通报给维修段。在列车进维修段前的小时制定出维修计划，按照轻重缓急进行维修安排。这种诊断维修已成功的完成了列车的非计划维修，总费用占维修费的，工作量的以上。大大提高了列车的利用率，使每列车年运行公里达到万公里以上。

3.4 灵活性维修

不同的维修等级由不同的工作包组合，增加维修的灵活性。

3.5 良好的技术支持

例如，汉堡动车段有长宽的动车库，配备最先进的维修技术装备；良好的人机工程的检修轨道、气垫式轮对和转向架更换装置、电磁导向的升降工作车、检修过程的计算机控制和管理系统及现代化的远程通信系统。

3.6 车辆不解体维修

施行车辆不解体的维修方式，大大提高维修效率，而且降低了车辆储备率。从上个世纪末开始实施，所需储备的列车由原来的降低到。

4 轮对镟修

随着高速铁路网的日益发展，高速动车组有着广阔的应用前景，而转向架在长大距离下的高强度、高密度运行，是整个动车组的核心部件，而轮对又是转向架中直接与钢轨接触的部件，受力复杂，因此极易出现诸如轮缘磨耗、轮径差、踏面剥离等损伤，这些都将对整个动车组的安全运行产生不利影响。轮对镟修优化一般应遵循以下原则：

4.1 从动车组运用状态、主要运营线路和车辆设计参数个方面综合分析，制定车轮检修周期。

4.2 车轮镟修周期应保证动车组具有一定的运行安全性与量。

4.3车轮整个使用寿命期内，车轮镟修周期不是一成不变的。应根据高速动车组的振动状态和车轮磨耗情况，适当调整车轮镟修周期。

根据此基本原则，以在京津线上运行的动车组为基本研究对象，建立动车组simpack动力学模型，在线路实测的磨耗数据的基础上，以车轮等效锥度为切入点，提出基于等效锥度管理的轮对镟修周期的研究。

总结：列车在线路上运行时，会有频繁的制动和启动的过程。当列车在启动或者制动时，轮对会产生制动滑行或者空转的现象。此时，轮对踏面沿着轨道方向滑移。巨大的摩擦力会造成车轮踏面的局部剥离或者擦伤。此类现象统称为车轮“扁症”。车轮踏面存在扁症时，车轮的形状不能保持原有的正圆形。每当车轮在线路上运行滚动到扁正位置，就会产生一种特殊类型的间歇性脉冲激扰。轮轨之间形成突发冲击，引起整个车辆轨道系统产生称合振动，导致轮轨之间作用力加大、车辆运行品质恶化、轮轨磨耗加剧，不仅给轮对造成损伤甚至还会危及行车安全。

参考文献：

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