CRH1AA转向架常见故障分析和改进Word文档格式.docx
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采用了无磨耗的橡胶堆轴箱弹性定位装置；
采用高速轻型轮对；
轴颈中心距改为2000mm；
更换轴箱减振器安装位置；
装用带可调阻尼和弹性支承的空气弹簧，采用两端为球铰的纵向拉杆；
装用新型盘轴式根底制动装置；
优化了结构设计。
SW-200转向架结构与SW-160转向架根本相同，其改进如下：
优化了一系、二系悬挂系数；
采用轴盘式根底制动装置，适用于200km/h的高速列车。
该转向架在1998年6月的郑武线动力学试验中最高时速到达了240km/h。
在这一阶段，长客厂生产了我国第一台CW-200型无摇枕转向架。
其构架采用4块钢板拼焊，横梁采用无缝钢管，与侧梁连通作为附加空气室，中央悬挂。
转向架是轨道车辆结构中最为重要的部件之一，其主要作用如下：
〔1〕转向架是车辆的一个独立部件，在转向架于车体之间尽可能减少联接件。
〔2〕支撑车体，承受并传递从车体至车轮之间或从轮轨至车体之间的各种载荷与作用力，并使轴重均匀分配。
〔3〕转向架的结构要便于弹簧减振装置的安装，使之具有良好的减振特性，以缓和车辆和线路之间的相互作用，减小振动和冲击，减小动应力，提高车辆运行平稳性和平安性。
〔4〕充分利用轮轨之间的粘着，传递牵引力和制动力，放大制动缸所产生的制动力，使车辆具有良好的制动效果，以保证在规定的距离之内停车。
〔5〕车辆上采用转向架是为增加车辆的载重、长度与容积、提高列车运行速度，以满足铁路运输开展的需要；
转向架构架是转向架的主体，用以联系〔安装〕转向架组成局部和传递各方向的力。
并用来保持车轴在转向架内的位置。
是连接转向架其他组成局部的骨架。
它不仅承受机车上部所有设备的重量，而且承受传递机车在运行中产生的各种不同方向和随机运行中经常变化的动作用力。
因此，构架时一个受力复杂的部件。
为了保证轮对、牵引装置、悬挂装置与制动装置可靠工作，要求构架不仅有足够的强度和刚度，同时应具有满足尺寸的精度要求。
以保证转向架其他组成局部在构架上的正确安装。
转向架的作用：
转向架构架一般由左、右两侧梁和一个或几个横梁〔或端梁〕等组成。
侧梁的作用：
不仅是向轮对〔或轮组〕传递垂向力、横向力和纵向力的主要构件，还用来规定轮对的位置。
横梁的作用：
保证构架在水平面内的刚度，保持各轴的平行与承托牵引电动机等部件。
其主要组成局部与其作用表达如下：
〔1〕轮对。
轮对直接向钢轨传递重量，通过轮轨间的黏着产生牵引力或制动力，并通过车轮的回转实现车辆在钢轨上的运行（平移〕。
〔2〕轴箱。
轴箱是联系构架与轮对的活动关节，它除了保证轮对进行回转运动外，还能使轮对适应线路不平顺等条件，相对于构架上、下、左、右和前、后运动。
〔3〕一系悬挂〔弹簧悬挂装置〕。
用来保证一定的轴重分配，缓和线路不平顺对车辆的冲击，并保证车辆运行平稳。
它包括轴箱弹簧、垂向减振器和轴箱定位装置等。
〔4〕构架。
转向架的骨架，它将转向架的各个零、部件组成一个整体，并承受和传递各种力。
它包括侧梁、横梁或端梁，以与各种相关设备的安装或悬挂支座等。
〔5〕二系悬挂〔车架与转向架间的连接装置〕用以传递车体与转向架间的垂向力和水平力，使转向架在车辆通过曲线时能相对于车体回转，并进一步减缓车体与转向架间的冲击振动，同时必须保证转向架安定。
它包括二系弹簧、各方向减振器、抗侧滚装置和牵引装置等。
〔6〕驱动装置〔动力转向架〕。
将动力装置的扭矩最后有效地传递给车轮。
包括牵引电机、车轴齿轮箱、联轴节或万向轴和各种悬吊机构等。
〔7〕根底制动装置。
由制动缸传来的力，经放大系统（一般为杠杠机构〕增大假设干倍以后传给闸瓦〔或闸片），使其压紧车轮〔或制动盘〕，对车辆施行制动。
包括制动缸〔气缸或油缸〕、放大系统〔杠杠机构或空-油转换装置〕、制动闸瓦〔或闸片〕和制动盘等。
一般动车组的非动力转向架与动力转向架的最主要区别是：
非动力转向架没有驱动装置。
第2章CRH1A-A动车组转向架结构
CRH1A-A新一代铝合金动车组转向架基于CRH1-250不锈钢动车组转向架设计，该转向架包括轮对、螺旋弹簧组、轴箱、H型焊接构架、空气弹簧、抗侧滚扭杆、抗蛇行减振器、牵引拉杆、盘式根底制动、轴温监控装置、撒砂装置等。
图1CRH1A-A动车转向架
图2CRH1A-A拖车转向架
转向架在CRH1-250不锈钢动车组转向架根底上进行了改进，优化了悬挂参数、增加撒砂装置、车轮材料由ER9改为ER8C、取消垂向减振器、增加了电机
和齿轮箱轴承温度监控装置以与停放制动两侧缓解装置等，转向架落车后充气状态高度由917〔0，+4〕更改为912〔0，+4〕。
CRH1A-A铝合金动车组转向架的结构组成如以下列图。
图3动力转向架组成
第3章转向架故障分析
3.1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根底之一。
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根底上，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标准描述。
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根底。
如在产品设计中，要对组成系统的各局部、组件潜在的各种故障模式对系统功能的影响与产生后果的严重程度进行故障模式、影响与危害性分析，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。
因此将故障的现象用标准的词句进行描述是故障分析工作中不可缺少的根底工作。
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；
其中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、转向架配管与配线等。
依据某机车车辆股份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1所示。
表1转向架系统故障模式统计表
频率/次
百分比%
有效
累计
平安阀漏风
1
乍轮踏面损伤
乍轴端压盖无法拆卸
齿轮箱磁栓沽满铁屑
齿轮箱漏油
5
齿轮箱损伤
2
齿轮箱小齿轮外筒偏移
齿轮箱油脂过期
辅助空压机连接器故障
高度控制阀漏油
构架裂纹
排障板损坏
横向减振器漏油
9
换气装置振动大
抗蛇行减振器破损
6
抗蛇行减振器渗油
抗蛇行减振器故障
空气弹簧破损
空心轴有沉积物
联轴器齿轮箱渗油
联轴器挡水板破损
联轴器螺以开裂
0.89
联轴器螺栓断裂
车轮剥离
轮对擦伤
轮盘渗油
3
轮盘损伤
4
速度传感器故障
踏面清扫装置故障
怅紧装置故障
制动夹钳间隙过小
制动夹钳材油
7
轴盘与闸瓦温度过高
轴盘损坏
轴箱防振橡胶变形
轴箱体前盖故障
轴箱体有油脂
轴箱温度高
主变压器风机异响、振动
主变压器故障
主变压器渗油
转向架节点破损
合计
112
100
从表1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到达30条，占26.78%，应重点加强与制动装置相关部件的管理维修和保养工作，与时发现故障隐患，杜绝事故。
3.2动车组转向架故障原因分析
通过表1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，检查不与时。
设备上的某些静、动配合面缺少密封装置，或采用的密封方案不适宜；
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。
制动装置故障分析
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，到达了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。
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平安。
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、制动力缺乏、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缺乏。
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。
制动力缺乏时，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、BCU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BCU信息传输故障导致再生制动与空气制动同时发生、BCU内部滑行、抱死检测控制错误显示制动系统故障等造成的。
3.其他零部件的故障分析
轮对组成故障损伤，因其裸露车体外，且直接与地面钢轨接触，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，假设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与检修维护不当，使制动装置易出现故障。
第4章动车组转向架检测技术与处理
4.1动车组转向架轴承故障诊断的根本内容
动车组转向架轴承故障诊断与监测是通过轴承的劣化损伤以与性能状态参数，来判断和预测其可靠性和使用性，对异常情况的部位原因和危险程度进行识别和诊断，与时的可靠的反映故障，防止事故的发生，保证整个动车组运行正常，总的来说，动车组转向架故障诊断的内容是：
状态的监测，故障诊断和正确指导轴承的管理与维修三局部。
1.状态监测状态监测就是要采用各种方法掌握设备的运行状态，如检测、测量、分析和判别等还需要结合系统的现状以与经验，考虑环境和突发因素，准确判断轴承状态，当其出现异常时，发出警报，提醒相关人员采取与时的措施，系统要具有显示和记录其状态的功能，为设备的故障分析和可靠性分析提供信息和根底数据。
：
根据状态监测所获得的信息与数据，结合滚动轴承的运行历史结构特性和参数条件，对滚动轴承的各种不同类型的故障进行预报和分析，并确定其性质类型原因部位严重程度性能趋势和后果"
3.指导轴承的管理维修根据诊断结果，决定设备的维修方式和维修周期防止/过剩维修，防止因不必要的拆卸使设备精度降低，延长设备寿命；
减少维修时间，提高生产效率和经济效益；
减少和防止重大事故发生，故不仅能获得巨大经济效益，而且能获得很好的社会效益。
4.2动车组转向架轴承故障监测常用技术
机械故障诊断技术开展几十年来，产生了巨大的经济效益，成为各国研究的热点，从诊断技术的各分支技术来看，美国占领先地位，美国的一些公司，如Bently、HP等，他们的监测产品根本上代表了当今诊断技术的最高水平。
开展至今，动车组转向架轴承故障监测的常用技术主要有振动诊断技术，温度诊断技术，油样分析技术，油膜电阻诊断技术，声发射诊断技术等。
下面简要介绍这些方法振动诊断技术振动诊断技术是应用最早的使用范围最广的故障监测诊断技术"
运行的机械设备产生振动的原因是：
外表的接触摩擦和旋转部件的不平衡等。
进一步的研究说明：
振动的强弱与其包含的主要频率成份和故障类型部位和原因等有着密切的联系。
本论文就是采用振动诊断技术是通过安装在轴承座和箱体上的压电式传感器采集轴承的振动信号，并采用有效的方法对其进行分析和处理，振动分析法具有：
；
对早期轻微故障诊断有效；
信号采集方便，分析简单，直观；
诊断结果可信度高，在实际中得到了极为广泛的应用，在实际诊断中，传感器采集振动信号中不仅反映轴承本身的工作情况，还包含了动车组中其他运动部件和结构的干扰噪声，在动车运行中，有轻微的局部故障的滚动轴承的振动信号成分往往会被干扰信号淹没，很难被别离与识别，对轴承的工况和故障的诊断会有一定的影响，因此，轴承振动诊断技术的关键是采用先进合理的振动诊断分析处理技术来抑制干扰信号，提取故障特征信息，有效地与时地发现轴承故障。
2.温度监测技术温度监测是通过测量运行中滚动轴承的温度来监测其工作状态是否正常的方法，温度监测法是一种常规操作简单的故障诊断技术，轴承的温度对轴承的磨损程度和烧伤较为敏感，其应用在一定程度上能较好的反映轴承运行故障，提高了故障检测效率和增加了行车可靠性，但这种方法的缺点是：
只有当轴承故障累积到相当严重的程度后，也就是轴承故障的晚期病症，温度才有明显的变化，而轴承出现早期故障如点蚀剥落和轻微磨损时，温度监测无法发现"
由于摩擦产生的热量与相对速度的平方成正比，车辆速度与切轴时间成反比，因此，温度监测逐渐成为滚动轴承的辅助监测技术，降低风险。
3.油样分析技术磨损断裂腐蚀和润滑不当是动车组转向架轴承失效的方式，其中润滑不当占主要局部，由于轴承在运行过程中是用油润滑或油冷却，零部件磨损等原因产生微小颗粒必然会带入到循环油液中，对轴承所使用的润滑油进行常规理化分析，或对其中的金属颗粒进行铁谱分析颗粒计数等分析以与根据其形状和尺寸来判断轴承故障，就是油样分析技术，它能发现轴承的早期疲劳失效，可作磨损机理研究等特点，但是，这种方法易受其它外界因素的影响，一般用于离线监测，这样会导致信息可能不全面，还得依靠人力来管理，所以，这种方法具有很大的局限性
4.油膜电阻诊断技术动车组转向架轴承在旋转过程中，如果润滑良好，滚道和滚动体之间会有一层良好的油膜，由于油膜的作用，内圈与外圈之间有很大的电阻，到达兆欧姆以上；
当油膜遭到破坏时，其电阻的值就会降低，甚至接近0欧姆，故电阻越大，油膜就越厚，摩擦就小，属于正常运行状态；
假设电阻很小时，油膜就比较薄，轴承摩擦大，属异常运行状态，我们可以通过测量轴承内外圈的电阻，对滚动轴承磨损腐蚀等异常进行判断，但对外表剥落压痕裂纹等异常诊断效果差，其特点是适用于旋转轴外露的场合，对不同的工况条件可使用同一评判标准。
5.声发射诊断技术声发射（AcousticEmiSSion简称AE）是指物体在受到形变或外界作用时，因迅速释放弹性能量而产生瞬态应力波的一种物理现象发射检测是一种动态无损检测方法，即：
使构件或材料的内部结构，缺陷或潜在缺陷处在运动变化的过程中进行无损检测发射信号来自缺陷本身，对被检件的接近要求也不高，可以利用发射诊断技术长期监测轴承的运行状态与平安性发射检测到的是一些电信号，根据这些电信号来解释结构内部的缺陷变化往往比较复杂，需要丰富的知识和其他试验手段的配合，另一方面，声发射检测环境常常有强的噪声干预，虽然声发射技术中己有多种排除噪声的方法，但在某些情况下还会使声发射技术的应用受到限制。
4.3转向架检修方法与工艺分析
4.3.1转向架的解体
转向架的解体可分为架车堆出转向架和转向架解体两个步骤。
〔一〕架车
架车前要做好准备工作。
包括：
安装轴箱弹簧工艺卡钩；
撤除转向架与车体车架之间的大线、管路、帆布罩与速度表连线；
制动管路、撒沙管路、轮缘喷油器支管路接头。
在拆卸转向架与车体连接的牵引销是，先用手锤和撬棍翻开4条紧固螺栓放缓片，用扳手松下紧固螺栓，取下托板，用扁楔插入牵引销上端与车体上梯形槽底间隙内，锤击扁楔，使牵引杆销脱离梯形槽；
依次取下挡板、橡胶垫隔套、牵引销与球面关节轴承；
拔出手制动连接销上的开口销，取下连接销；
分解过程中应测量8个上下旁承体间的距离；
用内卡钳与钢尺测量左右侧挡自由横动量以与轴箱与止挡间隙；
做好记录，以备检修时参考。
〔二〕解体
1.转向架解体前要做好以下工作：
转向架解体前应先将各抱轴瓦盖、齿轮箱、轮对、牵引电动机、轴箱、弹簧装置、牵引装置杆件用黄色或红色漆做好组装标记；
用塞尺测量抱轴瓦润滑间隙；
用塞尺检查测量抱轴瓦瓦背有无间隙或错口现象。
将以上检查测量结果做好记录，以备检修时参考。
用接油桶分别将抱轴油盒、齿轮箱、旁承体内润滑油接放干净。
2.分解转向架时，按以下步骤进行：
移动专用镐架，使顶镐对准牵引电机吊挂座旁边，略向上顶起，撤除电机吊挂螺母开口销，用于用扳手松下螺母，取出垫圈和橡胶墩；
拆开砂管接头机卡子，卸下砂管；
拆下闸瓦吊杆水平拉杆两端的开口销与螺母，抽出水平拉杆；
调整闸瓦间隙调整器，是闸瓦间隙调至最大；
卸下油压减振器；
剪除转向架轴箱拉杆座螺栓的防缓铁丝，卸下螺栓，用扁楔将拉杆芯轴由槽内楔出；
松下轴箱外端盖螺栓，卸下轴箱盖，测量滚动轴承径向间隙，并记录测量结果；
将抓向架构架吊至检修台位，卸下各弹簧组，从轴头上卸下轴箱送至轴箱架上，并分解轴箱拉杆。
4.3.2构架的检修
构架是转向架的骨架，用于联系转向架各组成局部，传递各方向的作用力，并用来保持车轴在转向架内的位置。
构架由侧梁和横梁组成，转向架构架的结构。
构架主要故障有锈蚀、磨损、裂纹、焊缝开焊与变形。
检修时，必须将构架清洗干净，除去油垢、油漆残皮。
清洗前，应加盖密封各孔，不得使清洗液进入构架内部，防止腐蚀损坏构架。
构架的拐臂座、电动吊座机上下拉杆座切口须进行马蹄形磁粉探伤。
检查弹簧座、旁承座、电机悬挂座、油压减振器、制动吊杆座，各座不得有裂纹。
检查转向架侧挡磨损，应不大于2mm，超过时应更换，不超过时可加垫调整。
检查侧挡橡胶缓冲垫，更换破损老化的橡胶垫。
检查构架上的轴箱止挡。
当止挡磨损超过1mm、同轴左右止挡距离超过1912~1914mm时，均应堆焊或磨修止挡。
同一构架的4块旁承垫板应在同一平面内，允差不大于，每块旁承垫板的厚度不应小于9mm。
旁承体安装于构架旁承垫板上后，用塞尺检查其结合面的局部间隙，不得触与螺丝根部，其他局部不超过。
如超过上述规定，可先用大锤敲打，把垫板大致调平衡，再可用氧一乙炔火焰烘烤，然后手工修磨至规定要求，再对旁承垫板进行复检。
4.3.3旁承的检修
旁承的常见故障主要有：
尼龙板与钢摩擦板、球头、球柱磨损、拉伤、魔石和裂纹；
橡胶弹簧老化、变形。
检修时，须用定镐顶起来架上旁承的球头，拆下球头顶端螺栓与固定板，逐渐降低顶镐，取下旁承上部装置。
检查旁承球头外表，轻微拉伤可以打磨，有严重拉伤者应修正，测量球头厚度应符合要求。
旁承橡胶假设有破裂、老化者需要更换。
球面座的球面假设有轻微拉伤与腐蚀的情况，可用砂布打磨；
拉伤深度超过应旋修，检查尼龙摩擦板，假设有剥离、损伤严重者应更换；
油槽深度小于1mm时应重旋油槽。
清洗旁承与摩擦板，检查下摩擦板，局部磨耗大于或严重拉伤时应磨削修理，磨销量超过时，须加调整垫，否那么会导致机车在高速运行时长生蛇形运动。
中修时，应将下摩擦板取出，转动90°
安装。
旁承体内部应有油位高为25~27m的32号通用车轴油，用于摩擦板间的润滑，假设发生裂漏应修复。
根据解体前测量的各上下旁承间高度差集下旁承各配件的加工旋削量，确定调整垫厚度，要求调整后上下旁承体间隙在10~15mm之内，且要保证同一转向架4各旁承自由高度差不大于4mm。
最后向转向架上组装旁承体、摩擦板与球面座，按与分解时相反顺序进行组装。
4.3.4牵引杆装置的检修
牵引装置的主要故障有各零件裂纹、磨损、球形关节与销套烧伤，橡胶老化、变形等。
主要是因为各件承受的作用力很大，同时还要产生一定角度的摩擦转动。
检修时应先清洗牵引杆、拐臂、连接杆与各销。
牵引杆、拐臂、连接杆须探伤检查，不得有横向裂纹，否那么应更换；
纵向裂纹允许焊修。
测量拐
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