100%低地板有軌電車轉(zhuǎn)向架異音故障排查方案研究

王超偉 曹萬齊 李毅磊 陳永興 張先令

1.北京鐵路局唐山機(jī)車車輛監(jiān)造項(xiàng)目部 河北省唐山市 063035 2 中車唐山機(jī)車車輛有限公司 河北省唐山市 063035

1 引言

唐車公司為土耳其生產(chǎn)的100%低地板現(xiàn)代有軌電車采用獨(dú)立車輪轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)，具有良好的過彎性能及穩(wěn)定性。轉(zhuǎn)向架分為動車轉(zhuǎn)向架和拖車轉(zhuǎn)向架兩種，每輛車配備一臺轉(zhuǎn)向架，首次采用了磁軌制動裝置、傳動系統(tǒng)側(cè)向布置安裝等全新的結(jié)構(gòu)。車輪采用彈性車輪，降低車體及部件對小直徑車輪引起的高輪軌作用力，提高列車乘坐舒適性。車輛運(yùn)營以來整體狀況良好，但100%低地板SBB 55-021車組MC04車轉(zhuǎn)向架在動態(tài)運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)存在異音問題，經(jīng)過相關(guān)測試和排查未能解決，為確保列車正常運(yùn)營，對異音的轉(zhuǎn)向架進(jìn)行更換。后續(xù)對故障轉(zhuǎn)向架進(jìn)行徹底檢查分析。

2 運(yùn)行中故障排查過程

運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)MC04車出現(xiàn)異音后，對同列的Mc04車、Mc01車運(yùn)行時(shí)對車內(nèi)地面噪音和振幅進(jìn)行了測試，同時(shí)對Mc04車、Mc01車的四組牽引電機(jī)及齒輪箱在運(yùn)行時(shí)的橫向、縱向和垂向振幅進(jìn)行了測試對比分析。

測試結(jié)果如圖2所示：Mc04 車的車內(nèi)地面運(yùn)行噪音、振幅比Mc01大，但Mc04車牽引電機(jī)及齒輪箱振幅不大于Mc01車。

工作人員對異音故障進(jìn)行以下方式排查：

（1）斷開齒輪箱輸出側(cè)聯(lián)軸器的板簧與輪對側(cè)的軸橋圓錐面連接。

（2）使用“U 型工裝”將板簧固定在齒輪箱輸出側(cè)聯(lián)軸器上。

（3）切除Mc04 牽引，高壓供電進(jìn)行動態(tài)運(yùn)行測試。

通過以上測試，發(fā)現(xiàn)動態(tài)運(yùn)行時(shí)異音仍然存在。將轉(zhuǎn)向架更換下來進(jìn)行進(jìn)一步分析。

3 轉(zhuǎn)向架異音排查思路

將異音轉(zhuǎn)向架運(yùn)回后進(jìn)行初步排查，轉(zhuǎn)向架外觀狀態(tài)正常，對車輪踏面進(jìn)行檢測，最大軸向跳動0.7mm，最大徑向跳動0.5mm，踏面狀態(tài)無異常。在地面軌道上通過人力的方式推動轉(zhuǎn)向架運(yùn)行，速度小于5Km/h，未出現(xiàn)異音問題。經(jīng)過研究分析造成轉(zhuǎn)向架異音的問題可能有以下原因造成：

（1）牽引電機(jī)產(chǎn)生異音；

（2）齒輪箱產(chǎn)生異音；

（3）軸橋產(chǎn)生異音；

（4）轉(zhuǎn)向架安裝結(jié)構(gòu)不合理產(chǎn)生異音。

對以上的可能的原因制定檢測方案，依次進(jìn)行排查，找出轉(zhuǎn)向架異音產(chǎn)生的原因。

圖2 對MC01和MC04車進(jìn)行噪音和振幅測試

4 轉(zhuǎn)向架異音排查方案

4.1 牽引電機(jī)故障排查

對故障轉(zhuǎn)向架牽引電機(jī)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測試。通過整流器柜3AC 380V 50Hz電源連接牽引電機(jī)測試口，并進(jìn)行供電空載測試。

測試結(jié)果：通過對四個(gè)電機(jī)單獨(dú)供電測試，對比四個(gè)電機(jī)運(yùn)行情況，其中一個(gè)電機(jī)啟動噪音偏大，一個(gè)電機(jī)切斷電源后噪音偏大，但是未見異音故障。

4.2 齒輪箱故障排查

首先拆除齒輪箱輸出聯(lián)軸器并做好防護(hù)工作，然后將驅(qū)動系統(tǒng)用鎖緊繩固定，用3根動力電纜連接驅(qū)動系統(tǒng)。最后對四個(gè)電機(jī)依次接通3AC 380V 50Hz電源運(yùn)行，記錄從啟動、平穩(wěn)運(yùn)行至斷電停止后的運(yùn)行情況，驅(qū)動系統(tǒng)測試參數(shù)如表1。

表1 驅(qū)動系統(tǒng)測試參數(shù)

測試結(jié)果：根據(jù)以上參數(shù)計(jì)算電機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速為1500rpm，折算列車運(yùn)行速度為27km/h。通過現(xiàn)場測試情況，驅(qū)動系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)未見異音。

軸橋故障排查

通過對比土耳其地鐵與廠內(nèi)100%低地板樣車牽引系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)兩種車型的牽引系統(tǒng)控制方式基本一致，并且兩種車型轉(zhuǎn)向架安裝接口完全一致，動車轉(zhuǎn)向架可以互相替代使用。

此外，通過咨詢ABB驅(qū)動系統(tǒng)廠家，切除一個(gè)動車的驅(qū)動系統(tǒng)，列車在沒有速度和溫度監(jiān)控的情況下可以限速55km/h運(yùn)行。

4.3 轉(zhuǎn)向架動態(tài)測試（未裝驅(qū)動系統(tǒng)）

將故障轉(zhuǎn)向架安裝在100%低地板樣車MC04車上進(jìn)行測試，對樣車TP03車以及Mc04車制動進(jìn)行切除，列車限速測試。打開Mc04車左右側(cè)車門進(jìn)行監(jiān)測，分別占用Mc01車、Mc04車，在調(diào)試線路進(jìn)行了10km/h、15km/h、30km/h速度等級動態(tài)測試，觀察Mc04車故障轉(zhuǎn)向架運(yùn)行聲音，具體測試情況見表2。

表2 未裝驅(qū)動系統(tǒng)動態(tài)測試結(jié)果

測試結(jié)果：通過多次動態(tài)測試運(yùn)行發(fā)現(xiàn)，僅Mc01車作為主控司機(jī)室向前運(yùn)行時(shí)，列車速度從15km/h開始運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)向架開始左側(cè)出現(xiàn)疑似異音，隨著速度增高異音頻率逐漸增大。

4.4 轉(zhuǎn)向架動態(tài)測試（更換一位軸橋）

對故障轉(zhuǎn)向架1位軸橋更換后進(jìn)行測試，測試方案同“轉(zhuǎn)向架動態(tài)測試（未裝驅(qū)動系統(tǒng)）”。測試結(jié)果：疑似異音依然存在。

4.5 轉(zhuǎn)向架動態(tài)測試（更換二位軸橋）

對故障轉(zhuǎn)向架一位軸橋進(jìn)行恢復(fù)，二位軸橋更換后進(jìn)行測試，測試方案同“轉(zhuǎn)向架動態(tài)測試（未裝驅(qū)動系統(tǒng)）”。測試結(jié)果：疑似異音消失。

4.6 轉(zhuǎn)向架安裝結(jié)構(gòu)故障排查

通過各速度等級測試后，對故障轉(zhuǎn)向架進(jìn)行拆解檢查，對四個(gè)齒輪箱輸出聯(lián)軸器拆除的部件進(jìn)行外觀檢查，檢查結(jié)果如圖3所示，4個(gè)齒輪箱齒面無異常磨損，其余各部件無干涉問題，配合狀態(tài)良好。

圖3 齒輪箱齒面無磨損異常

通過方案的排查，最終確定由于2位軸橋故障導(dǎo)致轉(zhuǎn)向架異音，后對軸橋進(jìn)行了更換處理，異音問題消除。同時(shí)為用戶提供了充足的軸橋備件，出現(xiàn)異音問題快速解決，后續(xù)軸橋供應(yīng)商對產(chǎn)品進(jìn)行了優(yōu)化及質(zhì)量控制，徹底解決了轉(zhuǎn)向架異音問題。

5 結(jié)語

SBB 55-021車組（100%低地板）MC04車轉(zhuǎn)向架經(jīng)過科學(xué)分析、測試，最終確定了轉(zhuǎn)向架異音故障點(diǎn)，快速進(jìn)行處理。后續(xù)100%低地板車組如遇同類故障，可按該方案進(jìn)行故障查找，避免故障處理周期過長影響公司在國內(nèi)外市場的聲譽(yù)。