动车组轴箱及定位装置故障模式分析及风险评估_朱亚男.pdf
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1、引 用 格 式:,.,():,朱亚男,李冰毅,房楠,等动车组轴箱及定位装置故障模式分析及风险评估 甘肃科学学报,():,:动车组轴箱及定位装置故障模式分析及风险评估朱亚男,李冰毅,房楠,崔晶(西安铁路职业技术学院,陕西 西安 )摘要动车组转向架的检修质量直接关乎行车安全,轴箱及定位装置作为转向架重点部件,为提高其检修品质,对轴箱装置的可靠性进行分解,并根据实车故障数据分析制定了轴箱及定位装置故障先验模式,再结合三维仿真分析和实车数据完善了轴箱装置故障后验模式,同时推导了其故障风险顺序数()的计算权重,设计了计算方法,将实车故障数据按故障模式和 进行归纳整理,得出轴箱及定位装置不同种类故障的针对
2、性检修方法,对指导优化轴箱装置的维修策略,提高其检修品质有着积极的促进作用。关键词动车组轴箱及定位装置;故障模式;风险评估;风险顺序数中图分类号:;文献标志码:文章编号:()在建成现代化铁路强国的目标下,保障动车组列车的检修质量并优化其维修策略显得尤为重要。转向架作为列车机械部分的重要组成结构,其检修品质直接关乎行车安全,是列车机械部分的重点维护对象。轴箱装置是转向架中受力关系最复杂的结构之一,因此也是故障高发部件。研究轴箱及定位装置故障的产生原因,分析其故障模式并评估风险,对于指导优化轴箱装置的维修策略,提高其检修品质有着积极的促进作用。轴箱装置的可靠性框图动车组的轴箱装配中包含轴箱和定位装
3、置,当且仅当轴箱装配中的个部件全部正常工作时,轴箱装置才能正常工作,具体情况见图。轴箱装置故障模式分析轴箱装置故障先验模式根据某动车段动车组检修故障数据库,以动车组走行 天为统计周期,经过整理和统计分析,将轴箱及定位装置常见的故障模式归纳为大类:工作状态异常或作用不良;:表面损伤(含磨损、擦伤等);:变形、尺寸超差;:裂纹(含外部裂缝和内部疲劳裂纹);:断裂、损毁。图轴箱及定位装置装配结构可靠性框图 设轴箱及定位装置发生故障的概率为(),将过往数据整理统计得到的类故障先验发生率分第 卷第期 年月 甘 肃 科 学 学 报 收稿日期:;修回日期:基金项目:陕西省教育厅 年度自然科学类专项科研计划项
4、目“基于移动互联技术的动车组转向架运用检修虚拟仿真操作平台开发”()作者简介:朱亚男(),女,甘肃庆阳人,硕士,讲师,研究方向为智能测控、动车组运用与维护。:别设为(),根据贝叶斯先验分布估计,则有轴箱及定位装置故障全概率计算式,即()()(),。()以某型动车组为例,其轴箱及定位装置在统计周期内共发生故障 次,具体故障模式见图。图轴箱及定位装置故障统计 在统计周期内,轴箱及定位装置的 故障共发生 次,占总故障数的 ;故障发生 次,占总故障数的;故障发生 次,占总故障数的 ;故障发生 次,占总故障数的 ;故障发生 次,占总故障数的,故类故障先验发生率分别为().、().、().,().、().
5、。轴箱装置故障后验模式综上可以看出,轴箱及定位装置故障以 类故障为主,即轴箱装配部件的变形及尺寸超差是主要高发故障。为分析轴箱及定位装置各部件的故障关联规律,对轴箱装置的运动和受力情况进行三维仿真分析(见图)。图轴箱及定位装置受力分析 由图可知,轴箱装配在轮对上,是轮对和构件的连接体,因此其受力关系就存在轮对和构架的多元约束关系,具体表现为:在轮对横向运动时,轴箱会随之横动,但横动幅度受到构架横向止档的约束;在轮对受到垂向冲击振动时,轴箱也会随之上下运动,垂向振幅与轮对一致;轴箱弹簧可利用垂向的压缩形变来缓和垂向冲击,减震器可衰减垂向振动,因此构架受到的垂向振动能量要比轴箱小;轴箱转臂会受到纵
6、向的推挽力,因此转臂定位销有可能产生此方向挤压变形。设为轴箱装置的运动函数合集,可以表述为,()其中:为横向运动函数,其赋值受轴箱止档限制;为垂向运动函数,取值无限制;为纵向运动函数,在动车组轴箱装置中取值固定为。综上,将轴箱及定位装置的故障表现归纳为类:作用不良故障。即与运动函数无关,主要包括制造质量问题、环境问题或操作维护不当等原因引起的设备作用异常(含先验故障模式、)。:运动故障。即与轴箱运动函数相关,由轴箱的垂向、横向运动及纵向受力引发的振动异常、温升异常、磨耗、裂纹、断裂等故障(含先验故障模式、)。设轴箱及定位装置故障后验概率为()(,),计算公式为(),()()(),()()()(
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