CRH2A转向架常见故障原因

摘要

2008年8月1日中国开通第一条高铁京津城际，2009年《高速铁路设计规范(试用)》规定了中国高铁的定义。于是，中国走向了快铁-高铁时代。2015年中国铁路总公司称年底中国高速铁路营业里程达1.8万多公里而快速铁路网达4万多公里(铁路总共12万公里)。CRH2型电力动车组，是中华人民共和国铁道部为国营铁路进行中国铁路第六次大提速及建造中的高速客运专线铁路，向川崎重工及中国南车集团四方机车车辆股份有限公司订购的高速列车车款之一中国铁道部将所有引进国外技术、联合设计生产的中国铁路高速(CRH)车辆均命名为"和谐号"。CRH2系列为动力分布式、交流传动的电力动车组，采用了铝合金空心型材车体。

转向架作为列车行走部件，直接关系到列车运行安全，其可靠性始终处于动车组设计的重要位置，是高速动车组的核心部件。为了适应更高速度和我国线路状况的需要，在引进转向架基础上进行了创新，国内CRH2A原型转向架是有川崎重工生产的动车转向架DT206和拖车转向架TR7004B基础上改进发展而来。

本毕业设计通过对转向架的结构分析，从而得出常见故障及处理方法。

关键词：CRH2A转向架；常见故障；故障处理方法；

目录

第1章绪论 (1)

1.1 研究背景 (1)

1.2研究思路 (1)

第2章 CRH2A型动车组转向架 (2)

2.1 转向架结构 (2)

2.2 构架 (2)

2.3 轮对轴箱装置 (2)

2.4 一系悬挂 (3)

2.5 侧梁 (3)

2.6 转向架 (3)

2.7 CRH2A转向架类型及组成 (4)

第3章 CRH2A型转向架故障及处理 (7)

3.1轴温 (7)

3.2车轮踏面出现擦伤或者剥离 (8)

3.3转向架异常 (9)

3.4 BIDS内部故障 (10)

3.5 BIDS传感器异常 (11)

3.6 转向架失稳检测装置传输不良 (11)

3.7夹钳机械卡滞 (12)

第4章一、二级修对转向架的检查 (14)

4.1 一级修检查 (14)

4.2.二级修及专项修 (15)

第5章转向架故障检查方法及改进 (16)

5.1 故障检查方法 (16)

5.2故障检查方法及改进 (16)

5.3 改进的主要方法 (16)

参考文献 (17)

致谢 (18)

CRH2A型动车组转向架常见故障原因分析处理方法

第1章绪论

1.1 研究背景

CRH2型电力动车组，是中华人民共和国铁道部为国营铁路进行中国铁路第六次大提速及建造中的高速客运专线铁路，向川崎重工及中国南车集团四方机车车辆股份有限公司订购的高速列车车款之一中国铁道部将所有引进国外技术、联合设计生产的中国铁路高速(CRH)车辆均命名为"和谐号"。CRH2系列为动力分布式、交流传动的电力动车组，采用了铝合金空心型材车体。CRH2A采用了转臂式轴箱定位方式、无摇枕转向架，结合转向架的特点进行故障分析，总结故障处理方法，从而对以前的方法进行改进，提高检修效率。

1.2研究思路

对转向架的每个部件就行了解，在行车中通过随车机械师记录的数据和车进库后工作人员检查的数据进行对比得出故障，通过分析确定故障的位置，处理故障，在处理过程中不断改进处理方法。在分析论证的基础上，着重对高速动车组转向架及故障处理进行分析，分析其转向架常见故障处理方法等方面。分析CRH2A型动车组转向架为例，主要完成以下内容：

（1）分析轴温

（2）车轮踏面擦伤、剥离

（3）BIDS转向架异常

（4）转向架失稳检测装置传输不良

第2章 CRH2A型动车组转向架

2.1 转向架结构

主要由构架、轮对轴箱、一系悬挂装置、二系悬挂装置、驱动装置、基础制动装置等组成。各部分具有如下特点

(1)无摇枕转向架方式；

(2)高速稳定性和曲线通过性能兼顾；

(3)轻量、小型、简洁的结构；

(4)采用小轮径的车轮以减少簧下的重量；

(5)全部车轮装有机械制动盘（轮盘）；

(6)动车转向架上装有轻型交流异步牵引电机；

(7)拖车转向架车轴上装有机械制动（轴盘）；

(8)利用踏面清扫装置改善轮轨间运行噪声和黏着力；

2.2 构架

(1)选用与转臂式轴箱定位方式相对应的转向架构架结构。

(2)转向架构架的形状采用H形，由侧梁和横梁、相关支座、连接梁等构成，有一定柔性。

(3)转向架构架分为动车转向架构架和拖车转向架构架两种类型。

2.3 轮对轴箱装置

(1)动车转向架轮对由车轴、车轮、轮盘、齿轮装置及轴承构成。拖车轮对由车轴、轮盘、轴盘及轴承构成。

(2)选用了空心车轴,在车轴中心设一直径为￠60mm的通孔,每根轴约较实心车轴减轻60kg，既减轻了簧下质量，又有助于对车轴进行超声波探伤。

(3)车轮采用整体轧制车轮。

(4)轮盘为一体型锻钢制造，轴盘采用了分割，便于更换。材质采用能抑制因摩擦热而产生盘的“翘曲”的结构和耐热性特殊钢。

(5)轴承采用￠130mm润滑脂润滑密封型圆锥滚子RCT轴承，为预加润滑脂的全密封型单元轴承。

(6)动车转向架装有齿轮装置，用于传递驱动扭矩或制动扭矩。

(7)转臂式轴箱与转臂橡胶套座匹配使用，实现牵引力、制动力的传递。

(8)轴箱端盖安有速度传感器。

2.4 一系悬挂

(1)由轴箱弹簧、垂向液压减振器和转臂定位橡胶套构成。

(2)一系垂向减振器使用液压减振器，以防转向架以较高的频率点头振动。

2.5 侧梁

侧梁为封闭式箱型截面，由钢板焊接而成。侧梁断面相对于它们的中心对称，其两端有放置轴箱弹簧的弹簧盒，中央部分有安装空气弹簧的承台。侧梁材质为耐候钢。另外，转向架构架上使用的钢材，考虑到在超低温下的使用，要顾及材料的低温特性。

2.6 转向架

国内CRH2A原型转向架是有川崎重工生产的动车转向架DT206和拖车转向架TR7004B基础上改进发展而来。动车转向架主要由轮对、轴箱、一系悬挂、构架、二系悬挂、驱动装置和基础制动装置等部分组成，转向架实物图（如图1)

图1 转向架

表1 转向架参数

2.7 CRH2A转向架类型及组成

CRH2转向架的结构（如图2）分为100-700类，但是CRH2A分为DT206和TR704B。

图2 转向架组成

200类轴箱轮对组成由：1、2位2个直径860的车轮+（内含防锈剂）空心轴及轴端塑料防尘螺堵+制动盘及定位销和紧固螺栓及螺栓套+减速齿轮箱+半联轴节+1、2位两个轴箱组成等组成。小轮径和空心车轴，铝合金齿轮箱轴箱等有

效的降低了簧下质量，改善了轮轨作用力，降低了车轮和轨道的磨耗。

具体的带减速齿轮箱传动装置的轮对用于EMU车辆动车转向架上，其结构由：车轴、车轮、制动盘、减速齿轮箱、半联轴节（用于和牵引电机的对接）等组成。本结构在转向架走行部子系统中的作用是将电机提供的驱动动力经联轴节、齿轮箱传递给轮对，实现转向架的前行。其中各个零部件的结构特点和主要功能是：

车轴：车轴是轻量化空心车轴，有效降低了转向架的簧下质量，改善了轮轨受力状态。其结构由车轴、防尘盖、O型圈、卡环等组成，其特点主要表现在轻量化设计并有利于超声波探伤的空心轴上，以及安装车轮和齿轮箱从动齿轮的3个轴肩特征和便于装配的过渡圆弧特征上。轴颈尺寸精度应能保证压装轴承后轴承内圈和轴颈无相对转动。

车轮：车轮的踏面具有一定的锥度，以实现转向架运行中的横向对中和良好的曲线通过。并且踏面外形为LMA磨耗型踏面，此踏面经实际运行验证。在车轮直径到限前，严格按照定期镟修周期镟修后，此型踏面可长期保证转向架具有良好的安全性能。

制动盘：制动盘经过厂家的散热设计，有效降低制动盘热应力，减少热裂纹的产生（有已有的经验保证）；增长了制动盘的寿命。粉末冶金闸片和制动盘在制动磨耗时制动盘的磨耗速率很低。制动盘通过特制螺栓、螺栓套、定位销固联在轮辐上。

减速齿轮箱：齿轮箱通过单级齿轮传动实现输入轴和输出轴的转速差，从而将电动机的高转速转化为轮对的低转速。其内部结构由箱体、主动齿轮轴、从动大齿轮（装配于车轴轴肩）、脂润滑进口轴承、轴承定位结构、密封结构、磁栓、碳刷接地装置、安装吊杆等组成。结构简单、轻量化（铝合金箱体），清洁散热设计（磁栓清洁磨耗时清洁出的铁末、进口润滑油润滑啮合的齿轮）。

半联轴节：半联轴节可以实现齿轮箱和电机的对接，同时保证带减速齿轮箱传动装置的轮对结构的模块化。其结构主要由实现接口作用（具有内啮合齿）的外筒和连接螺栓，连接传动轴的键和小齿轮、轴端螺母、止转垫圈、缓冲橡胶、O型圈、中心板，防尘防水端盖等结构组成。

轴箱体组成由前盖（根据是否有速度传感器及其类型改制成多种类型），轴

箱体，安装螺栓，双列圆锥滚子轴承及轴承密封件，轴承内圈螺纹挡，轴端压体、卡圈及螺栓，内侧轴承内圈止档及密封圈，后盖，蝶形弹簧，特制螺栓垫圈等组成。

一系钢弹簧悬挂由双圈异向螺旋钢弹簧（起始点相位差180°），橡胶减震垫，调整板，上下夹板，套筒，防雪橡胶罩等组成。

图3 转向架的组成

700类：转向架附件及辅助排障器：用于清理轨道上的异物，其高度可调。转向架上安装抗侧滚扭杆可以改善了乘坐的舒适性,增强了曲线通过时的安全性。

第3章 CRH2A型转向架故障及处理

3.1轴温

轴温是判断轴箱的温度是否超过规定的温度，随时监控运行时的轴箱温度。

表2 轴温故障

3.2车轮踏面出现擦伤或者剥离

轮对属于行车的重要部分，踏面出现擦伤或者剥离会影响行车的安全，车轮踏面剥离的长度小于20mm。

3.3转向架异常

转向架的异常通常会出现在轴上，通过MON屏可以随时检测到轴上的信息。

表4 转向架

3.4 BIDS内部故障

BIDS传感器是负责对转向架的状态作出动作，出现故障就会影响对动车在运行时工作状态的判断。

3.5 BIDS传感器异常

BIDS传感器是用来检测并判断转向架是否异常，把转向架的信息传输到MON 屏上。

表6 BIDS传感器

3.6 转向架失稳检测装置传输不良

转向架的稳定程度决定了列车的行驶安全以及舒适度。

表7 转向架失稳

3.7夹钳机械卡滞

制动夹钳是由制动手臂和转向架侧的制动风缸来决定夹钳的动作

第4章一、二级修对转向架的检查

4.1 一级修检查

无电状态

车轴无划伤，如有见金属面划痕应打磨处理，可以提高车轴的疲劳强度（抗拉强度）。同轴轮径差≤1mm,同转向架轮径差≤4mm(高度时小于等于2mm).踏面无深0.5长25以上的硌伤剥离接触疲劳剥落等。制动盘无深1mm以上的划伤和贯穿裂纹，复查过大或长30mm，间距15mm以上的裂纹。制动盘内散热珊无异物堵塞。

制动闸片厚度应＞7mm(5mm),偏磨应小于3mm(5mm).更换闸片后应做开合试验3次。构架上制动吊座，电机吊座和构架横梁的链接部位，侧梁存在锥度的部分与弹簧筒联接附近底部的应力较大，是检查的重点。减振器无漏油，橡胶节点无裂纹老化。

电机、轴箱、齿轮箱等处的防松铁丝良好，必要时更换。减速齿轮箱油位正常2.8L左右不低于2.5L不高于3.1L。油位窗口无裂纹。通气装置等无渗油漏油。

管路无漏气，螺栓防松标记正常，无遗忘或掉落的螺栓的情况。轴端防松铁丝正常，空心车轴防锈剂充足（探伤时补充5cc）。空气弹簧气囊龟裂限值：深1.5mm，长度50mm。

辅助排障器无异常，底边距轨面高度5-13mm,能正常清扫轨面。接地装置碳刷长度大于25mm。接收反馈或在司机室查看所报故障：（通断电误报除外），无转向架轴温异常，司机室“转向架”故障灯未变红。无转向架失稳故障（分别为1-4轴故障）。有时供断电可能导致单一的误报，复位后再检查即可。无BIDS 内部故障。无BIDS传感器异常。无 BIDS传输不良。无制动不足。闸片抱死。制动夹钳制动不缓解。

转向架零部件无异常打击，损伤。航空接头不发生缩针现象。

半主动横向减振器异常时检查速度传感器是否已经失灵，更换时轻拿轻放。检修模式下：无多次复现记录的故障。其他方面：

(1)入库抽检车的动态信息，查看司机室显示屏的故障记录，空转滑行等信息。

(2)有电的情况下，可以进行检修模式的查看，查看全运行里程的故障记录。

(3)在车辆运行20-25万公里时，查看车辆的镟轮数据。

(4)轴温的检测可以查看该车的轴温报警数据。看该车是否报轴温故障。

(5)对齿轮箱和轴箱,联轴节等部位可以贴温度试纸，显示运行中的最大值温度。

(6)转向架失稳报警装置：报转向架异常，一至四轴对应的传感器报警。

(7)复检反馈踏面过大的硌伤擦伤，超限的镟轮。

(8)司机室故障灯“转向架”未亮(即轴温等无异常)。

各处温度限值：

齿轮箱、轴箱轴承：120℃

联轴节，齿轮箱工作油温：100℃

4.2.二级修及专项修

空车条件下，空簧高度330+t(+6-3)mm，轮径累计镟修量20mm以上后加调整板，控制限界。半主动横向减振不报故障，不漏油，橡胶节点正常，水平加速度传感器无异常。车轴探伤，裂纹界面反射幅值不超限值40% 轮对人工测量，轮径差不超1mm;擦伤硌伤剥离疲劳剥落不超限。新车大修后3万或30-60万km的齿轮箱润滑油更换。目视油位计窗口变浑浊，磁栓铁末1-2mm 厚。或应清洁。

轮对20-25万公里修形。改善轮轨磨耗。

必要时进行转向架的更换。检查A,B值，空簧压力，制动调隙4±1.6mm；试运行无故障。必要时随时更换闸片，限度大于7mm。必要时随时更换研磨子,限度为13mm，含安装铁厚度。

第5章转向架故障检查方法及改进

5.1 故障检查方法

1.目测转向架各轴有无裂纹和击打。

2.目测转向架与转向架的高度差以及各轮对之间的高度差。

3.目测所见各部件是否有丢失，螺丝是否有缺失。

4.对转向架构架和各部件进行侧量，是否达到规定的限度。

5.停放制动的缓解支架检查。

6.使用第五种检查器对轮对各数据进行测量。

5.2故障检查方法及改进

1.车进库后在地沟进行无电作业，使用超声波探伤机器对车组各转向架进行检查，确认转向架无裂纹和断裂、转向架构架、各轮对之间的高度差与转向架各部件的丢失情况。

2.使用红外线检查轮对的轮辐、轮辋、轮缘、QR值是否达到限度及时更换。

3.工作人员记录数据，使用红外线仪器横向止挡的止挡及其在转向架构架上是否有变形和凹痕，空气弹簧是否有裂纹，记录各个部件的数据，查看是否到达限度，到达限度当立即申请更换。

5.3 改进的主要方法

主要方法就是使用超声波探伤机器对转向架进行检测，工作人员在平台上控制机器在地沟中行驶，并且记录机器反馈到电脑上的数据，总结结果。仪器的工作对转向架各个部件的测量更加的精确，减少误差，从而减少行车中故障的出现。

参考文献

[1]王伯铭.动车组运用与检修[M].北京：中国铁道出版社.2014.

[2]张卫华.动车组总体与转向架[M].北京：中国铁道出版社.2011.

[3]侯梅英.动车组构造[M].北京：中国铁道出版社.2013.