貨車滾動軸承早期故障軌邊聲學診斷系統(tǒng)的應(yīng)用與管理

王德明，肖井波

（1 沈陽鐵路局 車輛處，遼寧沈陽110001；2 沈陽鐵路局 車輛檢測所，遼寧沈陽110001）

貨車滾動軸承早期故障軌邊聲學診斷系統(tǒng)（以下簡稱TADS）是地面對車輛安全檢測系統(tǒng)（5T）的重要設(shè)備，采用聲學診斷技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過對運行中貨車軸承噪聲信號的采集和分析，識別軸承的工作狀態(tài)，可提供有效的軸承內(nèi)部早期故障診斷結(jié)果，在熱軸之前發(fā)現(xiàn)故障。作為鐵路運輸安全的監(jiān)測設(shè)備，其無故障運行及故障處理的快速性至關(guān)重要。如何更好的對設(shè)備運用管理是充分發(fā)揮TADS設(shè)備的關(guān)鍵因素之一，下面就設(shè)備的運用管理流程和實際運用情況進行介紹，以利于更好的使用TADS設(shè)備。

1 TADS的運用情況及意義

目前在全鐵路聯(lián)網(wǎng)運行的TADS軌邊設(shè)備55套，在鐵路局和鐵道部設(shè)立服務(wù)器，在相關(guān)的列檢所和車輛段安裝了復示軟件。設(shè)備采用遠程檢測，數(shù)據(jù)集中，聯(lián)網(wǎng)運行，信息共享的運行模式，所有軌邊設(shè)備聯(lián)網(wǎng)運行，數(shù)據(jù)上傳到鐵道部數(shù)據(jù)庫。TADS全鐵路監(jiān)控軟件安裝在鐵道部和全鐵路所有涉及到的鐵路局，可以實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)預報和設(shè)備監(jiān)控。同時在相關(guān)列檢所安裝了列檢復示軟件，列檢所通過列檢復示軟件對達到預報標準的故障軸承進行扣車處理，整個系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)化管理，實現(xiàn)對經(jīng)過探測站的貨車軸承的運用狀態(tài)聯(lián)網(wǎng)評判。同時，系統(tǒng)自動對故障軸承在鐵道部中央數(shù)據(jù)庫中的歷次運行狀態(tài)進行查詢比較，當軸承達到了一定的危險程度并需要做換輪處理的，會在列車即將到達的列檢所提示扣車報警，彈出報警對話框，需要列檢值班人員進行扣車處理和報警確認。

TADS系統(tǒng)經(jīng)過幾年的實際運用，通過大量真實、寶貴的數(shù)據(jù)、故障軸承照片等資料體現(xiàn)了TADS對貨車滾動軸承早期故障有效的安全預警作用，為軸承的檢修、退拔分解提供了原始的數(shù)據(jù)，為車輛軸承的定期修向狀態(tài)修轉(zhuǎn)變提供了可能。TADS系統(tǒng)實現(xiàn)了從報警向預警的互補和跨越，使貨車滾動軸承這一車輛要害部位在安全防范手段上關(guān)口前移，有了質(zhì)的提升。建立TADS系統(tǒng)的意義主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）保證鐵路運輸安全

全鐵路TADS系統(tǒng)，可對全鐵路重點線路上的貨車進行監(jiān)控，每天監(jiān)控的車輛數(shù)為12.5萬輛左右。全鐵路各車輛段對TADS預報的扣車報警故障軸承進行了分解，發(fā)現(xiàn)了許多嚴重剝離的故障軸承，保證了鐵路運輸?shù)陌踩?。?是2009～2011年TADS全鐵路報警的統(tǒng)計結(jié)果（該數(shù)據(jù)來自鐵道部貨車滾動軸承早期故障軌邊聲學診斷系統(tǒng)網(wǎng)站）。

表1 2009～2011年TADS全鐵路報警統(tǒng)計

全鐵路各車輛段對TADS預報的扣車報警故障軸承進行了分解，發(fā)現(xiàn)了許多嚴重剝離的故障軸承，及時進行了更換，提高了運輸?shù)陌踩浴?009—2011年全鐵路各車輛段上傳的TADS發(fā)現(xiàn)的、存在嚴重故障軸承的數(shù)量分別為334，289和281個。有的軸承故障已經(jīng)十分嚴重，繼續(xù)運行就可能導致嚴重的列車事故。這充分說明了TADS是鐵路運輸安全的重要設(shè)備之一。

（2）為貨車檢修修制改革提供技術(shù)手段

目前，鐵路車輛檢修方式有兩種，一種是列車到達有列檢所作業(yè)的車站停車，由列檢作業(yè)人員對車輛各部件進行檢查修理。另一種是按各種定期修程進行相應(yīng)的各級檢查修理。這兩種方法存在一定的安全隱患，特別是有些車輛在一個檢測周期內(nèi)使用率并不高或閑置，到期后常規(guī)對該車輛檢修，明顯是不科學不合理的。為了解決這一問題，鐵道部提出鐵路車輛檢修體制由定期修到狀態(tài)修、走行公里修轉(zhuǎn)變。要實現(xiàn)貨車車軸檢修修制改革，必須通過先進的技術(shù)設(shè)備提供保障。滾動軸承早期故障軌邊聲學系統(tǒng)可為車軸檢修的工作部門提供車輛軸承的運行狀態(tài)、故障數(shù)據(jù)。為車軸檢修由定期修到狀態(tài)修、走行公里修提供可靠的技術(shù)手段。

（3）可綜合評價各類軸承性能，對貨車軸承發(fā)展決策提供科學依據(jù)

中國鐵路擁有貨車60多萬輛，貨車軸承基本采用的是滾動軸承，而滾動軸承又分幾種軸承類型。貨車軸承作為車輛的關(guān)鍵部件，雖然在車輛的制造和維修上軸承是通過嚴格篩選，并采用質(zhì)量上乘的產(chǎn)品，但對于宏觀綜合評價龐大數(shù)量的運用軸承性能，一直是鐵路車輛部門急于解決的問題。將TADS軸承在線探測及預報數(shù)據(jù)、運用中報警軸承檢查及處理情況的反饋數(shù)據(jù)與車輛檢修及軸承裝用相結(jié)合，可以通過科學分析方法，對不同類型、不同生產(chǎn)廠家的軸承運用狀態(tài)及質(zhì)量進行評價，為鐵路車輛制造、軸承生產(chǎn)提供科學合理的依據(jù)。

2 TADS的運用和管理流程

（1）TADS的故障報警

TADS系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)化管理，在鐵道部TADS服務(wù)器建立中央數(shù)據(jù)庫，一方面可以存儲全鐵路范圍內(nèi)最完整、準確的貨車軸承故障預報信息，另一方面對貨車軸承的歷史預報信息進行綜合分析，對預報次數(shù)進行累計，通過對預報次數(shù)的分析和根據(jù)聯(lián)網(wǎng)扣車評判標準進行評判，可以進一步提高預報的準確性和可靠性。故障報警流程如圖1所示。

圖1 故障報警流程

系統(tǒng)自動對故障軸承在鐵道部中央數(shù)據(jù)庫中的歷次運行狀態(tài)進行查詢比較，當認為該軸承達到了一定的危險程度并需要做換輪處理的，會在列車即將到達的列檢所提示扣車報警，彈出報警對話框，需要列檢值班人員進行扣車處理和報警確認。在實時監(jiān)控界面中設(shè)立扣車報警窗口，對于經(jīng)過聯(lián)網(wǎng)評判后達到扣車標準的故障軸承進行報警。對TADS單次預報軸承一級故障時，由現(xiàn)場檢車員對預報軸位進行檢查確認。對系統(tǒng)自動彈出扣車預報對話框的軸承，現(xiàn)場檢車員要對預報軸位進行檢查確認；現(xiàn)場檢車工長要對現(xiàn)場檢車員認定無故障軸位進行復核。

（2）預報及反饋

列檢所動態(tài)檢車員對TADS預報的故障軸承，分為直通車和非直通車，如果是直通車，則直接上報是直通車就完成結(jié)果反饋。如果是非直通車，動態(tài)檢車員要立即將車次、車號、輛序（車輛順序）、軸位等情況經(jīng)動態(tài)檢車組長向列檢值班員報告；由列檢值班員通知現(xiàn)場檢車員；由現(xiàn)場檢車員對預報軸位進行檢查確認，并將檢查確認結(jié)果向列檢值班員報告，向動態(tài)檢車組進行反饋，經(jīng)檢查確認后，無故障車輛放行，由動態(tài)檢車員在TADS復示終端填寫檢查結(jié)果反饋信息。填寫或選擇的內(nèi)容包括軸承位置、是否甩車、是否換輪、軸承型號、檢查人和檢查時間等，標志板上的軸號等信息，完成檢查結(jié)果反饋。流程圖如圖2所示。

圖2 扣車報警的軸承故障流程

（3）分解及反饋

現(xiàn)場檢車員要將所有預報貨車的檢查確認結(jié)果向動態(tài)檢車組進行反饋，由動態(tài)檢車員錄入TADS。對存在故障的貨車按有關(guān)規(guī)定辦理扣車手續(xù)，并在軸承外圈的正下方，粘貼不干膠標志，注明TADS故障字樣，將故障車輛調(diào)至站修所后進行換輪處理；故障輪對送至車輛段檢修車間進行軸承退卸處理，檢修車間對軸承退卸分解后發(fā)現(xiàn)的故障進行拍照存檔，由車輛段安排專人匯總軸承故障類型及照片，15日內(nèi)補錄入TADS。

整個工作的流程如圖3所示。

圖3 處理流程圖

（4）鐵道部對TADS的運用管理流程

鐵道部TADS系統(tǒng)全程跟蹤監(jiān)控貨車滾動軸承從安裝到車輛上開始到該軸承報廢期間的工作狀態(tài)，實現(xiàn)對全鐵路運用的貨車滾動軸承實現(xiàn)全程閉環(huán)管理（圖4）。

圖4 貨車軸承閉環(huán)監(jiān)控管理流程圖

①貨車車輛新造或進行檢修后，TADS系統(tǒng)通過車輛制造工廠或車輛段AEI設(shè)備和其他相關(guān)信息系統(tǒng)獲得車輛和軸承的信息，上傳鐵道部TADS數(shù)據(jù)庫。

②對線路上運行的貨車軸承實時監(jiān)測，記錄通過TADS時的運行狀態(tài)。

③發(fā)現(xiàn)某個軸承出現(xiàn)故障后，自動跟蹤，當軸承故障達到一定危險程度時進行報警，提示進行扣車換輪處理。

④故障軸承退卸分解后，車輛段將故障軸承的分解情況及故障照片信息反饋到鐵道部TADS數(shù)據(jù)庫。

⑤當車輛進入車輛段（廠）進行定期檢修時，TADS系統(tǒng)結(jié)合車輛段（廠）AEI，自動將檢修貨車的軸承歷史運行狀態(tài)下載到車輛段（廠），指導車輛段（廠）對貨車軸承的檢修。

3 TADS預報故障軸承檢查分解的注意事項

（1）TADS動態(tài)檢車人員及列檢值班員一定要準確地理解TADS預報信息中有關(guān)軸承位置的含義，理解車輛方位、按運行方向定義軸位及按標簽位置定義軸位等重要規(guī)則，確保能夠向現(xiàn)場檢車人員提供故障軸承的準確位置；故障軸承按照標簽位置定義如圖5所示。將車輛距離標簽安裝位置近的一側(cè)定義為A端，另一側(cè)為B端，需要與列車運行方向區(qū)別開。從B端看向A端，距離A端較近的右側(cè)第1個車軸定義為A1軸承，另一端即左端定義為A2，右側(cè)第2個車軸定義為A3軸承，另一端為A4，以此類推。

圖5 TADS車輛軸位定義圖

（2）現(xiàn)場檢車人員需要和提供故障軸承預報信息的動態(tài)檢車人員或列檢值班員對軸位的理解達成一致，避免發(fā)生軸承檢查錯誤的情況；

（3）已經(jīng)甩車并確認的故障軸承一定要做好標記，然后再送往站修所，以免站修所、檢修車間進行換輪和軸承退卸分解時發(fā)生錯誤；

（4）檢修車間根據(jù)事先做好的故障軸承標記，并可以參考TADS檢查結(jié)果反饋信息中的錄入標志板信息確定故障軸承，進行退卸分解，并注意記錄故障軸承的相關(guān)信息（包括故障部位照片），以便及時錄入TADS系統(tǒng)。

4 結(jié)束語

隨著TADS應(yīng)用的進一步完善，TADS預報網(wǎng)絡(luò)的形成，網(wǎng)點密度的加大，TADS將成為保證鐵路運輸安全的重要基礎(chǔ)，TADS的應(yīng)用和管理也更加科學和規(guī)范，使TADS對鐵路生產(chǎn)力布局、綜合評價各類軸承性能，對貨車軸承發(fā)展決策提供科學依據(jù)發(fā)揮更大的作用。

［1］劉瑞揚，王毓民.鐵路貨車滾動軸承早期故障軌邊聲學診斷系統(tǒng)（TADS）原理及應(yīng)用［M］.北京：中國鐵道出版社，2005.

［2］陳伯施，劉瑞揚.地對車安全監(jiān)控體系5T系統(tǒng)-信息整合與應(yīng)用［M］.北京：中國鐵道出版社，2006.

［3］中華人民共和國鐵道部.TPDS TADS TFDS設(shè)備檢修維護管理規(guī)程［M］.北京：中國鐵道出版社，2007.