25T型客車異常車輛振動的技術(shù)分析及優(yōu)化研究

秦禮　張隸新　馬玉國

摘要：隨著鐵路客車不斷提速及運(yùn)行里程的不斷延長，車輛發(fā)生異常振動的故障幾率也隨之大大增加。通過實(shí)際線路測試和車輛狀態(tài)檢查，并經(jīng)過技術(shù)分析、更改了軸箱定位結(jié)構(gòu)尺寸，確定了更改技術(shù)方案。實(shí)際線路測試驗證了優(yōu)化技術(shù)方案的可實(shí)施性和有效性。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)向架；異常振動；線路平穩(wěn)性測試；彈性節(jié)點(diǎn)損傷；鐵路客車 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：U271 文章編號：1009-2374（2017）05-0049-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.05.023

1 概述

2012年以來，某鐵路用戶多次反饋唐車公司2011年造修并交付的25T型客車在運(yùn)行過程中局部區(qū)間出現(xiàn)較大異常振動的現(xiàn)象。該批25T型客車是承擔(dān)蘭州～北京西的旅客運(yùn)輸任務(wù)，車輛在投入6個月運(yùn)營后部分車輛開始出現(xiàn)異常振動情況，截至2012年7月底，已累計14輛客車出現(xiàn)運(yùn)行異常振動的情況。為此，唐車公司多次對該批次車輛的異常振動情況進(jìn)行調(diào)研和處理，先后對該批次25T型客車的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)際添乘、線路測試和車輛靜態(tài)狀態(tài)檢查、振動異常的車輛分解檢查、故障數(shù)據(jù)分析處理等工作，最終確定了故障根本原因，并制訂了詳細(xì)可行的解決方案，車輛經(jīng)處理后進(jìn)行了線路試運(yùn)行測試結(jié)果證明，解決方案合理有效，徹底解決了長期無法解決的車輛異常振動故障，保證了車輛安全運(yùn)行。

2 車輛添乘及平穩(wěn)性測試情況

2012年7月，唐車公司在北京西～蘭州區(qū)間對運(yùn)行車輛的振動情況進(jìn)行添乘和測試。車輛運(yùn)行過程中，唐車公司人員對全列18輛客車進(jìn)行了添乘，同時走訪列車員詳細(xì)了解車輛運(yùn)行情況和比對，選取了振動較大的車YW25T675539和車YW25T675551平穩(wěn)性進(jìn)行測試，添乘和平穩(wěn)性測試情況如下：（1）測試車輛在測試區(qū)間的垂向和橫向平穩(wěn)性指標(biāo)均沒有超標(biāo)現(xiàn)象，縱向加速度rms峰值為0.031g，平穩(wěn)性測試數(shù)據(jù)見圖1；（2）測試車輛在其他區(qū)間（除寧邊～中衛(wèi)區(qū)間外）無明顯的異常振動；（3）在寧邊～中衛(wèi)區(qū)間線路上的較大振動為車體的高頻振動，并伴隨車體內(nèi)飾件共顫，產(chǎn)生噪音；（4）同列其他車輛在該區(qū)間（寧邊～中衛(wèi)區(qū)間）均也出現(xiàn)不同幅度的高頻振動，但振動程度比測試車輛小。

YW25T675539垂、橫向平穩(wěn)性指標(biāo) YW25T675539垂、橫向加速度指標(biāo)

YW25T675551垂、縱平穩(wěn)性指標(biāo) YW25T675551垂、縱向加速度指標(biāo)

3 車輛靜態(tài)外觀檢查

完成車輛添乘及平穩(wěn)性測試后，唐車公司技術(shù)人員重點(diǎn)對上述兩輛異常振動異常車的轉(zhuǎn)向架進(jìn)行靜態(tài)外觀檢查，轉(zhuǎn)向架靜態(tài)外觀檢查結(jié)果：（1）輪緣磨耗情況：兩輛車的輪緣磨耗情況相似，車輛的2位和5位車輪的輪緣根部均略有偏磨，其他車輪的輪緣根部未發(fā)現(xiàn)異常磨耗；（2）牽引拉桿彈性節(jié)點(diǎn)：部分彈性節(jié)點(diǎn)的橡膠硫化層有疑似開裂現(xiàn)象；（3）轉(zhuǎn)臂彈性定位節(jié)點(diǎn)：部分轉(zhuǎn)臂彈性定位節(jié)點(diǎn)的橡膠硫化層有疑似開裂現(xiàn)象；（4）軸箱一系鋼彈簧：通過目測外觀及檢查錘敲擊鋼彈簧的檢查方式初步判斷，鋼彈簧無異常情況；（5）二系空氣彈簧：目測檢查二系空氣彈簧無漏風(fēng)和膠囊裂損等異常現(xiàn)象；（6）二系橫向止擋間隙：牽引裝置橫向止擋的左右間隙，均符合正常要求；（7）轉(zhuǎn)向架各緊固件安裝狀態(tài)：用檢查錘敲擊各部位的連接緊固件，各緊固件安裝狀態(tài)良好，無松動現(xiàn)象；（8）一、二系油壓減振器：部分油壓減振器彈性節(jié)點(diǎn)的橡膠層表面有開裂或龜裂現(xiàn)象。

4 異常振動典型車輛的檢查及處理情況

根據(jù)添乘、測試情況和異常振動車輛轉(zhuǎn)向架靜態(tài)外觀檢查的結(jié)果，唐車公司人員確認(rèn)部分車輛在運(yùn)行過程中存在振動異常現(xiàn)象，車輛異常振動主要來源于轉(zhuǎn)向架部位，但僅通過靜態(tài)檢查及一次車輛平穩(wěn)性測試的方法，不能確定產(chǎn)生異常振動的根本原因，為此唐車公司人員選取了異常振動比較嚴(yán)重的典型車輛YW25T675551的轉(zhuǎn)向架進(jìn)行分解檢查、處理并進(jìn)行試運(yùn)行。

4.1 轉(zhuǎn)向架具體檢查情況

故障轉(zhuǎn)向架重點(diǎn)對可能引起異常振動的因素及相關(guān)零部件進(jìn)行了檢查，如各部減振器狀態(tài)、軸箱體與轉(zhuǎn)臂安裝配合情況、轉(zhuǎn)臂彈性定位節(jié)點(diǎn)狀態(tài)、牽引拉桿彈性節(jié)點(diǎn)狀態(tài)、車輪踏面磨耗狀態(tài)、輪對主要尺寸及構(gòu)架外觀及定位尺寸等。

結(jié)果表明：轉(zhuǎn)向架組裝配合尺寸、輪對輪徑差以及車輪失圓狀況、車輪踏面徑向跳動、車輪內(nèi)側(cè)面跳動均未出現(xiàn)異常超差情況；垂向和橫向油壓減振器、抗蛇行油壓減振器、轉(zhuǎn)臂和牽引拉桿的彈性節(jié)點(diǎn)均存在不同程度開裂情況，見圖2至圖6；軸箱體與轉(zhuǎn)臂的裝配徑向間隙測量數(shù)據(jù)比新造標(biāo)準(zhǔn)大。

4.2 轉(zhuǎn)向架重新組裝與處理

唐車公司人員根據(jù)轉(zhuǎn)向架分解檢查的情況，對損壞的配件：油壓減振器、牽引拉桿彈性節(jié)點(diǎn)、轉(zhuǎn)臂彈性定位節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了更換，見圖7；由于現(xiàn)行的客車檢修規(guī)程中，沒有對軸箱體與轉(zhuǎn)臂之間的徑向間隙數(shù)值大小進(jìn)行規(guī)定，故唐車公司人員對軸箱體與轉(zhuǎn)臂之間配合間隙偏大的，按照新造車的正常配合間隙要求進(jìn)行處理，即在軸箱體與轉(zhuǎn)臂之間增加紫銅片進(jìn)行調(diào)整，恢復(fù)到新造車輛的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，見圖8。

4.3 YW25T675551車輛處理后試運(yùn)情況

YW25T675551車輛處理后，在蘭州～北京區(qū)間進(jìn)行試運(yùn)行，唐車公司進(jìn)行了試運(yùn)跟蹤并對試運(yùn)車輛進(jìn)行了平穩(wěn)性測試。乘坐無明顯異常振動，車輛振動噪音較小，車輛運(yùn)行狀態(tài)總體平穩(wěn)，車輛平穩(wěn)性指標(biāo)均符合《鐵道車輛動力學(xué)性能評定和試驗鑒定規(guī)范》（GB 5599）中的優(yōu)級指標(biāo)要求。比對車輛未處理的平穩(wěn)性測試數(shù)據(jù)，垂向的平穩(wěn)性指標(biāo)和加速度峰值均有明顯降低；縱向平穩(wěn)性指標(biāo)和加速度峰值均有較大降低。測試數(shù)據(jù)及對比見圖9和表1。

5 車輛異常振動的原因

通過對YW25T675551車的轉(zhuǎn)向架進(jìn)行分解檢查、處理及試運(yùn)行測試數(shù)據(jù)對比分析證明，該批25T檢修客車在個別運(yùn)行區(qū)間產(chǎn)生異常振動的原因如下：

原因1：由于減振器的失效，無法有效衰減輪軌間產(chǎn)生的高頻振動，是造成車輛異常振動的重要原因之一。

原因2：由于部分車輛轉(zhuǎn)向架的軸箱體與轉(zhuǎn)臂之間的配合徑向間隙較大，使得車輛在高速運(yùn)行過程中，軸箱體與轉(zhuǎn)臂間產(chǎn)生縱向位移和高頻振動，造成轉(zhuǎn)臂彈性定位節(jié)點(diǎn)早期疲勞損壞（彈性節(jié)點(diǎn)橡膠層開裂和熔膠）。轉(zhuǎn)臂彈性定位節(jié)點(diǎn)的損壞，大大降低了轉(zhuǎn)向架構(gòu)架對輪對蛇行運(yùn)動的約束能力，進(jìn)一步加劇了輪對及轉(zhuǎn)向架的蛇行運(yùn)動，從而引起牽引拉桿彈性節(jié)點(diǎn)的過早疲勞損壞（開裂）。加劇蛇行運(yùn)動輪對產(chǎn)生的高頻振動和個別較差線路引起的輪軌間較大激擾的共同作用和疊加產(chǎn)生的劇烈振動，這是運(yùn)行車輛的異常振動的根本原因。

6 結(jié)語

通過異常振動的實(shí)際添乘、線路平穩(wěn)性測試和車輛靜態(tài)狀態(tài)檢查、車輛分解檢查、故障數(shù)據(jù)對比、優(yōu)化更改方案的線路試運(yùn)行測試驗證等技術(shù)手段，查清了車輛異常振動的根本原因，徹底解決了長期無法解決的車輛異常振動故障，保證了車輛安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 郭革新，林樹財，代超濱，李會明.25T型客車轉(zhuǎn)向架振動問題及對策[J].鐵道機(jī)車車輛，2006，（6）.

[2] 周興建.25T型軟臥車振動異常問題探討[J].鐵道車輛，2010，（3）.

作者簡介：秦禮（1965-），男，中車唐山機(jī)車車輛有限公司轉(zhuǎn)向架技術(shù)中心高級工程師，研究方向：軌道車輛轉(zhuǎn)向架技術(shù)管理；張隸新（1974-），男，中車唐山機(jī)車車輛有限公司轉(zhuǎn)向架技術(shù)中心高級工程師，研究方向：軌道車輛轉(zhuǎn)向架技術(shù)管理；馬玉國（1966-），女（滿族），中車唐山機(jī)車車輛有限公司轉(zhuǎn)向架技術(shù)中心工程師，研究方向：軌道車輛轉(zhuǎn)向架技術(shù)管理。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）