基于RCM技術(shù)的地鐵車輛轉(zhuǎn)向架故障與檢修探析

摘要：以可靠性為中心的維修（ReliabilityCenteredMaintenance，RCM）是一種應(yīng)用于地鐵車輛轉(zhuǎn)向架檢修規(guī)程優(yōu)化的方法。基于RCM方法以系統(tǒng)功能為分析對(duì)象，以故障模式和影響為導(dǎo)向，確定轉(zhuǎn)向架部件維修周期和維修內(nèi)容。同時(shí)通過對(duì)轉(zhuǎn)向架構(gòu)造的闡述，綜合提出地鐵車輛轉(zhuǎn)向架關(guān)鍵部件的檢修規(guī)程。希望通過此次分析，可以為地鐵車輛轉(zhuǎn)向架故障檢修提供科學(xué)參考，從而有效確保地鐵的運(yùn)行質(zhì)量與安全性。

關(guān)鍵詞：地鐵車輛轉(zhuǎn)向架故障RCM技術(shù)可靠性分析

中圖分類號(hào)：U269.6

AnalysisofFaultandMaintenanceofSubwayVehicleBogieBasedonRCMTechnology

LIUYun

ShaanxiCollegeofCommunicationsTechnology，Xi’an，ShaanxiProvince，710000China

Abstract：ReliabilityCenteredMaintenance（RCM）isamethodappliedtooptimizethemaintenanceproceduresforsubwayvehiclebogies.Inthispaper，basedontheRCMmethod，takingsystemfunctionsastheanalysisobjectandguidedby faultmodesand impacts，itdeterminesthemaintenancecycleandcontentofbogiecomponents.Atthesametime，byelaboratingontheconstructionofthesteeringstructure，comprehensivemaintenanceregulationsforkeycomponentsofsubwayvehiclebogiesareproposed.Itishopedthatthroughthisanalysis，scientificreferencescanbeprovidedforthemaintenanceofsubwayvehiclebogies，therebyeffectivelyensuringthequalityandsafetyofsubwayoperation.

KeyWords：Subwayvehicles;Bogiemalfunction;RCMtechnology;Reliabilityanalysis

近年來(lái)，隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷加快，軌道交通系統(tǒng)已經(jīng)成為眾多城市非常重要的交通方式。2023年11月，中國(guó)共有55個(gè)城市開通運(yùn)營(yíng)城市軌道交通線路300條，運(yùn)營(yíng)里程9915.6km，實(shí)際開行列車321萬(wàn)列次，完成客運(yùn)量25.8億人次[1]。由此可見，城市軌道交通能夠有效緩解了城市居民外出困難的問題，其承載能力及輸送效率得到民眾認(rèn)可。為確保城市軌道交通平穩(wěn)高效地運(yùn)行，地鐵的安全問題已成為軌道交通系統(tǒng)中至關(guān)重要的一部分。

地鐵車輛轉(zhuǎn)向架安裝在車體與軌道之間，用來(lái)牽引和引導(dǎo)車輛沿著軌道行駛，承受傳遞來(lái)自車體及線路之間的各種載荷并具有緩和各種沖擊力的作用[2]，能夠保證列車高效、穩(wěn)定地運(yùn)行。轉(zhuǎn)向架的質(zhì)量直接影響地鐵運(yùn)輸?shù)陌踩潭扰c運(yùn)行效率，成為地鐵車輛的關(guān)鍵部件。本文對(duì)轉(zhuǎn)向架進(jìn)行故障分析，結(jié)合以可靠性分析為中心的維修（ReliabilityCenteredMaintenance，RCM）方法，為地鐵的安全作業(yè)提供理論指導(dǎo)，為縮短檢修耗時(shí)、提高作業(yè)效率提供參考。

1轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)分析

轉(zhuǎn)向架在運(yùn)用過程中會(huì)發(fā)生各種損傷，需要進(jìn)行日常維修和定期檢修。因此，轉(zhuǎn)向架的分解、組裝、試驗(yàn)和各部件的檢修質(zhì)量將直接影響城市軌道交通車輛運(yùn)行的安全性和可靠性。轉(zhuǎn)向架具體結(jié)構(gòu)組成見圖1。

構(gòu)架主要由側(cè)梁、橫梁和端梁三大塊組成，除此之外還有一些供其他裝置安裝的安裝座。輪對(duì)軸箱裝置由輪對(duì)（包括車輪和車軸）和軸箱裝置兩部分構(gòu)成，兩者相互配合引導(dǎo)車輛沿著鋼軌運(yùn)行。彈簧懸掛裝置包含有一系彈簧懸掛裝置、二系彈簧懸掛裝置、抗側(cè)滾扭桿以及減振器等部件。主要由中心銷、牽引梁、牽引拉桿、橫向止擋等部件組成。動(dòng)力傳動(dòng)裝置主要由牽引電動(dòng)機(jī)、齒輪箱和聯(lián)軸器等組成。

2RCM方法介紹

RCM，即ReliabilityCenteredMaintenance，即以可靠性為中心的維修，它更新了傳統(tǒng)的維修理念，需要對(duì)投入使用前的設(shè)備制訂初始預(yù)防性維修大綱，以此為依據(jù)對(duì)潛在故障進(jìn)行定時(shí)拆修、定量檢查，排除隱蔽功能故障[3]。以最少的資源消耗保持設(shè)備固有可靠性和安全性為原則，通過邏輯決斷確定設(shè)備預(yù)防性維修要求的方法[4]。

任何RCM過程，都必須確保七個(gè)方面的內(nèi)容滿意地并按下列順序一一得到解決[5]：

（1）設(shè)備功能：與之相聯(lián)系的預(yù)期性能標(biāo)準(zhǔn)；

（2）功能故障：不能履行其功能的情況；

（3）故障模式：引起每一個(gè)功能故障的表現(xiàn)形式；

（4）故障影響：故障發(fā)生時(shí)所造成的影響；

（5）故障后果：故障發(fā)生后可能帶來(lái)的后果；

（6）主動(dòng)性維修工作和維修工作間隔：預(yù)防各種故障所指定的計(jì)劃；

（7）缺省工作：找不到適當(dāng)?shù)闹鲃?dòng)性維修工作時(shí)的應(yīng)對(duì)方式。

3轉(zhuǎn)向架RCM分析

RCM維修模型的基本思路是：對(duì)設(shè)備進(jìn)行功能分析，明確各個(gè)部件的故障后果，用規(guī)范化的邏輯決斷程序，確定各故障后果的預(yù)防性對(duì)策，具體流程圖如圖2。

根據(jù)轉(zhuǎn)向架的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行主要組成部件的功能分析、故障模式和故障影響分析，具體分析如下。

1. 側(cè)梁是一種承載并傳遞作用力，確定輪對(duì)位置的部件。通常情況下的故障模式包括裂紋和變形，因此在維修時(shí)應(yīng)該保證其具有足夠的強(qiáng)度和剛度。
2. 橫梁與端梁能夠保證構(gòu)架剛度，使兩軸平行，承托電動(dòng)機(jī)，當(dāng)?shù)罔F車輛的運(yùn)行達(dá)到一定周期時(shí)，需要檢查裂紋與變形的情況，因此在設(shè)計(jì)維修時(shí)也應(yīng)該使其具備足夠的剛度和強(qiáng)度。
3. 輪對(duì)是地鐵車輛中承擔(dān)重量，承受車體和鋼軌兩方面?zhèn)鬟f的作用力的部件。其最容易出現(xiàn)的故障包括裂紋、變形和磨耗；軸向能夠?qū)崿F(xiàn)輪對(duì)和構(gòu)架的連接，使輪對(duì)沿鋼軌的滾動(dòng)轉(zhuǎn)化為車體沿線路的平動(dòng)，故障模式除了有裂紋和變形之外還包括銹蝕，在維修時(shí)應(yīng)該保證有足夠的強(qiáng)度，一定的彈性，較輕的質(zhì)量。
4. 一系彈簧懸掛裝置和二系彈簧懸掛裝置能夠減少路面不平順、輪對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)車體的動(dòng)態(tài)影響，抗側(cè)滾扭桿可以控制車輛的側(cè)滾運(yùn)動(dòng)，減振器用來(lái)衰減車輛的振動(dòng)能量。這些部件的故障模式包括裂紋、變形、磨耗和彈簧衰弱，維修設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證具有合適的彈性和足夠的強(qiáng)度。
5. 中央牽引裝置是連接車體與轉(zhuǎn)向架，傳遞縱向驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力，減少中心銷牽引制動(dòng)時(shí)沖擊的裝置，常出現(xiàn)的故障模式有裂紋和變形兩種，在維修時(shí)應(yīng)注重其具有合適的彈性和足夠的強(qiáng)度。
6. 齒輪箱可以帶動(dòng)車輛行駛，故障模式包括裂紋、損傷和漏油，在維修時(shí)應(yīng)具備良好的減震措施，結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單可靠。

4轉(zhuǎn)向架檢修措施

基于RCM理念進(jìn)行轉(zhuǎn)向架部件的檢修任務(wù)分析，參考國(guó)內(nèi)地鐵車輛檢修制度，確定地鐵轉(zhuǎn)向架部件檢修規(guī)程。國(guó)內(nèi)地鐵車輛檢修周期一般分列檢、周檢、月檢、定修、架修、大修六級(jí)修程[6]。列檢及雙周檢是對(duì)轉(zhuǎn)向架整體及重要部位進(jìn)行目視檢查；月修是對(duì)車輛轉(zhuǎn)向架重要部件進(jìn)行清掃、檢查、重要尺寸測(cè)量等工作；定修則需要對(duì)轉(zhuǎn)向架局部進(jìn)行拆解清洗檢查；架修及大修則是對(duì)轉(zhuǎn)向架部件進(jìn)行拆解清洗檢查，關(guān)鍵焊接部分需要脫漆探傷。轉(zhuǎn)向架主要部件檢修規(guī)程如表1所示。

5結(jié)論

現(xiàn)如今我國(guó)城市軌道交通行業(yè)處于快速、健康、高效并持續(xù)發(fā)展的階段，地鐵車輛具備快速高效、安全可靠、節(jié)省空間、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，為了進(jìn)一步保證乘客的安全性和列車運(yùn)行的可靠性，地鐵車輛轉(zhuǎn)向架的運(yùn)用檢修研究仍在不斷的探索中。本文通過對(duì)地鐵車輛轉(zhuǎn)向架關(guān)鍵部件的功能、故障模式以及故障影響進(jìn)行逐一分析，提出了一種基于RCM維修規(guī)程為基礎(chǔ)的維修任務(wù)，進(jìn)而確定出地鐵車輛轉(zhuǎn)向架的主要部件維修規(guī)程，對(duì)地鐵車輛維修規(guī)劃的制定具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國(guó)交通運(yùn)輸部.2023年11月城市軌道交通運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)速報(bào)[EB/OL].[2023-12-07].中華人民共和國(guó)交通運(yùn)輸部，https：//www.mot.gov.cn/fenxigongbao/yunlifenxi/202312/t20231207_3963882.html.

[2]王濤，羅洪強(qiáng).城市軌道交通車輛轉(zhuǎn)向架故障與維護(hù)措施[J].物流動(dòng)態(tài)，2023（9）：204-205.

[3]盧桂云，班希翼.城市軌道交通車輛檢修[M].北京：高等教育出版社，2019.

[4]宗志祥.基于RCM的上海地鐵車輛檢修規(guī)程優(yōu)化研究[J].電力機(jī)車與城軌車輛，2024，47（1）：120-126.

[5]梁哲華.基于RCM的25Hz相敏軌道電路維修方案研究[D].南昌：華東交通大學(xué)，2020.

[6]王夢(mèng)媛.地鐵車輛的機(jī)會(huì)成組維修策略及其決策系統(tǒng)研究[D].北京：北京交通大學(xué)，2021.