地铁列车转向架设计与常见故障分析

地铁列车转向架设计与常见故障分析

张健

苏州市轨道交通集团有限公司运营分公司江苏苏州215000

摘要：随着中国科技技术的迅速发展，地铁这种交通工具的出现得到社会的关注与好评，逐渐替代了传统交通工具，成为现代人出门首选的方式之一。以地铁的构成结构而言，转向架是一个重要的部位，它与地铁的正常行驶关系密切，也保障着民众的出行安全，意义重大。所以工作人员需要每日定时检查其安全性。本文将针对地铁列车转向架的设计与使用中常见的问题做出探究。

关键词：地铁列车；转向架；设计；常见故障

引言

转向架有动车转向架以及拖车转向架两种，其在地铁运行的日常使用时，需要进行检修才能正式使用，为了保证地铁乘客的生命权益，对于它的故障分析是大意不得的。我们将从地铁列车转向架的设计组成出发，分析使用其容易出现的问题。

一、转向架主要部件

（一）构架

动车转向架构架与拖车转向架构架主体组成较为相似，两者都为H型钢板焊接结构，主要由侧梁横梁以及各种吊钩构成。横梁大多使用无缝钢管结构，侧梁则是使用钢板焊接箱结构，两侧则依靠连接座将其相连。

（二）轮对以及轴箱装置

轮对是由车轴以及车轮改装而成的，也有两种：动车轮对、拖车轮对。车轮由于是一体成型的，所以结构紧密。轴箱上面还有防滑装置，拖车的轴箱上则有专门设置的测速配置，轴承形式多为双列圆柱，这样的设计有利于车轮的正常使用。

（三）一二系悬挂

一系悬挂存在于轴箱以及构架之间，由一些钢圆弹簧、橡胶垫、一系垂向减震器以及调整垫组成。而二系悬挂配置则是由空气弹簧、自动高度调整阀以及水平杠杆、调整杆、差压阀组成，空气弹簧的使用大大提升了乘坐列车乘客的使用感，致使地铁在运行当中减少震动。

（四）牵引制动装置与驱动装置

中央牵引装置使用Z形拉杆、牵引梁、中心销组成，经过以上一系列装置将动力传递给地铁，其中中心销套的存在就是为了尽量降低两者之间的磨损。基础自动装置使用的是轮状盘式单元制动，具有停放制动作用，使用起来较为方便。驱动装置则是包括：牵引电动机、齿轮箱以及联轴节，牵引电动机则使用架悬式。齿轮箱使用的是防震缓冲橡胶悬挂与转向架这两个设计[2]。

二、结构静强度与疲劳强度实验

静强度实验氛围超常载荷实验以及模拟运用载荷实验，而疲劳强度实验则有以下两大块，首先是对构架的主体结构进行1000万次的疲劳试验。其次是对构架的各支吊座实施600万次的疲劳试验，经历以上1600多万的实验得出了数据。经过这两组实践证明，我们发现构架疲劳强度是符合标准条件的，实验结果如下图：

三、地铁车辆转向架常见故障分析

（一）地铁车辆转向架轴承故障

列车的故障查验与维修任务是维持地铁正常行驶的有效手段，而转向架的轴承就是里面的关键点，对其出现问题分析的意义就突显出来了。轴承是转向架的重要构成部件，一旦发生问题，耽误机车的正常行驶。常见的轴承故障主要是轴承的损坏、磨损以及大量油污导致运行的不顺畅，直接影响到轴承的使用。以上这些情况都是因为长时间的使用轴承导致的一定损坏，一般是做出更换或是清洁油污等应对方法。

（二）地铁转向架出现裂纹

在转向架常见故障中，裂纹的出现概率一直是比较大的，是影响到地铁列车运行的主要原因之一。转向架出现裂纹还能继续使用，但是极其容易在运行当中突然损坏，存在严重的安全隐患。正常的话，在转向架制造以及技术教导的前提下，规定正常工作年数不能小于30年。对于转向架的质量把控较为严格，就算是工作环境恶劣，应力要求也不能小于许用应力以及抗疲劳强度，绝对不可以发生裂纹。致使转向架出现裂纹的原因也比较多，主要是制造转向架时之间的焊接不紧密，质量不达标以及长时间的负荷使用。

（三）检修人员属于对转向架的定期检修以及管理不当

对于所有的机车而言，定期维修以及保养是保证机车在使用长时间之后仍能正常运营的条件，定期的保养、维修于机车而言就是一种防患于未然。转向架在列车中的地位不言而喻，在实际使用中工作环境会减少其使用寿命，并且安装的位置也较为特殊，致使检修起来十分的不便，并且专业人员也很难做到全面的检修。因此，转向架一旦使用多年又缺少日常的检修，就会影响其性能，并缩短转向架的正常使用寿命。列举如下图的常见故障所应采用的检测分析方法[1]。

针对故障检测方法使用原理

转向出现架轴承问题使用小波包-——包络分析法特定频率震动信号的获得

转向架裂纹情况使用母材预热处理焊接层的焊接

四、结束语

地铁作为未来大力发展的交通工具，其重要性不言而喻，在缓解城市道路拥堵的同时，也推进了节能减排的实施。转向架对于列车的经济性有一定的影响，同时也关系到列车正常运行以及乘客的生命权益。所以，对于地铁列车的转向架，一定要注重转向架的工作性能使用情况，保证性能的正常，注意它特殊的运行环境。经过以上对于地铁列车设计以及常见故障的分析，希望可以给以后的地铁列车的设计以及常见故障检修工作提供一定的理论帮助。

参考文献：

[1]赵治博.地铁车辆转向架轴承故障诊断方法研究[D].北京交通大学，2015.

[2]伍铁军.地铁车辆转向架轴承故障诊断方法分析研究[J].数字化用户，2017，23（31）.