基于可靠性維修的CRH2型動車組修程修制優化研究*

文 禮，王華勝，李忠厚

(中國鐵道科學研究院 機車車輛研究所，北京100081)

基于可靠性維修的CRH2型動車組修程修制優化研究*

文 禮，王華勝，李忠厚

(中國鐵道科學研究院 機車車輛研究所，北京100081)

分析CRH2型動車組原型車維修體系，探索研究修程修制優化及優化方向、優化內容、優化項點，適當調整檢修周期，對涉及安全和可靠性項點的內容采取適當的措施，用周期跟蹤和驗證的方法提高可靠性維修。

CRH2型動車組;可靠性維修;修程修制優化

動車組修程修制優化是一項長期的任務，特別是CRH2型動車組修程修制，由于其維修規劃是比照原型車檢修體系、檢修理念制定的。近年來，隨著高速鐵路線路開通的增加、運營里程加長，投入運營的動車組上線率需求不斷提升，在運用及檢修過程中積累了豐富的經驗，在修程修制優化研究過程中，從修程修制優化、項目優化、方法優化、參數優化進行了有益的探索和驗證。

1 修程修制優化

目前我國開行的動車組主要有CRH1、CRH2、CRH3和CRH54種類型，表1列出了各動車組運用初期參照原型動車組規劃的檢修等級及周期。

表1 各型動車組檢修等級及周期

從表1中可以看出CRH2型原型車動車組檢修周期較短，在走行相同公里內，發生的檢修頻次高，上線率減少。總結近年來的檢修實踐過程，CRH2型動車組修程的差異集中在三級修檢修范圍較大，過剩維修較多，整個壽命期內檢修成本比其他類型動車組高，因此，CRH2型動車組修程優化勢在必得。

1.1 修程優化的主要項點

以CRH2型動車組全壽命周期為出發點，結合長期跟蹤試驗和檢修數據統計分析，依據故障診斷技術、測試技術、修復技術以及已經掌握的部件使用壽命及其性能演變規律，對三級檢修和運用檢修內容進行修程優化。

1.2 優化方向

針對有整列架車條件的檢修基地，對既有三級檢修規程進行優化，實現整列架車后，將轉向架落下、推出，在轉向架不分解條件下簡單清潔，通過檢測臺對軸箱軸承進行診斷、小軸游隙進行檢測、齒輪箱沖洗、牽引電機不分解加注油脂等工作;同步對牽引變壓器冷卻器、輔助電源、換氣裝置等相關部件現車清灰，完成后整列落車，在轉向架原位原裝，高度調節桿保持不變，軸箱彈簧組未更換，空氣彈簧未更換的條件下可免除整列稱重，進行靜態、動態調試試驗，交檢交驗后投入運行。檢修時間控制在15天之內。

1.3 優化內容

(1)鑒于緊固件不需要拆卸，構架上的安裝螺紋孔無需檢查，對構架、中心銷、減振器安裝座可視部位只進行外觀狀態檢查。

(2)根據對四級修抽檢軸箱定位節點的剛度測試、疲勞測試及剖切檢查，作為運用后的節點，其剛度在檢修限度范圍內;節點的三、四級檢修剛度測試限度相同，且實際三級檢修的檢測中從未發現節點剛度超差，說明每60萬km三級修時節點的性能狀態是有保證的，因此，對軸箱定位節點及防振橡膠只進行防振橡膠外觀狀態檢查。

(3)在落架不落輪情況下可測剛度，不落架只能外觀狀態檢查，因此，對軸箱彈簧組成外觀狀態檢查，復測軸箱前蓋上面與構架間距離。

(4)磁粉探傷檢查作為住友輪對超聲波探傷發現軸身外表面缺陷的復探措施，實際在三級檢修中未發現軸身磁粉探傷異常，因此，對輪對只做車輪旋修及空心軸及車軸超聲波探傷檢查。

(5)由于使用SKF軸承狀態監測系統，可準確監測軸承早期故障，該系統已在CRH1、CRH3型動車組及相關動車所有成熟的應用案例，對軸箱軸承可以結合車輪旋修對輪對進行軸承異常振動診斷。

(6)基于牽引電機無需分解，對牽引電機只做:①清除外露表面污物，清理進風口濾網，檢查排風罩狀態;②檢查各外露線纜狀態;③做絕緣試驗;④加注軸承潤滑油脂。

(7)鑒于CRH2A系列已檢修6 000多個三級修齒輪箱，沒有出現超差，四級修抽檢6列車，最大0.165 mm＜0.200 mm;CRH380A系列由于運行速度高，檢修中出現過需要調整游隙的個別產品;380A系列實際三級檢修150余列，5 000多根吊桿，對磨耗部位磁粉探傷未發現過橫向疲勞裂紋，因此對齒輪箱三級修規程調整為:①CRH2A系列不測量游隙，僅外觀狀態檢查;②CRH380A系列采用整體轉向架檢測臺測量齒輪箱(TDK)小齒輪游隙;③沖洗并換油，磁栓狀態檢查;④各部位外觀狀態檢查。

(8)由于CRH380A系列的聯軸器在分解電機時相應進行狀態檢查，CRH2A系列的WN聯軸器三菱公司提供新的磨損限度標準在60萬km不需要分解檢查，因此只需做外觀狀態檢查。

(9)鑒于換氣裝置需通過測量判斷是否清理:60萬km時對車內換氣裝置對應位置進行振動測量，對超標者進行分解清灰(CRH2A系列下車清灰，CRH380A系列現車清理)。

1.4 周期調整

CRH2型動車組內容優化之后，現在執行的三級檢修內容基本上與其他類型動車組的專項修內容接近。其四級檢修內容與其他動車組三級檢修內容基本上一致，因此，將CRH2A及CRH380A型動車組現在執行三級修調整為專項檢修，現在執行的四級檢修調整為三級檢修，現在執行的五級檢修調整為四級檢修，并根據動車組走行公里與運用年限，增加一項480萬km的五級檢修內容，實施對動車組的徹底檢修和更新改造，與其他類型動車組檢修周期保持一致。

(1)CRH2型動車組規劃及初期維修執行修程周期

(2)CRH2型動車組現執行修程周期

(3)CRH2A及CRH380A系列動車組調整后執行修程周期

2 項目優化及措施

項目優化措施主要是對影響動車組修程優化的主要部件和關鍵部件進行跟蹤研究，科學合理的采取對策，將可靠性、維修性、可檢測性結合起來，以數據為根據，適當延長走行公里。其措施為以科學數據為支撐，針對性的制定關鍵部件優化內容及跟蹤方案，選取運行至60萬km實施三級修的CRH2A和CRH380A系列各一列動車組，采取優化后的方案進行檢修，并跟蹤試驗、驗證優化方案。

2.1 轉向架檢測

目前最低級別的定期檢修，60萬km(或1.5年)進行的三級檢修主要是轉向架相關零部件的狀態檢查、清洗作業和性能測試，關鍵項目是軸箱軸承狀態檢查、聯軸器分解檢查(僅對CRH2A、CRH2B、CRH2E和CRH2C1動車)齒輪箱內部清洗及狀態檢查、接地裝置清理及狀態檢查，以及橡膠節點、軸箱彈簧、油壓減振器的性能測試，排障裝置及電線支架狀態檢查，通過對這些關鍵項目逐項分析論證，確認實施的必要性，提出現車測試、清理的替代方案，結合使用為實現轉向架快速檢測而專門設計的轉向架綜合檢測臺，系統提出三級檢修規程優化解決方案。

2.1.1 外觀狀態檢查

(1)對構架、制動盤、空氣彈簧、高度調整閥及其附件、差壓閥、制動卡鉗、踏面清掃裝置、中心銷、減振器安裝座、配管配線、抗側滾扭桿裝置的外觀狀態檢查。其檢查內容的主要項點如表2所示。

(2)對輪對、軸箱定位裝置、牽引拉桿組成、接地裝置、排障裝置、電線支架的外觀狀態檢查。

輪對:三級檢修時，輪對除車輪旋修外，需進行空心軸及車輪超聲波探傷檢查，住友金屬公司產車軸還須脫漆對外露表面進行磁粉探傷檢查，其余檢查項目為外觀狀態檢查。

軸箱定位裝置、牽引拉桿組成:三級檢修時，除外觀狀態檢查外，主要是對軸箱定位節點、牽引拉桿節點、防振橡膠的性能測試，根據目前性能測試情況，發現部分定位節點在拆解后存在橡膠層被軸箱壓蓋粘結掉塊現象，但測試剛度正常，三級修不拆解，反而有利于保證節點完整性。

接地裝置:三級檢修時，接地裝置須分解狀態檢查，檢測彈簧壓力并清掃碳粉。在單轉向架狀態下接地裝置結構上便于拆裝，在60萬km轉向架專項修時仍可按現行三級檢修標準執行。排障裝置、電線支架:由于排障裝置及電線支架均為安裝在軸端的懸臂結構，一系振動能量較大，為確保結構安全，在三級檢修時要求對兩部件的主要焊縫進行磁粉探傷檢查。目前已對兩部件在工藝保證、質量卡控方面采取改善措施，亦從源頭上提供了結構可靠性。

(3)軸箱彈簧、油壓減振器除外觀狀態檢查外，三級檢修時，須對軸箱彈簧、油壓減振器進行性能測試。軸箱彈簧可改為在轉向架綜合性能試驗臺上通過垂向加載進行剛度測試，以得到更為精確的彈簧剛度。同時，通過轉向架落成例行試驗的軸箱前蓋與構架間距離測量，亦可確認軸箱彈簧工作狀態是否正常。油壓減振器可通過使用備品減振器周轉，以專項修形式在60萬km實施性能測試。

2.1.2 軸箱軸承狀態監測、齒輪箱小軸承游隙測量、聯軸器狀態檢查

(1)軸箱軸承狀態監測可結合每次車輪旋修作業或60萬km時在轉向架綜合檢測臺上，使用驅動輪驅動輪對低速旋轉(轉速大于20 r/min即可，每條輪對檢測時間僅需4～5 min)，使用軸承狀態檢測系統對軸箱軸承進行狀態監測，確認有無異常振動，從而代替三級檢修時的手動狀態檢查。

(2)齒輪箱小軸承游隙測量可在單轉向架不分解聯軸器的狀態下，通過在轉向架綜合檢測臺上使車輪能手動旋轉實施(如圖1所示)，同時，在該檢測臺上還能實施齒輪箱清洗作業(如圖2所示)。

圖1 轉向架綜合檢測臺

圖2 游隙測量

(3)聯軸器狀態檢查。三級檢修時，CRH2C二階段及CRH380A型動車組裝用的ESCO和KWD聯軸器只需外觀狀態檢查，而CRH2A、CRH2B、CRH2E和CRH2C一階段動車組裝用的三菱公司和住友金屬公司WN聯軸器須分解更換橡膠件、油脂，并對齒輪部位磁粉探傷檢查。根據目前對三菱公司和住友金屬公司聯軸器分解檢查的情況，聯軸器的主要問題是齒面點蝕，與單齒接觸相比，鼓形齒聯軸器的多齒接觸具有數倍乃至數十倍的安全余量，仿真計算結果表明單齒接觸時齒面接觸強度的安全余量仍有1.9倍，所以從結構上鼓形齒聯軸器不會短時間失效，更不會有斷齒風險;通過對點蝕聯軸器實施的加強扭矩模擬240萬km耐久試驗，結果表明點蝕狀態未見擴展，齒輪磨損量極小。

2.1.3 轉向架例行試驗檢查

轉向架落成后需進行例行試驗檢查，主要包括轉向架加載試驗和轉向架制動系統試驗。但在不落架的條件下，空氣管路無需拆解，因此無需進行管路氣密性試驗，踏面清掃裝置和制動卡鉗的動作試驗可整列聯控實施。

2.2 優化跟蹤驗證

CRH2型動車組檢修周期調整之后對轉向架、牽引電機、換氣裝置、牽引變壓器、牽引變流器、輔助電源裝置、輔助整流器的優化后檢修內容進行科學跟蹤。

(1)轉向架

對軸箱軸承、齒輪箱、三菱公司和住友金屬公司聯軸器實施溫度監控，對齒輪箱、聯軸器、橡膠節點加強狀態檢查，120萬km的高級檢修時對軸箱軸承、齒輪箱、三菱公司和住友金屬公司聯軸器實施溫度監控，對齒輪箱、聯軸器、橡膠節點進行檢修狀態寫實及抽檢深入調查。

(2)牽引電機

牽引電機執行正常一、二級檢修項目，在檢修時按時清理牽引電機進風口濾網，同時觀察牽引電機滲油口是否有大面積油漬滲出。并對牽引電機粘貼溫度試紙，動車組回庫進行一、二級檢修時，記錄各臺牽引電機溫度。

(3)換氣裝置

在整車60萬km專項檢修時，對換氣裝置狀態進行測試，通過測試對應的客室底板振動加速度(加速度不大于0.1 g)，進行針對性檢修，對個別振動接近或超出限值的換氣裝置進行預防性維修。CRH2型動車組換氣裝置預防性維修采取下車分解清灰。CRH380A型動車組換氣裝置預防性維修采取車上原位清灰。并跟蹤記錄換氣裝置的運用情況及檢修信息。

(4)牽引變壓器、牽引變流器、輔助電源裝置、輔助整流器

對牽引變壓器、牽引變流器、輔助電源裝置、輔助整流器二級修清灰周期進行優化跟蹤，并統計送風機電流值、牽引變壓器油管溫度變化、輔助整流器變壓器溫度變化與灰塵含量的關系。

3 結束語

CRH2型動車組基于可靠性維修進行修程修制優化對于分析維修不足，避免維修過剩，提高檢修效率，減少檢修成本是一次有益的探索和研究，其優化方向、優化內容、優化項點以及采取的措施符合實際的安全性和可靠性運行，其跟蹤和驗證方法對走行部及其關鍵部件的規程優化是可操作的。可靠性維修的修程修制優化對CRH2型動車組維修具有指導意義和現實意義。

［1］ 左洪福，蔡 景，王華偉，等.維修決策理論與方法［M］.北京:航空工業出版社.2008.

［2］ 曹小平，林 暉.裝備維修戰略學［M］.北京:國防工業出版社.2008.

［3］ 鐵總運［2014］76號 CRH2A/CRH380A動車組三級檢修規程［S］.

Optimization of Maintenance System for CRH2EMU Based on Reliability-centered Maintenance

WEN Li，WANG Huasheng，LI Zhonghou
(Locomotive＆Car Research Institute，China Academy of Railway Sciences，Beijing 100081，China)

This paper analyzes the repair system of CRH2EMU prototype vehicle，and explores the maintenance optimization，including the optimization direction，content and points.By adjusting the maintenance cycle，appropriate measures are taken for content items related to safety and reliability，and the reliability of repair can be improved with the method of periodic tracking and verification.

CRH2EMU;reliability-centered maintenance;maintenance system optimization

U269.6

A

10.3969/j.issn.1008－7842.2015.01.17

1008－7842(2015)01－0078－04

總公司科技研究開發計劃課題(2013J005－A)文禮(1956—)男，副研究員(

2014－08－05)