CRH380B型動車組輪對多邊形故障的預防及處理措施

董強強 中國鐵路上海局集團有限公司上海動車段

1 CRH380B型動車組輪對多邊形故障的產生原因及危害

圖1 溫度傳感器螺栓丟失及支座裂紋

圖2 軸箱端蓋螺栓丟失

由于CRH380B型動車組轉向架及輪對與軌道固有頻率都在550 Hz～650 Hz之間，在輪軌耦合約束狀態下，高速運行的列車經過鋼軌波磨、軌縫沖擊、鋼軌打磨刀痕等激擾區段時，輪軌耦合共振是車輪多邊形故障形成的根本原因。輪對高階多邊形的產生，加劇了車輛轉向架與軌道的共振，輕則造成軸溫傳感器線卡螺栓松脫、線卡支座斷裂（見圖1）等故障，重則造成軸箱端蓋螺栓松脫（見圖2）、輪對制動盤轂安裝螺栓斷裂、鋼軌扣件彈條斷裂等故障，輪對多邊形的出現增大了車內噪音，惡化了乘客乘坐的舒適性，給運營秩序和行車安全帶來了嚴重影響。

2 動車組輪對多邊形導致的動車組運行故障舉例

2017年10月25日，配屬北京局集團有限公司北京南動車運用所的CRH380BL-5543動車組，在運行中發現6車2軸運行方向右側接地端蓋螺栓斷裂，檢查發現軸端安裝螺栓1、2、4號螺栓折斷，3號螺栓整體丟失，5、6號螺栓防松標記清晰且無錯位（如圖3所示）。車組回所后對6車的8個車輪進行多邊形測量，結果顯示8個車輪均存在的18-19階多邊形，其中6車2軸右輪粗糙度水平達到21.5 dB，超過標準值，輪對多邊形導致動車組運行中接地端蓋異常振動嚴重，造成接地端蓋螺栓疲勞斷裂。

圖3 接地端蓋螺栓斷裂

3 運用部門針對CRH380B型動車組輪對多邊形故障的預防及處理措施

運用部門承擔了動車組的日常運行與檢修工作，為及時有效的減小輪對多邊形對車輛運行造成的不良影響，降低輪對多邊形故障發生頻率，從運行途中監控，檢修中測量確認及處理，輪對多邊形信息快速流轉等方面，形成了一套完整的輪對多邊形預防及處理措施。

3.1 列車運用途中加強對輪對多邊形噪音監測

動車組運行途中通過噪音測試儀對運行中的輪對噪音進行監控，發現疑似輪對多邊形噪音的要進行相應的處理。

（1）為提前發現輪對多邊形問題，在列車運行途中，運用部門通過噪音測量儀監控噪音主頻在（550～650）Hz之間的輪對，測量周期為CRH380B型動車組輪對鏇修后（9～10）萬公里和（15～16）萬公里。

（2）發現輪對多邊形噪音標準及處理措施

如果動車組運行途中噪音測量結果滿足以下條件時，動車組要進行多邊形測量：

①車內噪音≥80 dB且＜84 dB，噪音主頻在（550～650）Hz之間；

②車內噪音≥84 dB，噪音主頻不在（550～650）Hz之間。

如果動車組運行途中，車內噪音≥84 dB且噪音主頻在（550～650）Hz之間的車廂端位，車組需要立即進行輪對鏇修。

3.2 動車組日常檢修中進行輪對多邊形測量工作

動車組日常檢修中要對動車組輪對進行周期性的多邊形測量工作，發現多邊形超標的需進行鏇修，及時消除輪對多邊形，使輪對踏面恢復正常外形輪廓。明確了測量范圍、測量標準，優化輪對鏇修周期、鏇輪工藝，制定了后續處理措施。

3.2.1 動車組存在以下幾種情況需要進行輪對多邊形測量

（1）途中噪音測量超標的轉向架；

（2）發生線卡螺栓脫落的轉向架；

（3）輪對緊固螺栓松脫的轉向架（如軸端螺栓松脫、制動盤螺栓松脫等）；

（4）途中監控軸溫超過110℃的輪對；

（5）軸溫溫升達到軸端開蓋檢查的輪對

（6）轉向架異常振動故障的轉向架；

（7）對運行途中異常噪音比較大的車廂；

3.2.2 進一步明確多邊形測量標準及后續處理措施

輪對高階多邊形階次在17～21階范圍內時，車輪共振加劇，輪對故障增多，制定輪對多邊形測量標準，并根據多邊形嚴重程度，制定了不同的處理措施（見表1）。

表1 多邊形測量標準及后續處理措施

3.3 加快輪對多邊形測量信息流轉，保證輪對多邊形故障消除

動車組途中噪音測量情況及時通過微信發送給當班診斷工程師，當班診斷工程師提前做好后續處理計劃。動車組輪對多邊形測量完成后，分析人員需要在一小時之內生成數據分析報告，動車所當班診斷工程師根據分析報告及時采取后續處理措施。在車組上線運行前將輪對多邊形故障消除。

3.4 調整輪對鏇修周期，優化鏇輪工藝，確保不落輪鏇車床有效的消除多邊形故障

（1）前期CRH380B型動車組輪對鏇修周期為（18～25）萬公里，經過測量發現輪對鏇修后（20～25）萬公里區間內輪對多邊形故障頻發，為有效的預防輪對多邊形的發生，將CRH380B型動車組輪對鏇修周期調整為不超過20萬公里。規避了輪對多邊形的多發區段。

（2）不落輪鏇車床按照單次進刀量不小于0．5 mm、進給倍率控制在80%以內、主軸轉速控制在100%以內的方式進行“兩刀鏇”。保證了鏇修后車輪外形的質量。

（3）不落輪鏇車床設備驅動輪徑跳值要控制在0.05 mm內，如果發現驅動輪徑跳值超標，要及時進行更換，并在軸箱下部增加下部支撐，提高車床鏇修質量。

（4）明確車輪鏇修后輪對多邊形標準，進一步確保輪對鏇修質量（見表2）。

表2 車輪鏇修后輪對多邊形標準

3.5 對輪對軸端裝置進行改造升級，更換軸端線卡螺栓組件，升級軸端接地端蓋螺栓，避開共振頻率

（1）由于軸溫傳感器線卡及螺栓固有頻率與轉向架固有頻率相近，容易發生共振，造成軸溫線卡及螺栓松脫，為減少共振情況的發生，將軸溫傳感器線卡及螺栓進行改進，避開共振頻率，減少了列車運行途中軸溫傳感器線卡及螺栓松脫故障。

（2）由于輪對多邊形的存在，導致列車運行途中輪對軸端接地端蓋安裝螺栓斷裂松脫，為降低故障風險，將輪對軸端接地端蓋的螺栓由8.8級升級為10.9級，并將固定扭矩由23 N·m調整為30 N·m，增加了軸端接地端蓋的強度。

4 取得的效果

通過采取以上預防措施，由于輪對多邊形導致的CRH380B型動車組運行故障，2017年全年有177起，2018年至7月份僅有8起，有效地降低了CRH380B型動車組輪對多邊形故障。