基于RCM技術的地鐵車輛轉向架故障與檢修探析

摘要：以可靠性為中心的維修（ReliabilityCenteredMaintenance，RCM）是一種應用于地鐵車輛轉向架檢修規程優化的方法。基于RCM方法以系統功能為分析對象，以故障模式和影響為導向，確定轉向架部件維修周期和維修內容。同時通過對轉向架構造的闡述，綜合提出地鐵車輛轉向架關鍵部件的檢修規程。希望通過此次分析，可以為地鐵車輛轉向架故障檢修提供科學參考，從而有效確保地鐵的運行質量與安全性。

關鍵詞：地鐵車輛轉向架故障RCM技術可靠性分析

中圖分類號：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，隨著我國城市化進程的不斷加快，軌道交通系統已經成為眾多城市非常重要的交通方式。2023年11月，中國共有55個城市開通運營城市軌道交通線路300條，運營里程9915.6km，實際開行列車321萬列次，完成客運量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可。為確保城市軌道交通平穩高效地運行，地鐵的安全問題已成為軌道交通系統中至關重要的一部分。

地鐵車輛轉向架安裝在車體與軌道之間，用來牽引和引導車輛沿著軌道行駛，承受傳遞來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、穩定地運行。轉向架的質量直接影響地鐵運輸的安全程度與運行效率，成為地鐵車輛的關鍵部件。本文對轉向架進行故障分析，結合以可靠性分析為中心的維修（ReliabilityCenteredMaintenance，RCM）方法，為地鐵的安全作業提供理論指導，為縮短檢修耗時、提高作業效率提供參考。

1轉向架結構分析

轉向架在運用過程中會發生各種損傷，需要進行日常維修和定期檢修。因此，轉向架的分解、組裝、試驗和各部件的檢修質量將直接影響城市軌道交通車輛運行的安全性和可靠性。轉向架具體結構組成見圖1。

構架主要由側梁、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。輪對軸箱裝置由輪對（包括車輪和車軸）和軸箱裝置兩部分構成，兩者相互配合引導車輛沿著鋼軌運行。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。動力傳動裝置主要由牽引電動機、齒輪箱和聯軸器等組成。

2RCM方法介紹

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

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

（1）設備功能：與之相聯系的預期性能標準；

（2）功能故障：不能履行其功能的情況；

（3）故障模式：引起每一個功能故障的表現形式；

（4）故障影響：故障發生時所造成的影響；

（5）故障后果：故障發生后可能帶來的后果；

（6）主動性維修工作和維修工作間隔：預防各種故障所指定的計劃；

（7）缺省工作：找不到適當的主動性維修工作時的應對方式。

3轉向架RCM分析

RCM維修模型的基本思路是：對設備進行功能分析，明確各個部件的故障后果，用規范化的邏輯決斷程序，確定各故障后果的預防性對策，具體流程圖如圖2。

根據轉向架的設計結構，進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. 側梁是一種承載并傳遞作用力，確定輪對位置的部件。通常情況下的故障模式包括裂紋和變形，因此在維修時應該保證其具有足夠的強度和剛度。
2. 橫梁與端梁能夠保證構架剛度，使兩軸平行，承托電動機，當地鐵車輛的運行達到一定周期時，需要檢查裂紋與變形的情況，因此在設計維修時也應該使其具備足夠的剛度和強度。
3. 輪對是地鐵車輛中承擔重量，承受車體和鋼軌兩方面傳遞的作用力的部件。其最容易出現的故障包括裂紋、變形和磨耗；軸向能夠實現輪對和構架的連接，使輪對沿鋼軌的滾動轉化為車體沿線路的平動，故障模式除了有裂紋和變形之外還包括銹蝕，在維修時應該保證有足夠的強度，一定的彈性，較輕的質量。
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、輪對運動對車體的動態影響，抗側滾扭桿可以控制車輛的側滾運動，減振器用來衰減車輛的振動能量。這些部件的故障模式包括裂紋、變形、磨耗和彈簧衰弱，維修設計時應保證具有合適的彈性和足夠的強度。
5. 中央牽引裝置是連接車體與轉向架，傳遞縱向驅動力和制動力，減少中心銷牽引制動時沖擊的裝置，常出現的故障模式有裂紋和變形兩種，在維修時應注重其具有合適的彈性和足夠的強度。
6. 齒輪箱可以帶動車輛行駛，故障模式包括裂紋、損傷和漏油，在維修時應具備良好的減震措施，結構盡量簡單可靠。

4轉向架檢修措施

基于RCM理念進行轉向架部件的檢修任務分析，參考國內地鐵車輛檢修制度，確定地鐵轉向架部件檢修規程。國內地鐵車輛檢修周期一般分列檢、周檢、月檢、定修、架修、大修六級修程[6]。列檢及雙周檢是對轉向架整體及重要部位進行目視檢查；月修是對車輛轉向架重要部件進行清掃、檢查、重要尺寸測量等工作；定修則需要對轉向架局部進行拆解清洗檢查；架修及大修則是對轉向架部件進行拆解清洗檢查，關鍵焊接部分需要脫漆探傷。轉向架主要部件檢修規程如表1所示。

5結論

現如今我國城市軌道交通行業處于快速、健康、高效并持續發展的階段，地鐵車輛具備快速高效、安全可靠、節省空間、綠色環保等優點，為了進一步保證乘客的安全性和列車運行的可靠性，地鐵車輛轉向架的運用檢修研究仍在不斷的探索中。本文通過對地鐵車輛轉向架關鍵部件的功能、故障模式以及故障影響進行逐一分析，提出了一種基于RCM維修規程為基礎的維修任務，進而確定出地鐵車輛轉向架的主要部件維修規程，對地鐵車輛維修規劃的制定具有重要意義。

參考文獻

[1]中華人民共和國交通運輸部.2023年11月城市軌道交通運營數據速報[EB/OL].[2023-12-07].中華人民共和國交通運輸部，https：//www.mot.gov.cn/fenxigongbao/yunlifenxi/202312/t20231207_3963882.html.

[2]王濤，羅洪強.城市軌道交通車輛轉向架故障與維護措施[J].物流動態，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程優化研究[J].電力機車與城軌車輛，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，2020.

[6]王夢媛.地鐵車輛的機會成組維修策略及其決策系統研究[D].北京：北京交通大學，2021.