100%低地板有轨电车转向架异音故障排查方案研究

王超伟 曹万齐 李毅磊 陈永兴 张先令

1.北京铁路局唐山机车车辆监造项目部 河北省唐山市 063035 2 中车唐山机车车辆有限公司 河北省唐山市 063035

1 引言

唐车公司为土耳其生产的100%低地板现代有轨电车采用独立车轮转向架结构，具有良好的过弯性能及稳定性。转向架分为动车转向架和拖车转向架两种，每辆车配备一台转向架，首次采用了磁轨制动装置、传动系统侧向布置安装等全新的结构。车轮采用弹性车轮，降低车体及部件对小直径车轮引起的高轮轨作用力，提高列车乘坐舒适性。车辆运营以来整体状况良好，但100%低地板SBB 55-021车组MC04车转向架在动态运行时发现存在异音问题，经过相关测试和排查未能解决，为确保列车正常运营，对异音的转向架进行更换。后续对故障转向架进行彻底检查分析。

2 运行中故障排查过程

运行中发现MC04车出现异音后，对同列的Mc04车、Mc01车运行时对车内地面噪音和振幅进行了测试，同时对Mc04车、Mc01车的四组牵引电机及齿轮箱在运行时的横向、纵向和垂向振幅进行了测试对比分析。

测试结果如图2所示：Mc04 车的车内地面运行噪音、振幅比Mc01大，但Mc04车牵引电机及齿轮箱振幅不大于Mc01车。

工作人员对异音故障进行以下方式排查：

（1）断开齿轮箱输出侧联轴器的板簧与轮对侧的轴桥圆锥面连接。

（2）使用“U 型工装”将板簧固定在齿轮箱输出侧联轴器上。

（3）切除Mc04 牵引，高压供电进行动态运行测试。

通过以上测试，发现动态运行时异音仍然存在。将转向架更换下来进行进一步分析。

3 转向架异音排查思路

将异音转向架运回后进行初步排查，转向架外观状态正常，对车轮踏面进行检测，最大轴向跳动0.7mm，最大径向跳动0.5mm，踏面状态无异常。在地面轨道上通过人力的方式推动转向架运行，速度小于5Km/h，未出现异音问题。经过研究分析造成转向架异音的问题可能有以下原因造成：

（1）牵引电机产生异音；

（2）齿轮箱产生异音；

（3）轴桥产生异音；

（4）转向架安装结构不合理产生异音。

对以上的可能的原因制定检测方案，依次进行排查，找出转向架异音产生的原因。

图2 对MC01和MC04车进行噪音和振幅测试

4 转向架异音排查方案

4.1 牵引电机故障排查

对故障转向架牵引电机在实验室进行测试。通过整流器柜3AC 380V 50Hz电源连接牵引电机测试口，并进行供电空载测试。

测试结果：通过对四个电机单独供电测试，对比四个电机运行情况，其中一个电机启动噪音偏大，一个电机切断电源后噪音偏大，但是未见异音故障。

4.2 齿轮箱故障排查

首先拆除齿轮箱输出联轴器并做好防护工作，然后将驱动系统用锁紧绳固定，用3根动力电缆连接驱动系统。最后对四个电机依次接通3AC 380V 50Hz电源运行，记录从启动、平稳运行至断电停止后的运行情况，驱动系统测试参数如表1。

表1 驱动系统测试参数

测试结果：根据以上参数计算电机平稳运行时的转速为1500rpm，折算列车运行速度为27km/h。通过现场测试情况，驱动系统运行时未见异音。

轴桥故障排查

通过对比土耳其地铁与厂内100%低地板样车牵引系统，发现两种车型的牵引系统控制方式基本一致，并且两种车型转向架安装接口完全一致，动车转向架可以互相替代使用。

此外，通过咨询ABB驱动系统厂家，切除一个动车的驱动系统，列车在没有速度和温度监控的情况下可以限速55km/h运行。

4.3 转向架动态测试（未装驱动系统）

将故障转向架安装在100%低地板样车MC04车上进行测试，对样车TP03车以及Mc04车制动进行切除，列车限速测试。打开Mc04车左右侧车门进行监测，分别占用Mc01车、Mc04车，在调试线路进行了10km/h、15km/h、30km/h速度等级动态测试，观察Mc04车故障转向架运行声音，具体测试情况见表2。

表2 未装驱动系统动态测试结果

测试结果：通过多次动态测试运行发现，仅Mc01车作为主控司机室向前运行时，列车速度从15km/h开始运行时转向架开始左侧出现疑似异音，随着速度增高异音频率逐渐增大。

4.4 转向架动态测试（更换一位轴桥）

对故障转向架1位轴桥更换后进行测试，测试方案同“转向架动态测试（未装驱动系统）”。测试结果：疑似异音依然存在。

4.5 转向架动态测试（更换二位轴桥）

对故障转向架一位轴桥进行恢复，二位轴桥更换后进行测试，测试方案同“转向架动态测试（未装驱动系统）”。测试结果：疑似异音消失。

4.6 转向架安装结构故障排查

通过各速度等级测试后，对故障转向架进行拆解检查，对四个齿轮箱输出联轴器拆除的部件进行外观检查，检查结果如图3所示，4个齿轮箱齿面无异常磨损，其余各部件无干涉问题，配合状态良好。

图3 齿轮箱齿面无磨损异常

通过方案的排查，最终确定由于2位轴桥故障导致转向架异音，后对轴桥进行了更换处理，异音问题消除。同时为用户提供了充足的轴桥备件，出现异音问题快速解决，后续轴桥供应商对产品进行了优化及质量控制，彻底解决了转向架异音问题。

5 结语

SBB 55-021车组（100%低地板）MC04车转向架经过科学分析、测试，最终确定了转向架异音故障点，快速进行处理。后续100%低地板车组如遇同类故障，可按该方案进行故障查找，避免故障处理周期过长影响公司在国内外市场的声誉。