基于RCM技术的地铁车辆转向架故障与检修探析

摘要：以可靠性为中心的维修（ReliabilityCenteredMaintenance，RCM）是一种应用于地铁车辆转向架检修规程优化的方法。基于RCM方法以系统功能为分析对象，以故障模式和影响为导向，确定转向架部件维修周期和维修内容。同时通过对转向架构造的阐述，综合提出地铁车辆转向架关键部件的检修规程。希望通过此次分析，可以为地铁车辆转向架故障检修提供科学参考，从而有效确保地铁的运行质量与安全性。

关键词：地铁车辆转向架故障RCM技术可靠性分析

中图分类号：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

近年来，随着我国城市化进程的不断加快，轨道交通系统已经成为众多城市非常重要的交通方式。2023年11月，中国共有55个城市开通运营城市轨道交通线路300条，运营里程9915.6km，实际开行列车321万列次，完成客运量25.8亿人次[1]。由此可见，城市轨道交通能够有效缓解了城市居民外出困难的问题，其承载能力及输送效率得到民众认可。为确保城市轨道交通平稳高效地运行，地铁的安全问题已成为轨道交通系统中至关重要的一部分。

地铁车辆转向架安装在车体与轨道之间，用来牵引和引导车辆沿着轨道行驶，承受传递来自车体及线路之间的各种载荷并具有缓和各种冲击力的作用[2]，能够保证列车高效、稳定地运行。转向架的质量直接影响地铁运输的安全程度与运行效率，成为地铁车辆的关键部件。本文对转向架进行故障分析，结合以可靠性分析为中心的维修（ReliabilityCenteredMaintenance，RCM）方法，为地铁的安全作业提供理论指导，为缩短检修耗时、提高作业效率提供参考。

1转向架结构分析

转向架在运用过程中会发生各种损伤，需要进行日常维修和定期检修。因此，转向架的分解、组装、试验和各部件的检修质量将直接影响城市轨道交通车辆运行的安全性和可靠性。转向架具体结构组成见图1。

构架主要由侧梁、横梁和端梁三大块组成，除此之外还有一些供其他装置安装的安装座。轮对轴箱装置由轮对（包括车轮和车轴）和轴箱装置两部分构成，两者相互配合引导车辆沿着钢轨运行。弹簧悬挂装置包含有一系弹簧悬挂装置、二系弹簧悬挂装置、抗侧滚扭杆以及减振器等部件。主要由中心销、牵引梁、牵引拉杆、横向止挡等部件组成。动力传动装置主要由牵引电动机、齿轮箱和联轴器等组成。

2RCM方法介绍

RCM，即ReliabilityCenteredMaintenance，即以可靠性为中心的维修，它更新了传统的维修理念，需要对投入使用前的设备制订初始预防性维修大纲，以此为依据对潜在故障进行定时拆修、定量检查，排除隐蔽功能故障[3]。以最少的资源消耗保持设备固有可靠性和安全性为原则，通过逻辑决断确定设备预防性维修要求的方法[4]。

任何RCM过程，都必须确保七个方面的内容满意地并按下列顺序一一得到解决[5]：

（1）设备功能：与之相联系的预期性能标准；

（2）功能故障：不能履行其功能的情况；

（3）故障模式：引起每一个功能故障的表现形式；

（4）故障影响：故障发生时所造成的影响；

（5）故障后果：故障发生后可能带来的后果；

（6）主动性维修工作和维修工作间隔：预防各种故障所指定的计划；

（7）缺省工作：找不到适当的主动性维修工作时的应对方式。

3转向架RCM分析

RCM维修模型的基本思路是：对设备进行功能分析，明确各个部件的故障后果，用规范化的逻辑决断程序，确定各故障后果的预防性对策，具体流程图如图2。

根据转向架的设计结构，进行主要组成部件的功能分析、故障模式和故障影响分析，具体分析如下。

1. 侧梁是一种承载并传递作用力，确定轮对位置的部件。通常情况下的故障模式包括裂纹和变形，因此在维修时应该保证其具有足够的强度和刚度。
2. 横梁与端梁能够保证构架刚度，使两轴平行，承托电动机，当地铁车辆的运行达到一定周期时，需要检查裂纹与变形的情况，因此在设计维修时也应该使其具备足够的刚度和强度。
3. 轮对是地铁车辆中承担重量，承受车体和钢轨两方面传递的作用力的部件。其最容易出现的故障包括裂纹、变形和磨耗；轴向能够实现轮对和构架的连接，使轮对沿钢轨的滚动转化为车体沿线路的平动，故障模式除了有裂纹和变形之外还包括锈蚀，在维修时应该保证有足够的强度，一定的弹性，较轻的质量。
4. 一系弹簧悬挂装置和二系弹簧悬挂装置能够减少路面不平顺、轮对运动对车体的动态影响，抗侧滚扭杆可以控制车辆的侧滚运动，减振器用来衰减车辆的振动能量。这些部件的故障模式包括裂纹、变形、磨耗和弹簧衰弱，维修设计时应保证具有合适的弹性和足够的强度。
5. 中央牵引装置是连接车体与转向架，传递纵向驱动力和制动力，减少中心销牵引制动时冲击的装置，常出现的故障模式有裂纹和变形两种，在维修时应注重其具有合适的弹性和足够的强度。
6. 齿轮箱可以带动车辆行驶，故障模式包括裂纹、损伤和漏油，在维修时应具备良好的减震措施，结构尽量简单可靠。

4转向架检修措施

基于RCM理念进行转向架部件的检修任务分析，参考国内地铁车辆检修制度，确定地铁转向架部件检修规程。国内地铁车辆检修周期一般分列检、周检、月检、定修、架修、大修六级修程[6]。列检及双周检是对转向架整体及重要部位进行目视检查；月修是对车辆转向架重要部件进行清扫、检查、重要尺寸测量等工作；定修则需要对转向架局部进行拆解清洗检查；架修及大修则是对转向架部件进行拆解清洗检查，关键焊接部分需要脱漆探伤。转向架主要部件检修规程如表1所示。

5结论

现如今我国城市轨道交通行业处于快速、健康、高效并持续发展的阶段，地铁车辆具备快速高效、安全可靠、节省空间、绿色环保等优点，为了进一步保证乘客的安全性和列车运行的可靠性，地铁车辆转向架的运用检修研究仍在不断的探索中。本文通过对地铁车辆转向架关键部件的功能、故障模式以及故障影响进行逐一分析，提出了一种基于RCM维修规程为基础的维修任务，进而确定出地铁车辆转向架的主要部件维修规程，对地铁车辆维修规划的制定具有重要意义。

参考文献

[1]中华人民共和国交通运输部.2023年11月城市轨道交通运营数据速报[EB/OL].[2023-12-07].中华人民共和国交通运输部，https：//www.mot.gov.cn/fenxigongbao/yunlifenxi/202312/t20231207_3963882.html.

[2]王涛，罗洪强.城市轨道交通车辆转向架故障与维护措施[J].物流动态，2023（9）：204-205.

[3]卢桂云，班希翼.城市轨道交通车辆检修[M].北京：高等教育出版社，2019.

[4]宗志祥.基于RCM的上海地铁车辆检修规程优化研究[J].电力机车与城轨车辆，2024，47（1）：120-126.

[5]梁哲华.基于RCM的25Hz相敏轨道电路维修方案研究[D].南昌：华东交通大学，2020.

[6]王梦媛.地铁车辆的机会成组维修策略及其决策系统研究[D].北京：北京交通大学，2021.