姜智遠(yuǎn) 呂松江

摘要：對客車發(fā)生的間歇性異常振動故障進(jìn)行了分析與排查，確定油壓減振器失效是導(dǎo)致車輛異常振動的原因，通過對油壓減振器的拆解與試驗驗證，確定了導(dǎo)致油壓減振器失效的主要原因，為消除車輛間歇性異常振動故障提供了解決措施，并對確保油壓減振器檢修質(zhì)量提出了建議。

Abstract： The abnormal vibration occurrence on Passenger car， and by analysis and investigation the oil damper failure is the cause of the abnormal vibration of the vehicle， by dismantling and experimental verification of the hydraulic damper， an oil leading to determine mainly due to pressure shock failure， abnormal vibration to eliminate intermittent fault vehicle provides solutions， and ensure the quality of oil damper overhaul proposals.

關(guān)鍵詞：PW-220K轉(zhuǎn)向架;振動;油壓減振器;鎖固膠

Key words： PW-220K bogie;vibration;oil damper;lock plastic

中圖分類號：U279.33? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2020）23-0143-02

1? 車輛異常振動故障概述

某公司研發(fā)的25T型客車裝用PW-220K型轉(zhuǎn)向架，已在國內(nèi)各主要鐵路集團(tuán)普遍配屬運行，車輛運行速度主要集中在140～160km/h之間。某運用單位反映，檢修后的一輛車在線運行過程中出現(xiàn)較為明顯的間歇性異常振動現(xiàn)象，對車輛的乘坐舒適性造成影響，并對車輛的安全運行構(gòu)成潛在威脅。上述間歇性異常振動情況在裝用PW-220K型轉(zhuǎn)向架的客車上為首次出現(xiàn)，車輛異常振動發(fā)生后，該列車限速100km/h運行，限速運行后車輛運行狀態(tài)恢復(fù)正常，至車輛到站點停車過程中，異常振動現(xiàn)象未再發(fā)生。

2? 振動故障原因分析

周興建[1]分析了25T型軟臥車裝用CW-200K型轉(zhuǎn)向架振動異常問題，但PW-220K型轉(zhuǎn)向架近些年才批量裝車，車輛出現(xiàn)的異常振動形式主要是高速狀態(tài)下的間歇性振動，發(fā)生故障及相關(guān)研究較少，該型轉(zhuǎn)向架設(shè)計結(jié)構(gòu)也存在特殊性，如：采用“Z”型雙牽引拉桿牽引、裝有抗側(cè)滾扭桿、配裝相對較多的油壓減振器等。

車輛運用檢修信息顯示，該車1位轉(zhuǎn)向架剛完成鏇輪，該列車TPDS監(jiān)測數(shù)據(jù)、TADS監(jiān)測數(shù)據(jù)、TVDS圖片進(jìn)行調(diào)查均正常，列車車載檢測設(shè)備記錄的構(gòu)架橫向低頻直方圖與構(gòu)架橫向低頻統(tǒng)計曲線圖，120～160km/h時該車相對于其他車輛存在較大的差異。同時，車輛隨車機(jī)械師反饋，該車在車輛會車時振動尤為明顯?；谲囕v所表現(xiàn)出的故障形式，可以將重點排查對象進(jìn)一步縮小為輪對與對車輛高速狀態(tài)下振動抑制功能的懸掛部件上，如：抗側(cè)滾扭桿、油壓減振器等。

進(jìn)一步排查，除了油壓減振器外，其它部件及尺寸經(jīng)檢測均符合標(biāo)準(zhǔn)要求，但車輛本次運行前后數(shù)據(jù)對比可見，車輪存在過快磨耗的趨勢。對該車裝用的18支油壓減振器外觀檢查，狀態(tài)良好。經(jīng)試驗臺性能試驗，其中有16支油壓減振器示功圖不合格，僅1支一系垂向油壓減振器與1支二系垂向油壓減振器示功圖合格。對各減振器進(jìn)行了拆解分析，異常的油壓減振器均不同程度的存在底閥組成斷裂、各閥孔位調(diào)整螺釘松動或脫落的情況，其余零件無異常。試驗合格的油壓減振器經(jīng)拆解后，各零部件狀態(tài)無異常，各閥狀態(tài)良好。

結(jié)合車輛除本次故障外長期穩(wěn)定運行與排查結(jié)果，初步推斷：

①油壓減振器失效是引起車輛高速運行時異常振動故障的主要原因。對油壓減振器的拆解結(jié)果可見，底閥組成斷裂、各閥孔位調(diào)整螺釘松動或脫落的情況，造成油壓減振器徹底失去衰減或抑制車輛運行中各種形式振動的功能，車輛高速運行時，振動加劇而無法衰減，造成列車高速運行過程中出現(xiàn)異常振動的現(xiàn)象。

②車輛1位轉(zhuǎn)向架剛完成鏇輪，運行后對比發(fā)現(xiàn)存在過快磨耗的情況，車輪的過快磨耗是由于車輛的蛇形運動無法得到抑制，輪與軌道間摩擦增加導(dǎo)致，這與黃先富[2]的研究成果相一致。同時車輛在高速會車時的外部擾動造成車輛晃動，并進(jìn)一步形成較為明顯間歇性振動，而抗蛇形減振器對車輛高速狀態(tài)下，外部擾動形成的車輛晃動有較強(qiáng)抑制作用，因此抗蛇形減振器的失效，是導(dǎo)致車輛間歇性振動與車輪過快磨耗的主要原因。

③前期車輛1位轉(zhuǎn)向架輪對存在缺陷，因此進(jìn)行了鏇輪，油壓減振器由于外觀狀態(tài)良好，未進(jìn)行檢測或更換，而車輪存在缺陷會造成車輛振動加劇，同時油壓減振器檢修質(zhì)量不過關(guān)，兩因素綜合作用下加速了油壓減振器的失效?？股咝螠p振器全部失效，其它部位的減振器部分失效，結(jié)合車輛異常間歇性振動的故障形式及車輛各部位配裝的油壓減振器功能，可以推斷車輛除抗蛇形減振器以外其余位置的減振器故障，是受抗蛇形減振器失效造成車輛高速狀態(tài)下異常振動的影響，逐步出現(xiàn)失效的現(xiàn)象。

基于以上分析結(jié)果，將全車油壓減振器更換，車輛組裝恢復(fù)后上線試運行，間歇性異常振動現(xiàn)象消失。

3? 油壓減振器故障原因分析

該車油壓減振器分解檢修后裝車，車輛自廠修后僅運行19萬km，未達(dá)到油壓減振器再次分解檢修周期。為確定油壓減振器失效的原因，對故障減振器存在的失效項點組織進(jìn)行了試驗驗證與分析。

3.1 油壓減振器功能失效的原因

從減振器的拆解情況來看，減振器失效的現(xiàn)象有2 個：一是調(diào)整螺釘松動，發(fā)生了錯位，均向內(nèi)旋轉(zhuǎn)，造成油壓減振器的阻尼力變大;二是底閥組成處單向閥螺母松脫或斷裂，造成油壓減振器失效，阻尼力喪失。

對上述現(xiàn)象進(jìn)行分析，底閥組成處的單向閥松脫或斷裂，是因為活塞組成和底閥組成處的調(diào)整螺釘松動造成。單向閥在油壓減振器中起到開關(guān)的作用，在工作過程中頻繁的開啟和關(guān)閉，循環(huán)往復(fù)：在減振器壓縮過程中，單向閥關(guān)閉，保持油壓減振器內(nèi)部的壓力穩(wěn)定，油液經(jīng)過底閥處設(shè)有的3個閥孔，從壓力缸流向儲油缸;在減振器拉伸過程中，單向閥打開，油液從儲油缸通過單向閥孔流回到壓力缸內(nèi)。當(dāng)各閥處的調(diào)整螺釘發(fā)生松動，同步往里旋轉(zhuǎn)，必將導(dǎo)致油壓減振器阻尼力增加，單向閥受到的沖擊也增加，在活塞組成與底閥組成的結(jié)構(gòu)中，單向閥屬于可靠性最薄弱的部件，頻繁的沖擊加上阻尼力的增大，造成了單向閥松脫或者斷裂。

3.2 失效零部件狀態(tài)分析

油壓減振器分解過程中，對調(diào)整螺釘松動的活塞總成與底閥總成進(jìn)行拆解時，調(diào)整螺釘拆卸較輕松，即防松效果不理想。調(diào)整螺釘拆解后，調(diào)整螺釘?shù)穆菁y表面能看到微量固化的螺紋鎖固膠，活塞組成及底閥組成的螺紋孔內(nèi)也幾乎無螺紋緊固膠，如圖1（左）所示。

油壓減振器未松動的活塞總成和底閥總成拆解時，正常的拆解工具無法將調(diào)整螺釘分解。對調(diào)整螺釘采取火焰烘烤，加熱溫度按照不超過200℃控制，烘烤后調(diào)整螺釘可以通過拆解工具分解，拆解后可見螺紋連接部位充滿固化的鎖固膠，如圖1（右）所示。

3.3 原因分析

該型轉(zhuǎn)向架故障油壓減振器已廣泛裝車運用，經(jīng)長期運用檢驗結(jié)構(gòu)成熟可靠，該故障形式為首次出現(xiàn)，且該批油壓減振器為某公司新增供應(yīng)商首次承修，對該型油壓減振器檢修技術(shù)質(zhì)量的把控存在不足，因此可以確定油壓減振器檢修質(zhì)量不合格是導(dǎo)致本次故障的主要原因。

通過對故障油壓減振器拆解，可以確定油壓減振器的失效是由于底閥組成斷裂、各閥孔位調(diào)整螺釘松動或脫落，造成油壓減振器阻尼特性異?；蜃枘崃适?。經(jīng)過對故障油壓減振器不同狀態(tài)下調(diào)整螺釘拆解后狀態(tài)的對比可見，調(diào)整螺釘螺紋鎖固膠未涂打或涂打量不足，導(dǎo)致調(diào)整螺釘無法長期穩(wěn)定承受較大的外部交變載荷，而故障車輛長期處于高速運行，振動頻率高，對油壓減振器長期施加較大的交變載荷，因此最終導(dǎo)致各閥孔位調(diào)整螺釘松動或脫落、底閥組成斷裂。

4? 改進(jìn)措施

為了解決油壓減振器故障，滿足車輛安全運行的要求，對與故障油壓減振器同批次的所用檢修油壓減振器進(jìn)行更換，并通過試驗對調(diào)整螺釘螺紋鎖固膠涂打工藝及涂膠量進(jìn)行了優(yōu)化。

通過試驗驗證，不同的螺紋鎖固膠涂打工藝方法與涂膠量，對調(diào)整螺釘鎖固膠的緊固效果有較大的影響，在保證鎖固膠充滿螺紋間隙的條件下，滿涂鎖固膠與涂一道、兩道或局部涂膠相比，結(jié)合強(qiáng)度高出30%以上。對按照新工藝組裝的抗蛇形油壓減振器進(jìn)行型式試驗，試驗完成后減振器外觀狀態(tài)良好，拆解后檢查各部件，尤其是活塞組成、底閥組成處調(diào)整螺釘安裝狀態(tài)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，調(diào)整螺釘拆解后可見螺紋連接部位充滿固化的鎖固膠。基于試驗結(jié)果，確定調(diào)整螺釘螺紋鎖固膠涂打采取滿涂的工藝，螺紋鎖固膠充滿螺紋間隙，安裝完成后擦除螺紋嚙合擠出的鎖固膠，并靜置12小時保證鎖固膠固化。

5? 結(jié)束語

通過對車輛間歇性振動故障的分析可知，抗蛇形減振器失效對車輛高速狀態(tài)下動力學(xué)性能有較大的影響，并會直接導(dǎo)致車輛其它關(guān)聯(lián)部件的破壞。為了避免類似故障再次發(fā)生，對油壓減振器的檢修與運用提出以下改進(jìn)措施：①檢修管理方面。油壓減振器檢修須具備相應(yīng)資質(zhì)，因此對檢修企業(yè)資質(zhì)審查時，須完全具備油壓減振器檢修的能力，并對其檢修生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性進(jìn)行有效監(jiān)控，確保油壓減振器檢修質(zhì)量可靠穩(wěn)定。②技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面。加強(qiáng)對油壓減振器檢修技術(shù)的研究，結(jié)合車輛的運行條件制定相適應(yīng)的油壓減振器檢修方案，同時構(gòu)建適合于當(dāng)前油壓減振器應(yīng)用條件的檢修標(biāo)準(zhǔn)體系，并穩(wěn)定執(zhí)行。③檢修生產(chǎn)方面。強(qiáng)化油壓減振器檢修生產(chǎn)過程的管控，確保油壓減振器檢修、裝配及試驗等各環(huán)節(jié)都能夠按照檢修方案執(zhí)行到位，并對生產(chǎn)過程的重點環(huán)節(jié)設(shè)計管控與驗證的控制措施。④產(chǎn)品運用方面。對車輛運行的線路、環(huán)境、營運條件進(jìn)行收集，并對有特殊運行條件的車輛，提高油壓減振器的檢修要求，確保車輛與實際運行條件相適應(yīng)。同時，對運用中的油壓減振器，加強(qiáng)對運用狀態(tài)的監(jiān)控。

參考文獻(xiàn)：

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