火灾探测器受干扰的原因及改进方法

第一篇：火灾探测器受干扰的原因及改进方法

火灾探测器受干扰的原因及改进方法

摘 要：本文从火灾探测器的工作原理入手，分析火灾探测器的部分及主要干扰来源，并对此提出一些改进的方法。

一、前言

随着经济的发展、大量楼宇的建成与使用，用于保障人身和财产安全的火灾自动报警系统显得越来越必要。但火灾自动报警系统设置后，往往会发觉系统有些不尽如人意的地方。如：火灾探测器经常失效或损坏，维护费用增大；探测器经常误报警，使得消防值班人员饱受困扰。排除了设备质量不过关等情况后，我们发现这些情况往往是由于探测设备受到干扰而造成的。下面将从火灾探测器的工作原理入手，逐步分析探测器的部分和主要干扰来源，并对此提出一些改进的方法。

二、火灾侦测器的工作原理

火灾侦测器顾名思义就是侦测是否有火灾正在发生的设备，根据火灾的特点及其产生物（例如：烟、热、火焰等）的特性，可分为：感烟探测器、感温探测器及火焰探测器三类。

火灾探测器的一般工作原理：传感元件检测火灾产生物或火灾发生时的特性值，变送电路将探测元件传来的原始信号转换为电流/电压信号，或是脉冲、开关量，送入火灾自动报警控制器中，控制器对接收到的信号加以计算分析，并判定是否有火灾正在发生，是则发出报警信号。有些系统为减轻火灾自动报警控制器的负担，在火灾侦测器内安装了CPU，承担了控制器大部分的数据计算和分析任务。现在，简单介绍三种探测器的工作原理。

1、光电式感烟探测器

光电式感烟探测器有一个迷宫式烟雾探测室，里面设有一个光源和一个感光元件。由于是迷宫式设计，光源的光线一般不能照射到感光元件上，但是当有烟雾进入后，光线在烟雾中产生散射，从而有部分光线射到感光元件上，烟雾越浓，散射到感光元件上的光线就越多，感光元件再把光信号转换为电信号进行输出。

2、离子式感烟探测器

离子式感烟探测器由一个放射源（如Am241）、外置的采样室和内置的离子参考样本室组成。当放射源照射空气中的物质时，一部分物质变成带正电的离子，另一部分物质变成带负电的离子。带正电的离子和带负电的离子在电场的作用下形成了一个电场。当烟雾进入采样室后与带电的离子结合，带电离子数量的减少使电场电压产生了变化，烟雾越多越浓电压变化就越大。

3、定温式温度探测器与变温式温度探测器

温度探测器是利用感温元件把温度值传给控制器或利用双金属片产生一个开关量并传给控制器的。定温式感温探测器就是先检测温度的高低，当温度达到某一设定温度时(如：58℃)就发出报警信号；而变温式感温探测器则是检测温度上升的斜率达到某一标准而产生报警(如：10分钟内，温度上升了6℃)。

三、主要的干扰源

由火灾探测器的组成结构及其工作原理，我们很容易就可以判断出火灾探测器的哪些部分容易受到外界干扰，而这些外界干扰因素就是干扰源。

我们认为火灾探测器最容易受到干扰的是以下几个部分：

（1）传感元件

传感元件是火灾探测器的“眼睛”，但它的“视力”有限。例如：当与烟雾某方面特性相似的物质(如：粉尘、水雾)被它“看见”后，就会认为是烟雾，从而产生误报警。另外一方面，由于传感元件一般是暴露在外界，比较容易受外界的粉尘、潮气影响而导致灵敏度降低。

（2）探测电路

探测电路是包括传感元件在内的一组电路，主要的功能是把传感元件传送过来的“信息”转换为我们所需要的电压或电流信号。当受到外界电磁干扰时，它就会产生误报警或者是不报警，甚至会损坏设备。

（3）通讯电路和通讯线路

通讯电路和通讯线路负责把探测到的“信息”传送到火灾报警控制器，但在这个过程中很可能会因受到干扰而产生误报警。例如：探测电路传送过来的信息经过A/D转换变为数字信号，然后再经过通讯电路和通讯线路送到火灾报警控制器，但可能因受到干扰而把“0”信号变为“1”信号或是把低电平变为高电平，从而使火灾报警控制器接收到假信息并产生误报警。

因此，干扰火灾探测器正常工作的干扰因素，我们认为主要有以下几种：

（1）粉尘

自然环境的破坏、绿地的减少、城市的建设、工厂的乱排乱放等都造成了空气中的粉尘含量越来越高，而粉尘对火灾探测器(特别是感烟火灾探测器)来说是“头号杀手”。因为过多的粉尘停留在探测器的光学元件上，会导致探测器的灵敏度下降或造成失效；另一方面，过多的粉尘停留在采样室中会造成光线的大量散射，使感光元件接收太多的光线导致探测器误报警。对于离子式探测器，会因为大量的灰尘进入采样室与带电离子结合而导致探测器误报警。当具有腐蚀性的粉尘停留在探测器的电路板上，就会腐蚀电路板，遇上潮湿的天气情况会变得更严重。

（2）潮气

潮气，特别是南方的梅雨天气下，湿度通常大于95％，这会对探测器的电子板件及探测元件造成很大的影响。首先，会造成电子板件受潮短路而损坏，或是使绝缘性降低而产生系统接地；其次，当潮气进入探测器的探测室时，会对探测元件造成干扰。特别是对感烟探测器，当潮气进入探测室后，大量散射探测器光源发出的光线，从而导致探测器误报警。

（3）电磁场

日光灯的镇流器、高压电机、通讯发射台等设备都会发出电磁干扰，当探测器安装在这些设备附近时，或多或少都会受电磁场干扰。当火灾探测器的电路或通讯线路受干扰时，就可能产生误报警。

（4）高速气流

当火灾探测器安装在有高速气流的位置时，如通风空调的送风口附近、风室、风道等，高速气流会将烟雾吹离探测器使探测器报警缓慢，另一方面高速气流进入感烟探测器的采样室后，会形成气流旋，使停留在采样室的粉尘扬起造成误报警。

四、几种改进方法

要完全解决干扰问题，最好的方法莫过于移除干扰源。但多数情况下，干扰源是无法排除的，甚至某些干扰源还是受保护对象。因此，我们只能从减少干扰影响的角度进行考虑。以下是结合本人工作经验，提出的几点改进方法：

1、合理安装、规范布线

据不完全统计，70％的火灾侦测器误报警是由于不合理安装所造成的。因此，正确选定火灾侦测器类型、以及按照有关的技术说明和规范正确安装与布线是减少干扰影响的关键。

（1）正确选定火灾探测器的类型

在选定火灾探测器的类型时应参考国家火灾自动报警系统设计规范(GBJ 116－88)。

例如：在相对湿度长期大于95％RH，气流速度大于5m/s，大量粉尘、水雾滞留，可能产生腐蚀性气体的场所不宜设置离子式火灾探测器；在可能产生黑烟，大量积聚粉尘，平常情况下有烟滞留，存在高频电磁干扰的场所不宜设置光电式火灾探测器；在相对湿度长期大于95％RH，有大量粉尘、平常情况下有烟和蒸汽滞留，厨房、锅炉间、发电机房、茶炉间、汽车库等场所不宜设置感温火灾探测器等等。

而且有关产品安装说明书也有类似的说明。例如Simplex公司的安装说明书《Peripheral Equipment》中讲述：避免在锅炉房、厨房、汽车库、食物存储或冷冻间、热处理车间、焊接车间、靠近高压电机或电机控制盘的地方安装离子式探测器。

在实际的应用中，我们也不难发现一些错误的例子，如：把感烟探测器安装在电热水器上方或是安装在风道、风室内。这些情况所造成的误报率是很高的，因此根据实际地点的情况正确选择火灾探测器是十分重要的。

（2）安装位置的确定

在国家火灾自动报警系统设计规范(GBJ 116－88)中，有很多关于正确设置火灾探测器的条文。例如：探测器至墙壁梁边的水平距离不应小于0.5m；探测器周围0.5m内不应有遮挡物；探测器至空调送风口边的水平距离不应小于1.5m，至多孔送风顶棚孔口的水平距离不应小于0.5m等等。这些条文不但确保探测器能有效、迅速地探测到火灾的发生，而且也是避免干扰的有效途径。

在美国电气制造商协会NEMA出版的《Guide for Proper Use of System Detectors》中讲述：如果探测器安装在具有送风和回风管路的房间时，探测器应该安装在流向回风口的气流流经的路径上。

进行放烟测试将有助于确定探测器的正确安装位置，需要特别注意烟雾的流向及途经的路径。当探测器必须安装在送风口附近时，就必须保持一定的距离，如图5所示。

正确的安装位置可以使探测器迅速、准确地探测到火灾。相反，不正确的安装位置，不但使探测器报警缓慢，而且探测器还容易受到风口的高速气流的干扰而产生误报。

（3）合理规范布线

合理规范布线是防止电磁干扰的有效方法。布线规范在国家火灾自动报警系统设计规范(GBJ 116－88)中和有关的电气设计规范中都有相关的条文。

例如：消防控制、通讯和报警线路应采取穿金属管保护，并宜暗敷在非燃烧体结构内??；不同系统、不同电压、不同电流类别的线路不应穿于同一根管内或线槽的同一槽孔内；弱电线路的电缆竖井宜与强电线路的电缆竖井分别设置。如受条件限制必须合用时，弱电与强电线路应分别布置在竖井两侧等等。

合理规范的布线能有效减少强电对弱电系统的干扰。而采取穿金属线管保护或采用有屏蔽层的线材都要求金属线管或线材屏蔽层必须连续而且单端接地，接地电阻一般要求少于1Ω，甚至少于0.5Ω，这样做能有效地防止电磁干扰对通讯线路的影响。

总的来说，合理地安装设备及规范布线能有效地减少电磁干扰、高速气流干扰等影响。

2、优化火灾自动报警控制器的计算方法以降低误报警

目前较先进的火灾自动报警控制器均对火灾侦测器从现场采集回来的数据进行计算分析，从而判定是否有火灾发生。实践证明，通过优化火灾自动报警控制器的计算方法能有效地减少干扰的影响。

（1）变化阈值法

变化阈值法主要是针对感烟探测器所使用的，其方法是：将感烟探测器传送到自动报警控制器的数值进行存储、计算，并得出实时值、平均值（最近一小时实时值的平均值）、报警阈值（报警阈值＝设定阈值＋平均值）。将实时值与报警阈值进行比较，当实时值大于等于报警阈值时系统产生火灾报警如图6(注：纵坐标表示：探测器的探测值经 A/D 变换后的数字量，横坐标表示：探测时间（秒）＝坐标值×探测周期（S))

该方法的优点是使探测器报警阈值由固定值变为跟随着探测器平均值变化而改变的变值。由于探测器在长期使用后，难以避免有粉尘积聚在探测器的探测室内，而粉尘会散射光源的光线，造成探测器的探测实时值逐渐升高。如果探测器的报警阈值是一个定值的话，那么探测器允许的波动就会越来越小。当实时值接近报警阈值时，只要小小的波动，都能使探测器产生报警，但实际上并没有发生火灾。因此，我们以探测器的平均值作为基准，再加上设定阈值作为报警阈值。由于探测器的平均值是近期一小时内的实时值的平均值，因此它消除了探测器实时值的波动，是探测器近一段时期状态的反映，它与实时值一样随着探测器的使用而逐渐升高。报警阈值以它作为基准，就像水涨船高一样，解决了由于粉尘积聚使探测器报警阈值逐渐变小的情况，也消除了由于粉尘积聚而使探测器误报的情况。虽然探测器的平均值能消除粉尘积聚的影响，但也不能无限地增大。平均值也有一个极限，当超过这个极限时，火灾自动报警控制器就会产生故障报警，显示探测器太脏了，需要进行清洗。

（2）延时法

延时法是采用延时的方法消除火灾探测器因瞬时受到干扰而产生的误报警，同时也保证了火灾探测器真实报警的实时性。该方法适用于解决瞬时的各种干扰的影响。探测器的具体工作流程图见图7。

我们曾用这方法解决了一例由于高速气流而造成感烟探测器误报的实例。具体情况是：在广州地铁一号线，由于轨行区与站台候车区之间没有挡隔装置，因此当列车驶入或驶出站台时，都会产生高速的气流，造成了安装在站台靠近隧道口的感烟探测器经常误报警，使值班人员非常困扰。采用了延时法后，有效地减少了大部分的误报警。具体方法是：当火灾探测器实时值大于等于报警阈值时，自动报警控制器先不产生火警报警，而是把探测器当前状态进行存储记录，然后对探测器进行复位、延时，在下一个巡检周期（一般是4s～6s）后，再读取探测器的状态。如此重复5次～10次，如果探测器的实时值仍大于等于报警阈值，这说明发生火灾的 可能性较高，自动报警控制器产生火警报警。反之，探测器的实时值恢复正常状态，说明是误报警，该探测器的核实分数加1。如果核实分数大于10就会产生一个故障报警，说明该探测器经常误报警，需引起注意。

（3）类比分析法

类比分析法是把一个时间段内接收到的探测器实时值与火灾自动报警控制器的数据库内的物质燃烧数据模型进行比较，以确定是否发生了火灾。由于不同的物质燃烧时，会产生不同的烟雾或热量曲线，把烟雾或热量曲线进行分析、处理后，就可建立该物质燃烧时的烟雾或热量数据模型，（注：纵坐标表示：探测器的探测值经 A/D 变换后的数字量，横坐标表示：探测时间（s）＝坐标值×探测周期（s））。

具体方法是：

第一步，调查保护区域内可燃物料的种类，并在实验室对这些物料做燃烧实验，得出这些物料在燃烧过程中的烟雾或温度变化曲线。通过把这些曲线分解为以时间为函数的幅度变化曲线、斜率变化曲线、允许的波动范围，并建立这些物质燃烧过程的数据模型。利用同样的方法，我们可建立包括粉尘干扰、潮气干扰、高速气流干扰在内的各种干扰的数据模型。

第二步，把这些燃烧数据模型、干扰数据模型输入火灾自动报警控制器作为样本。

第三步，把探测器传送过来的一个时间段内的实时值与控制器内的数据模型进行比较、分析，以确定是否发生火灾。

这种方法的优点是：能较准确地识别真实火灾情况，有效地减少环境因素干扰，使探测器更可靠。、增加防护装置

为探测器加装一些额外的防护装置，也可以起到一定的减少干扰影响的作用。例如，为探测器的探测电路加装屏蔽层以减少电磁干扰的影响；为探测器的接线盒或盖盒加装防潮胶垫以减少潮气对电路的影响；为探测器加装合适孔径的滤网以阻挡较大的粉尘颗粒和小动物等等。

在加装防护装置时，应注意所加装的装置不能影响或削弱探测器的探测功能，否则探测器将失去应有的效用。、采用新技术

随着科技不断进步、人们在抗干扰问题上的不断探索与研究，近代出现了一些具有较高抗干扰性的新技术、新产品。其中空气采样分析系统和线性光纤感温探测系统都是具有较高抗干扰性的新技术产品。这些新技术能有效地抗粉尘、抗电磁、抗高速气流干扰。

（1）空气采样分析系统

空气采样分析系统是主动式侦测系统。系统内置的抽气泵通过铺设的管路不停的从保护区域抽取空气样品送到侦测室进行检测。为防止空气中的灰尘或其它颗粒对检测造成干扰，采集到的空气样品要经过一道过滤网进行过滤。在侦测室中，激光发射装置发射出平行的激光光束，烟雾粒子造成激光光线小角度散射，散射光线经凹面反光镜反射到高灵敏度激光接收器上。通过变送电路把接收器接收到的光信号转变为电脉冲信号，控制器经过对信号处理计算后确定烟雾浓度是否达到警报级别，是则发出报警信号。其它杂乱光线则被中心光栏后的平面反光镜反射出侦测室，以防止造成干扰。除了滤网对灰尘进行过滤外，系统还具有激光筛选的功能，可以通过判断激光对烟雾粒子和灰尘粒子的不同脉冲，去除灰尘粒子干扰。

由于空气采样分析系统中探测器的采样由 PVC 管道和 PVC 管取样孔组成，无需走电缆，所有电子元件都在探测器的机壳之内，所以不易受到外界电磁场的干扰。另一方面，由于空气采样分析系统的探测器是采用主动抽取空气样本的方式工作，所以高气流环境对系统的影响不大。

（2）线性光纤感温探测系统

线性光纤感温探测系统是利用激光在光纤中传输时产生的背向拉曼散射信号和光时域反射原理来获取空间温度分布信息的探测系统。由于该系统的探测线路是光纤，因此该系统具有防燃、防爆、抗腐蚀、耐高温、抗电磁干扰等优点。

线性光纤感温探测系统的基本工作原理是：当在光纤中注入一定波长和能量的激光脉冲，激光脉冲在光纤中传输的同时不断产生后向拉曼散射光波。这些后向拉曼散射光波经过光学滤波、光电转换、放大和模 / 数转换后送入信号处理系统，系统便可将温度信号实时显示出来，并能根据光的传播速度和背向光回波的时间对温度信息进行定位。

五、结论

以上所介绍的几种方法，都可以在一定程度上减少干扰对火灾探测器的影响。虽说这些方法不一定是最好、最完善的。但可以肯定的是，随着科技技术的日益发展，抗干扰的方法和技术必然是越来越完善。

第二篇：火灾探测器清洗合同

甲方：_________

乙方：_________

项目：_________

甲方委托乙方对其火灾报警探测器进行清洗，在双方相互信任的基础上共同协商，达成如下协议：

第一条　甲乙双方责任：

1．1　甲方责任：

（1）负责提供火灾报警系统图纸以及烟感探测器位置。

（2）当乙方人员按合同内容到现场作业时，甲方应派专人到现场协调，同乙方人员共同出入房间，保证工作的顺利进行。并尽量避免交叉作业。

（3）负责协调作业现场的障碍物排除工作，配合探头拆装作业的顺利进行。

（4）按本合同所规定的付款方式，甲方应按时支付乙方有关费用。

（5）负责提供所需要的水源、安全用电、照明、以保证正常作业。

1．2　乙方责任：

（1）负责制订合理的施工方案，以保证甲方在施工期间的消防安全。

（2）负责火灾报警探测器的在线检测、拆装、运输以及清洗。

（3）为甲方提供优质的质保服务：在合同期内（一年），确保甲方清洗的探测器不能出现主机误报、响应不正常等技术故障。如出现故障乙方技术人员及时到现场进行免费检测及维修。

（4）在探测器清洗、测试完毕后，向甲方提供一份清洗、测试工作报告。

（5）乙方在作业进行中，如发生针对甲方的损坏赔偿，正常运作中的安全事故，均由乙方承担责任。

（6）为了确保本合同所属消防系统的正常运行，甲乙双方均应严格履行本合同的所有规定和各方责任，若合同执行中发生任何争议，双方应本着友好协商的原则，妥善解决，为本合同的顺利执行创造条件。

第二条　合同有效期

本合同自双方签字、盖章之日起生效，有效期为一年，即自_________年_________月_________日至_________年_________月_________日止。

第三条　合同总价

3．1　探测器生产厂家_________。

3．2　清洗探测器数量约_________只；单价_________元/只。

3．3　合同总价共计人民币_________元。（以实际清洗数量计）

第四条　付款方式

4．1　付款方式为二次支付。

4．2　甲方应在清洗完成验收合格后一次性向乙方支付本合同总价的90%；余款三个月后，无质量问题一次付清。

第五条　争议

5．1　本合同受中华人民共和国法律管辖并按其进行解释。

5．2　本合同在履行过程中发生的争议，由双方当事人协商解决，也可由有关部门调解；协商或调解不成的，按下列第_________种方式解决：

（1）提交_________仲裁委员会仲裁；

（2）依法向人民法院起诉。

第六条　违约

6．1　甲方或乙方不能按本协议条款约定内容履行自己的各项义务或发生使合同无法履行的行为时，应承担相应的违约责任，包括支付违约金，赔偿因其违约给对方造成的全部经济损失。

6．2　除非双方协议将合同终止，若因一方违约使合同无法履行时，违约方承担上述违约责任后仍应继续履行本合同。

第七条　合同的解除

7．1　合同期限届满，甲乙双方不再续签本合同；

7．2　甲乙双方通过书面协议解除本合同；

7．3　因不可抗力致使合同目的不能实现的；

7．4　在合同期限届满之前，当事人一方明确表示或以自己的行为表明不履行合同主要义务的；

7．5　当事人一方迟延履行合同主要义务，经催告后在合理期限内仍未履行；

7．6　当事人有其他违约或违法行为致使合同目的不能实现的。

第八条　保密

甲乙双方保证对在讨论、签订、执行本协议过程中所获悉的属于对方的且无法自公开渠道获得的文件及资料（包括商业秘密、公司计划、运营活动、财务信息、技术信息、经营信息及其他商业秘密）予以保密。未经该资料和文件的原提供方同意，另一方不得向任何第三方泄露该商业秘密的全部或部分内容。但法律、法规另有规定或双方另有约定的除外。保密期限为_________年。

第九条　通知

9．1　根据本合同需要一方向另一方发出的全部通知以及双方的文件往来及与本合同有关的通知和要求等，必须用书面形式，可采用_________（书信、传真、电报、当面送交等）方式传递。以上方式无法送达的，方可采取公告送达的方式。

9．2　各方通讯地址如下：_________。

9．3　一方变更通知或通讯地址，应自变更之日起_________日内，以书面形式通知对方；否则，由未通知方承担由此而引起的相关责任。

第十条　合同份数及订立时间

10．1　本合同正本两份，具有同等效力，甲乙双方各执一份。

10．2　本合同订立时间：_________年_________月_________日（即日生效）。

第十一条　附加条款_________。

甲方（章）：_________　乙方（章）：_________

法人代表：_________ 法人代表：_________

技术负责人：_________技术负责人：_________

电话：_________电话：_________

_________年____月____日 _________年____月____日

签订地点：_________ 签订地点：_________

第三篇：车辆火灾原因

车辆火灾原因、处理及预防

车辆火灾原因

一、电器或电线路起火：车辆电路的老化。因为车辆在经过一段时间的使用后，电路的表面胶皮都会老化，有可能造成外表绝缘层脱落，电路故障或者电线接触不良会造成短路，从而引起自燃最为常见。主要是由于电线老化破损或自行随意改装线路造成的搭铁短路。也有电器设备老化或者自改设备负荷超载造成的。

二、燃油或润滑油泄漏：发动机仓内油泥长期不清理，使得在行驶中油腻阻止散热，导致温度过高或者电瓶接线柱因杂质、油污使接触点发热引发燃烧，引擎重负荷长时间工作时，超高温的排气管就能使泄漏的油污燃烧，顷刻之间大火熊熊。车辆油路出现故障，油路泄露。由于油路多数是使用橡胶材质，橡胶老化会发生龟裂造成汽油泄露。

三、撞击引起火灾：汽车使用油箱的容量一般为20L至200L不等。当汽车撞击时，其能量通过金属变形的方式得到释放，有时则会直接触及供油系统造成爆炸起火，有时则会损坏电气线路及各种设备造成短路打火，引起燃油着火成灾。

四、机械摩擦起火：汽车发动机的润滑油系统缺油，机件的表面相互接触并作相对运动，摩擦产生高温，如接触到可燃物可导致火灾。汽车制动系统故障致使制动装臵不能复位“刹车抱死”，轮鼓与刹车装臵（如刹车片）剧烈摩擦产生高温引燃轮胎、大箱板等可 燃物起火 汽车发动机及其它机械润滑系统缺油，机件间摩擦产生高温，引燃油污、燃料油、配线等可燃物起火。汽车轮胎充气不足造成摩擦起火

五、人为不慎失火：吸烟，在车里吸烟时火柴蒂、烟头处理不当引发汽车火灾时有所见。汽车上的可燃物如座椅、棉丝和随车运送的棉纺织品、纸制品等燃点大都低于烟火温度，如遇到烟头火源就会阴燃起火。汽车自燃的预兆

一、从气味上判断，当发生汽车有焦味儿，就有可能发生自燃。需要注意的是，不少车主反映天热时经常在车内闻到焦、糊味，很担心车子会自燃。如果日常维修保养功夫到家，汽车的自燃一般不会发生，因为塑料内饰在高温下也会散发出诸如此类的味道。

二、从视觉上观察，冒出蓝色或黑色浓烟时，也是自燃的明显先兆

汽车自燃的紧急处理

一、行车途中一旦闻到焦臭味或者看到烟雾，应立即在附近安全地方停车，并关闭电源，拉紧手刹，离开车辆，查明原因。当客车发生火情时，驾驶员要沉着冷静，立即靠右边停车，让乘务员打开车门迅速疏散旅客逃离，然后切断汽车内部电源，拉紧手刹；在车门打不开的情况下，指导乘客迅速打开安全门和使用安全锤击碎车窗玻璃，强行疏散；取下随车灭火器，对准着火部位猛喷，尽快将火焰扑灭。同时驾驶员应向“119”、110报警，讲清起火车辆所在位臵、乘客等大体情况和联系方式。如果发动机舱已经开始冒烟并且有火苗从缝隙中窜出，说明火势已经发展到了比较严重的程度，不要打开引擎盖，以防空气对流加大火势。这时可拉开锁止扳手，让引擎盖漏一条缝，然后往里面喷灭火剂，等到没有烟雾时方可停止，这时才能打开引擎盖，进行清理工作。客运车辆一旦起火，恐慌势必导致拥挤，延误逃生时间，所以驾驶员保持冷静非常重要。一般来说，火势从车尾蔓延过来需要一定时间，这个时间就是最佳的逃生时间，逃生的速度越快，安全系数就越高。

二、当汽车在加油过程中发生火灾时，驾驶员不要惊慌，要立即停止加油，迅速将车开出加油站，用随车灭火器或加油站的灭火器等将油箱上的火焰扑灭。如果地面有流散的燃料时，应用库区灭火器或沙土将地面火扑灭。

三、当汽车在修理中发生火灾时，修理人员应迅速上车或钻出地沟，迅速切断电源，用灭火器或其他灭火器材扑灭火焰。

四、当汽车被撞倒后发生火灾时，由于撞倒车辆零部件损坏，乘车人员伤亡比较严重，首要任务是设法救人。如果车门没有损坏，应打开车门让乘车人员逃出，以上两种方法也可同时进行。同时驾驶员可利用扩张器、切割器、千斤顶、消防斧等工具配合消防队救人灭火。

五、当停车场发生火灾时，一般应视着火车辆位臵，采取扑救措施和疏散措施。如果着火汽车在停车场中间，应在扑救火灾 的同时，组织人员疏散周围停放的车辆。如果着火汽车在停车场的一边时，应在扑救火灾的同时，组织疏散与火相连的车辆。

六、发现有人携带危险化学品上车的处理方法。发现车上有人携带危险化学品，驾驶人要沉着、镇定，稳定乘客情绪，防止造成混乱并迅速报警。同时要弄清属于哪一类危险品，属于一般危险品的，可将其转移到安全地带；属于高危危险品的，要迅速疏散乘客，等待专业人员前来处理；对不明属性的，还要请有关专家协助处理。对携带危险化学品上车的人员，要弄清其真正目的，属于无知而带上车的，要对其进行教育，讲清危害，请其配合处理；属于故意或有犯罪嫌疑的，要设法对其和携带的危险品进行控制，将人、物分开，避免发生意外。汽 车 火 灾 预 防

一、车辆上路前，要对车辆认真进行检查，确认机件良好，特别是电路、油路良好；行驶中注意观察各仪表工作状况，倾听发动机等部件声响变化情况，发现异响和故障，及时修复；修理中严禁向化油器直接供油；严禁乱拉乱接电源线路，严禁擅自安装DVD、VCD等电器设备；检查各轮胎气压状况，轮胎镙丝紧固情况，制动鼓是否过热，检查油、气管路是否漏油漏气，检查发动机的水泵、风扇皮带的松紧度等；对后臵式发动机还要检查散热器的附件工作状况和散热效果，避免温度过高，导致电线、管路熔化，发生火灾；车辆行经有谷草的道路时，驾驶人要特别谨慎，保持低速行驶 一旦发现异常情况，应立即停车检查；通过后应下车检查车辆传动轴等部位是否裹带谷草；注意防止乘客将易燃易爆危险品带上车辆，如发现乘客已将易燃易爆危险品带上车辆，要立即采取安全措施，交沿途的公安机关、执勤民警或前方车站处理；严格遵守道路交通安全法律、法规，保持安全车速，按规定的时间和线路行驶；禁止无关人员搭乘车辆，严禁人货混装；客车驶入禁火区域时如发生故障，不得就地维修，应推出禁火区域后再进行维修。

二、防止电线短路。一旦发现电流表指示很大的放电电流、电器工作突然中断（例如大灯、空调电机等大负荷用电设备）、闻到胶皮臭味或见到机罩盖边隙处和仪表台附近冒烟，应迅速靠边停车熄火，断开全车总电源开关，查清原因排除故障。

三、不违章操作。汽车电气线路不能乱接，以免造成局部线路负荷过大，令线路发热，引发火灾。汽车蓄电池电流容量很大，一般都在180安培/小时，违章操作会使蓄电池产生电弧引发火灾。对车辆的小毛病要及时维修，不能违章操作。如果行车过程中一旦出现故障，应尽量靠边停车，如果自己不能解决，等待专业救援，切忌自己动手乱操作。

四、不违章存放危险物品。日常生活中的打火机、香水、摩丝等也是构成车辆火灾的危险品。如果将这些物品放在车内容易被太阳光线聚焦的地方，也具有一定的火灾危险性。普通车辆应尽量不载放汽油、酒精等危险品。

五、客运车辆应配备的防范火灾器材。应配备1至2种灭火器（如二氧化碳灭火器、干粉灭火器），并按要求定期更换，保证能有效扑灭一般客车火灾；应配备一定数量的太平斧、应急锤，应急锤的质量应满足击碎安全窗及其他车窗玻璃的需要，保证发生火灾时，乘客能从多处逃生。灭火器是随车必备的装臵。不过很多车主并没有意识到灭火器配臵的重要性。即使配臵了灭火器，但是很多车主不了解灭火器的正确使用方法，或从不检查灭火器是否能正常工作，这样一旦发生紧急情况，也无法开展自救。因此车主应在平时就学会灭火器的正确使用方法。

灭火器

《中华人民共和国道路交通安全法》：第二十一条 驾驶人驾驶机动车上道路行驶前，应当对机动车的安全技术性能进行认真检查；不得驾驶安全设施不全或者机件不符合技术标准等具有安全隐患的机动车。

《机动车运行安全技术条件》（GB 7258—2004）：12.11 客车应装备灭火器，灭火器在车上应安装牢靠并便于取用。车辆没有配臵灭火器的行为属于安全设施不全。

车载灭火器一般为手提式干粉灭火器，它的使用方法分三个步骤： 1．撕掉小铅块； 2．拔出保险销；

3．提起灭火器左手握住喷嘴，右手压下压把，将干粉喷向燃烧区。使用灭火器须注意：保持灭火器正立状态，并将干粉射流喷向燃烧的火焰根部。要注意站在上风向喷射，并随着射程缩短，要逐渐接近燃烧区，以提高灭火效率。

1、干粉灭火器要经常检查

干粉灭火器的缺点是容易结块，因此，使用半年以后就要经常检查干粉是否结块、储气瓶内二氧化碳气体是否泄漏。方法是：灭火器上的内压显示器通常分为三个区，即绿区、黄区和红区，如果指针指在绿色区域内，表示该灭火器可以正常使用；在黄区内则表示灭火器已经接近最后的使用期限；如指针指向红色区域，则说明内部压力已泄漏无法使用，应赶快送维修部门检修或者更换新灭火器。

每年必须检测一次，以确保灭火器安全可靠。灭火器应放臵在干燥通风、方便取用的地方，并定期查看保险销是否完好，筒体有否变形锈蚀，喷嘴是否有油垢堵塞等。

第四篇：车组转向架故障原因分析及改进方法

摘要

安全是铁路运输的永恒主题，客车安全又是铁路安全的重中之重。旅客列车作为复杂系统集成，任何细小的故障隐患，都将可能造成无法估量的损失。客车安全工作就是运用科学的维修策略，做到超前处置，预警预控，提前将各种故障源排查出，将风险点消除掉，加强安全控制力，降低事故损失，确保旅客列车安全秩序平稳。本论文以 25K 型客车 CW-2 型转向架的故障统计数据作为分析依据，统计梳理了客车走行部的多种故障模式，综合乌鲁木齐车辆段的运营线路、季节气候、运行里程以及维修水平等多方面因素，运用数据统计以及相关性分析，确定出影响客车走行部故障主要的相关因素以及故障模式。针对影响客车走行部的主要故障模式，运用故障树的模型分析，查找出影响故障模式中基本事件，以风险管理的理念，对故障模式中的基本事件进行风险要素分析评估，确定影响岗位质量安全的风险点，通过风险对策措施表，对影响质量安全的关键环节以及卡控流程进行完善，做到隐性故障的提前消除，预防客车安全事故的发生。合现场作业实际，本论文选取了客车走行部维修班组作为基于风管理维修策略的实施对象。根据“管理规范化”的要求，融合岗位安全职责、基本作业过程、规章管理制度以及安全质量控制措施等方面，修订出符合现场风险管理实际的《检车员岗位风险控制说明书》；根据“作业标准化”的要求，客车走行部故障模式、事故基本事件、安全风险点、基本作业过程以及质量标准，修订完善出具有操作性的《25K 型客车转向架流程风险辨析指导书》。通过对基于 25K 型客车 CW-2 型转向架故障统计以及因素相关性分析，运用故障模式故障树分析，基本事件的风险辨析、评估和层级防控，完善了分级管理、预警预控的客车维修策略，确保了现场安全作业管理的全面、准确、有效，进一步提高了客车维修水平。关键词：故障模式；相关性；维修策略 1

目 录

摘 要...............................................................1 第1章 绪论..........................................................4 1.1 研究背景及意义....................................................4 1.1.1我国机车车辆维修现状与发展.......................................4 1.1.2课题选择及意义...................................................5 1.2 文献综述..........................................................6 1.2.1国内外检修策略的发展.............................................6 1.2.2以可靠性为中心的维修（RCM）概述..................................7 1.3 文献分析及总结....................................................8 1.4 论文的研究内容及方法.............................................8 第2章..............................................................10 2.1动车转向架故障类型统计............................................10 2.2动车组转向架故障原因分析..........................................12 2.2.1部件设备漏油分析................................................13 2.3制动装置故障分析..................................................13 2.4其他零部件的故障分析..............................................13 第3章..............................................................14 3.1动车组转向架的故障模式、致命性分析（ＦＭＥＣＡ）..................14 第4章..............................................................17

4、结束语.............................................................17 参 考 文 献...........................................................18

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.1.1 我国机车车辆维修现状与进展

（1）我国机车车辆修制状况近年来随着我国高速铁路的开通运营，以及动车组的广泛开行，我国在机车车辆的维修模式上也逐渐发生着显著地变化[1]。一方面以高速动车组的维修模式已经脱离了原有的传统检修模式，运用先进的可靠性和安全性维修理念，以走行公里合理安排一、二、三、四、五级修程，实行白天运行，夜间停留检修的修制，充分利用库停时间，按不同修程完成各检修单元，体现灵活多样的维修特点。另一方面是传统的普速铁路，依然沿用比较成熟的计划性预防维修体制，并增加了关键零部件的寿命管理，虽然提高了计划标准化维修的高安全性，在统一的计划修体制下，维修的灵活性不足，直接造成维修成本居高不下。

（2）我国机车车辆维修存在的问题

1、我国机车车辆维修制度不均衡。随着近几年我国高速列车的投入使用，机车车辆维修工作将呈现以向“以可靠性为中心(RCM)”的维修制度发展的动车组检修制度

[1]，和以计划预防修为主的普速列车检修制度这两种维修模式共存的局面。一是在部分检修段两种维修制度同时存在必然会增加维修组织的难度。二是检修周期短、维修成本高、停车时间长的计划预防维修制度已经逐渐无法适应“大密度、高频次、高安全”的列车组织模式。

2、我国维修理论基础薄弱。多年来，我国客车车辆维修重视实践，轻理论现象比较突出，致使实践中经常出现基本概念混乱，导致“维修不足”和“过度维修”维修的现象。随着铁路运营体制的深入改革，客车维修部应进一步对可靠性、可维护性、可用性方面的研究和实践，加强对设备设施的风险研判，建立适应自身环境特色的维修理论体系。

3、客车车辆采购、设计中缺乏可靠性、维修性工程的应用。这种现象尤其凸显在普速列车的维修中，在我国铁路客车车辆在出厂设计方面只对客车车辆性能和结构进行设计，没有对可靠性、维修性指标提出要求，也没有对客车车辆交货后进行可维护性检验验证，这就造成客车车辆可靠性和维修性方面得不到很好的保证，给运营维修带来了不少的困难。

1.1.2 课题选择及意义

位于祖国大西北的某车辆检修段承担着日均检修到发列车18列300余辆，确保着日均发送20000余名旅客出行安全，并担负着2100余辆运用客车的维修、保养安全管理任务。主型车为构造时速140公里、转向架为CW-2型准高速25K型车底，主要担负乌鲁木齐至北京（T69／70）、上海（T53／54）、汉口（T193／194）的旅客运输，一次往返需连续运行4-5天，走行里程达8000公里以上。转向架是铁路客车运用安全的核心部件之一，它直接承载车体和旅客重量，保证车辆顺利通过曲线，它的各种参数直接决定了车辆的稳定性和乘坐舒适性，其运用的高安全性和高可靠性是确保旅客生命财产安全的关键中的关键。该客车车辆段主型客车是长春客车厂2000年制造的以CW-2型转向架为走行部的25K型客车，保有量为467辆，约占保有客车总数的40%。长春客车厂生产制造的准高速客车CW—2型客车转向架，是在充分吸收借鉴国外先进技术经验的基础上，并结合我国实际情况新设计的转向架，在通过安全性、平稳性实验后，已于1995年春投入运行。该段自2001年8月正式投入CW-2型转向架运用以来，在检修理念、维修体系、作业方式等方面产生了翻天覆地的变化。同时，为运用维护好该型客车，结合人员结构、配件供给模式、以及相关的工装设备改进等方面，在确保25K型客车安全、可靠方面历经9年做了大量的探索与尝试，并积累了内容丰富的故障和维修数据资料。论文选题将从主型25K型车的CW-2转向架结构、检修人员的素质、检修设备、检修标准和制度等方面来思考25型客车走行部安全性、可靠性的维修模式。同时根据西北地区客车运行的线路环境和检修情况，结合事故致因模型化进一步分析导致转向架事故的原理和机制，采用数理统计方法对转向架系统故障数据进行了分析,通过获得转向架系统故障模式生成规律，进一步运用以可靠性为中心的维修思想，改进完善客车转向架运用维修策略，降低维修费用，确保25型客车持续、安全平稳、可靠运行。

1.2 文献综述

1.2.1 国内外检修策略的发展

工业化从手工作坊对机械化、电气化、信息化时代，各个时期的设备管理与检 4 修方式有很大的变化[2]，一般来说可分为故障检修阶段、计划检修阶段和状态检修阶段。

（1）故障检修阶段

故障检修阶段也称为事后检修阶段[2]，是设备检修最早出现的方式。也是一种比较直观的维修方式，即设备设施出现故障不能确保安全有效运行的时候，对设备设施采取故障消除性维修，也属于一种应急性维修，由于对检修条件的安全性考虑的不是很充分，在维修过程中往往付出较高的维修成本。

（2）计划检修阶段

针对故障维修存在准备工作不足的弊端，计划性检维修根据设备故障功能失效与运行时间之间的关系，确定检修内容和检修周期，维修人员根据所确定的维修内容准备相应的维修配件、工装和场地，并在周期临界点实施维修，提前将故障预防在事故发生之前，确保了设备设施在运转中期内的可靠性和安全性，这种 维修模式对与时间有关的损耗性部件有较好的效果，但对非损耗性部件就难以确定出其周期性，为了确保安全，往往采取提前更换的方式，也造成了不必要的“过度维修”现象的出现。

（3）状态检修阶段

随着故障诊断水平的提高，以及故障诊断设备的广泛运用，设备的在线监测成为确保安全必不可少的辅助方式，对设备运行状态的实时监控，也为设备功能性的失效状态提供了比较直观发现手段，维修人员可根据监测结果在设备部件临近，失效的时候，进行实时维修，达到了设备按需维修的目的。但对于设备系统 性强、构造复杂的设备，由于监测点繁多，增加了检测的难度和维修计划的复杂程度，不利于维修效率的提高。

（4）以可靠性为中心的维修

在1960年代，美国联邦航空局对当时最先进的波音747飞机有着严格的维修要求[2]，导致产生非常繁重的维修任务计划，使这种技术先进的飞机给维修体制提出了严峻的考验。而繁杂的维修任务使得航线运营波音747飞机难以盈利。同时也暴露出，即便使用基于时间的更换或翻修之类的预防性维修，也没有有效地现住地 5 减少产品失效率。1980年通过对航空工业费用效益的观察得到广泛共识，军事工业和其他工业也都作为加强维修程序的要求，开始应用以可靠性为中心的维修方式，诸如核电站、化工、汽车、制造、石油和天然气、建筑等行业。

1.2.2 以可靠性为中心的维修（RCM）概述

RCM（以可靠性为中心的维修，Reliability Centered Maintenance）是当前维修领域比较通行的以设备预防维修理念为基础的体系性维修的工程过程[2]。

（1）RCM的基本观点

1、设备设施的固有可靠性和安全性是由最初设计和制造水平决定的，如果设备的固有可靠性与安全性水平不能满足使用要求，相通过提高维修的次数来提高设备的安全性是达不到预期效果的。因此，增加维修次数，不一定会使设备越可靠和越安全。

2、设备设施在运行过程中出现故障隐患是不可避免的，而且每种设备故障产生的原因也不尽相同，维修工作的重点就是预防有严重后果的故障发生。因此，在故障维修工作中，要根据设备故障所产生的不良影响及后果，有针对地制定不同的维修策略。

3、探查设备设施故障规律，合理安排维修时机。在对设备进行维修工作时，要尽量弄清设备的故障模式，对有耗损性的设备可很据故障统计规律安排较为合理的保养和维修（更换），来预防故障隐患造成设备功能性失效。对损耗较少的设备设施，如果按照故障统计规律，安排定期的维修或更换，可能对设备的维护效果不是很理想，对此类设备更适宜于通过检查、监控采取视情维修方式。

4、以最小经济费用保证设备设施的安全性和可靠性。维修工作中，对设备采用不同的维修策略，其所需要耗费的维修资源是不相同的，甚至是相差巨大。

1.3 文献分析及总结

从上述文献综述可以看出，无论是传统的事后维修还是现代发展起来的RCM/LCC模式，都把确保设备的安全可靠作为维修的第一出发点。由于行业、地域、装备、人员、环境的差异，对设备的维护往往是各种维修方式相互交叉、综合运用，在满 足可靠性、可用性的前提下，尽可能的减少维修费用和人力成本。

维修理论发展历史表明，任何一种维修方式、维修理论，都是通过总结前人的理论、方法以渐进的方式发展起来，不存在基于某一种设备检修理念和维修策略可以确保使用设备的绝对安全，再科学的检修理念和设备维护手段也只有和现场实际环境紧密结合，基于相似设备的维修经验和现场数据统计，分析清楚理论、方法与现场的实际差距，相互取长补短才能发挥其应有的效果。

随着现代设备的系统复杂性和运行环境的不确定性，只有在巩固和加强现有的维修基础上，充分吸收、借鉴当代最新的维修理论和方法，努力探索出新的维修模式，才有可能不断改善现有环境对维修的束缚，进而实现设备安全性、可靠性和可用性的新的突破。

1.4 论文的研究内容及方法.本论文以铁路交通运输系统某站 25K 型客车 CW-2 型转向架作为研究对象，以该对象故障统计数据作为分析依据，运用数据统工具计统计，分析了客车转向架的多种故障模式，综合该车辆段所处的地理位置、气候条件、运营线路、运行里程以及维修水平等多方面故障影响要素，分析确定出影响故障的主要因素，并结合因素相关性分析，寻找出影响客车走行部主要故障模式的关键风险因素。

运用故障树的模型分析，对影响客车走行部的主要故障模式，查找出影响故障模式中基本事件。运用风险管理的理念，对故障模式中的基本事件进行风险要素分析评估，辨析出影响维修质量的风险点，通过制定合适的风险对策措施表，对容易造成故障隐患安全的关键环节进行有效维修，做到隐性故障的提前消除，预防客车安全事故的发生。

本论文结合客车安全现场作业实际，根据“管理规范化”的要求，选取了影响客车走行部维修质量的库检班组和乘务组作为基于风险管理维修策略的实施对象。通过构建风险管理维修策略体系，从岗位安全职责、基本作业过程、规章管理制度以及安全质量控制措施等方面入手，重点是为了修订出符合现场风险管理 实际的控制流程。根据“作业标准化”的要求，认真分析客车走行部故障模式、事故基本事件、安全风险点、基本作业过程以及质量标准，修订完善出具有操作性的风险辨析措施。

通过对转向架故障统计以及因素相关性分析，运用故障模式事故树分析，基本 事件的风险辨析、评估和层级防控，目的是为了构建确保了现场安预警预控的客车维修策略，能够进一步提高客车维修水平。

第2章

2.1动车转向架故障类型统计

在分析产品故障时，一 般是 从 产 品 故 障 的 现 象 入手，通过故障现象（故障模式）找出原因和故障机理。对机械产品而言，故障模式的识别是进行故障分析的基础之一。

由于故障分析的目的是采取措施、纠正故障，因此在进行故障分析时，需要在调查、了解产品发生故障现场所记录的系统或分系统故障模式的基础上，通过分析、试验逐步追查到组件、部件或零件级（如螺母）的故障模式，并找出故障产生的机理。

故障的表现形式，更确切地说，故障模式一般是对产品所发生的、能被观察或测量到的故障现象的规范描述。

故障模式一般按发生故障时的现象来描述。由于受现场条件的限制，观察到或测量到的故障现象可能是系统的，如制动系统不能制动；也可能是某一部件，如传动箱有异常响声；也可能就是某一具体的零件，如油管破裂等。因此，针对产品结构的不同层次，其故障模式有互为因果的关系。

故障模式不仅是故障原因分析的依据，也是产品研制过程中进行可靠性设计的基础。如在产品设计中，要对组成系统的各部分、组件潜在的各种故障模式对系统功能的影响及产生后果的严重程度进行故障模式、影响及危害性分析，以确定各种故障模式的严酷度等级和危害度，提出可能采取的预防改进措施。因此将故障的现象用规范的词句进行描述是故障分析工作中不可缺少的基础工作。

依据某检修部门几年内积累的故障数据；故障数据中的列车号主要是从００２Ａ 到１９０Ａ；车辆编号是从１车厢到８车厢；二级系统包括车体系统、车外系统、电气系统、给水卫生系统、供风系统、内装系统、转向架系统 ７大系统；各系统的故障百分比如表１所示。由表１可知转向架系统在整个动车组系统中故障频率所占有效百分比达２０％以上。根据转向架系统的结构特点和功能，将转向架划分为悬挂装置、架构组成。轮对轴箱定位装置、排障装置、驱动装置、制动装置、转向架配管及配线等。

表1 二级系统频率分布的输出结果

依据某机车车辆股份有限公司采集积累的大量使用维护数据，进行了分类处理，得到动车组转向架的故障部位和故障类型表，如表２所示。

表2 转向架系统故障模式统计表

从表２中明显看出，转向架系统总共有４２个故障模式，制动装置包括轮对等故障达到３０条，占２６．７８％，应重点加强与制动装置相关部件的管理维修和保养工作，及时发现故障隐患，杜绝事故。

2.2动车组转向架故障原因分析 2.2.1部件设备漏油分析

通过表２分析可知零部件设备漏油在转向架故障中较为常见，可以占到总故障数的２５％。通过对设备运行的观察发现可能故障原因是（１）动车在运转时，在相对封闭的机械箱里，机器在运转时会产生大量的热量。动车组在全日制工作时，箱内温度逐渐升高，箱内压力也会逐渐增大．油液在箱内压力作用下从密封间隙处渗出。（２）设计不合理；制造质量不良；使用维护不当，检查不及时。设备上的某些静、动配合面缺少密封装置，或采用的密封方案不合适；设备上的某些润滑系统只有给油路，而没有回油路，使油压越来越大，造成泄漏。

2.3制动装置故障分析

动车组制动装置故障在转向架系统故障中占到最大的比例，达到了２６％以上。动车组转向架制动装置采用空液转换液压制动方式。制动装置故障不仅会造成动车组途中晚点，而且如处理不当会导致动车组发生事故，严重影响运输秩序，威胁乘客的生命财产安全。

制动系统的常见故障包括了制动控制装置传输不良、制动控制装置故障、制动控制装置速度发电机断线、制动力不足、制动不缓解、监控显示器显示抱死、列车紧急制动不能复位、监控器等控制设备无电等。制动控制装置传输不良时，制动时会检测制动力不足。传输不良主要是光连接器的连接插头松动、接触不良，终端装置接口卡板故障。当制动控制装置速度发电机断线时，车辆将无法进行滑行控制。制动力不足时，可能是 ＵＢ－ＴＲＴＤ继电器故障、电路故障、制动管系泄漏、ＥＰ阀故障、检测传感器故障、ＢＣＵ 故障等。但出现制动抱死故障显示时，可 能 是 由 速 度 传 感 器 断 线、ＰＣＩＳ防滑阀故障、ＣＩ与 ＢＣＵ信息传输故障导致再生制动与空气制动同时发生、ＢＣＵ内部滑行、抱死检测控制错误显示制动系统故障等造成的。

2.4其他零部件的故障分析

轮对组成故障损伤，因其裸露车体外，且直接与地面钢轨接触，运行状况复杂，且轮对组成乃转向架的重要部件，如有故障易造成严重的事故。其次空气弹簧故障因其材质特殊为橡胶所制，较易被划伤，若运行时间长易造成空气弹簧的故障。其次还有横向减振器和抗蛇行减振器，这两者均为油压减振器，易造成漏油故障，从而降低减振效果。制动夹钳的长时间使用及检修维护不当，使制动装置易出现故障。

第3章

３.1动车组转向架的故障模式、致命性分析（ＦＭＥＣＡ）

经过前面的分析，基本了解了动车组转向架的故障模式和发生原因，但是仍不清楚每种失效模式对转向架功能所造成的致命度的大小，所以需要对转向架进行ＦＭＥＣＡ 分析，以便掌握其可靠性薄弱环节，为可靠性评估与提高可靠度提供科学依据部件i以失效模式j发生失效时，该零部件的致命度为：

式中αｉｊ是部件ｉ以失效模式ｊ而引起部件的失效模式概率；βｉｊ是部件ｉ以失效模式ｊ发生失效造成部件损伤的概率。国标草案中将此称为丧失功能的条件概率。其值为１，表示肯定发生损伤；０．５表示可能发生损伤；０．１表示很少可能发生损伤；０表示无影响。λｉ是部件ｉ成为基本失效件的故障率采用平均故障率，其计算公式为：

式中ｎｉ为部件ｉ 在规定时间内的故障总次数；Ｔｊ为部件ｉ在规定时间内故障间隔时间序列中的第ｊ个故障间隔时间；ｍ 为故障间隔时间的个数。

根据上面介绍的ＦＭＥＣＡ分析方法，结合笔者掌握的动车组转向架使用维护故障数据，经过处理，得到该车型转向架主要部件的ＦＭＥＣＡ分析结果如表３所示。

通过上面的分析，可以看到在转向架的各个主要部件中轮对部件的部位致命度最大，主要是因为轮对承受了车辆与线路间相互作用的全部载荷及冲击，且直接与地面钢轨接触。其次是制动卡钳（动车）、空气弹簧和轴箱体。

表3 动车组转向架主要部件FMECA分析表

续表3

它们将是影响转向架可靠性的关键部件。另外，横向减振器部件的致命度也不小，虽然抗蛇行减振器的故障致命度并不很大，但它是使动车组在行驶时具有良好的平稳性、舒适度和安全性的保证，列车在高速行驶中易发生转向架蛇行运动，所 15 以也应该加以重视。具体到故障模式致命度来看轮缘擦伤、横向减振器漏油、制动夹钳漏油、空气弹簧破损、橡胶垫破损等，是重点针对的对象，对此可以采取以下措施：（1）对于轮缘擦伤、横向减振器漏油、制动夹钳漏油、空气弹簧破损、橡胶垫破损、磨损、弹簧断裂、弹力不足等故障，要加强车辆行驶前、行驶后检查，必要时采取无损检测或磁力探伤，如发现部件有微小裂纹，应及时更换防止裂纹进一步扩展，磨损加剧等。同时建议使用抗拉压、抗剪切、抗扭转、耐磨损的材料来制造，合理改进制造工艺过程，提高部件的质量和使用寿命。（２）铁路管理部门，应加强铁路线路钢轨和沿线设施设备和运行环境的整理维护，以减少车辆运行除外的意外故障。（３）动车组维修部门维护转向架时应严格按照维修手册规定进行，并对致命度大的部件和模式加以 重视。

第4章

４、结束语

通过ＦＭＥＣＡ方法分析可以发现同一设备系统中不同功能的零部件因其重要程度不同以及结构上的差异，其危险优先数也会有所不同，因此在设计中就需要区别对待，将危险优先数特别高的部件优先考虑。本文通过现场使用维护数据，对动车组转向架故障车控制电器柜其他空气断路器故障导致的质量问题。

参 考 文 献

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第五篇：动车组转向架故障原因及改进方法

摘要

安全是铁路运输的永恒主题，客车安全又是铁路安全的重中之重。旅客列车作为复杂系统集成，任何细小的故障隐患，都将可能造成无法估量的损失。本论文以 25K 型客车 CW-2 型转向架的故障统计数据作为分析依据，统计梳理了客车走行部的多种故障模式，综合乌鲁木齐车辆段的运营线路、季节气候、运行里程以及维修水平等多方面因素，运用数据统计以及相关性分析，确定出影响客车走行部故障主要的相关因素以及故障模式。合现场作业实际，本论文选取了客车走行部维修班组作为基于风管理维修策略的实施对象。根据“管理规范化”的要求，融合岗位安全职责、基本作业过程、规章管理制度以及安全质量控制措施等方面，修订出符合现场风险管理实际的《检车员岗位风险控制说明书》；根据“作业标准化”的要求，客车走行部故障模式、事故基本事件、安全风险点、基本作业过程以及质量标准，修订完善出具有操作性的《25K 型客车转向架流程风险辨析指导书》。通过对基于 25K 型客车 CW-2 型转向架故障统计以及因素相关性分析，运用故障模式故障树分析，基本事件的风险辨析、评估和层级防控，完善了分级管理、预警预控的客车维修策略，确保了现场安全作业管理的全面、准确、有效，进一步提高了客车维修水平。

关键词:CRHIn型动车组;转向架构架;车轴齿轮箱;转向架轴承

I

目 录

摘要.............................................................................................................................I 第1章.绪论..................................................................................................................1

1.1转向架的总体概括.........................................................................................1 1.2故障案例分析.................................................................................................1 1.3故障原因分析.................................................................................................2 第2章转向架的结构....................................................................................................3

2.1转向架由那些组成.........................................................................................3 2.2转向架的结构图.............................................................................................3 2.3轮对踏面压到异物后的异响.........................................................................3 2.4管路泄露故障引发的异响.............................................................................3 2.5油压减振器引发的异响.................................................................................3 2.6 自动车钩偏移引发的异响............................................................................4 第3章.转向架的作用..................................................................................................6

3.1转向架的历史.................................................................................................6

3.1.1准高速客车型.....................................................................................6 3.1.2高速型.................................................................................................7 3.2转向架的主要作用.........................................................................................7 第4章 转向架的故障分析..........................................................................................9

4.1动车转向架故障类型分析.............................................................................9 4.2动车组转向架故障原因分析.......................................................................12 4.2.1部件设备漏油分析...........................................................................12 4.3制动装置故障分析.......................................................................................12 4.4其他零部件的故障分析...............................................................................12 4.5动车组转向架的故障模式、致命性分析(FMECA).....................................13 第5章.动车组转向架轴承的检测技术与处理........................................................14 5.1动车组转向架轴承故障诊断的基本内容...................................................14 5.2动车组转向架轴承故障监测常用技术.......................................................14 5.3机车车辆轴承故障机理分析.......................................................................16 5.3.1轴承故障的振动原因.......................................................................16 5.3.2动车组转向架轴承缺陷产生的特征频率........................................16 结束语..........................................................................................................................18 参考文献：..................................................................................................................19

第1章.绪论

1.1转向架的总体概括

转向架是轨道车辆结构中最为重要的部件之一，其主要作用如下： 1）转向架是车辆的一个独立部件，在转向架于车体之间尽可能减少联接件。2）支撑车体，承受并传递从车体至车轮之间或从轮轨至车体之间的各种载荷及作用力，并使轴重均匀分配。

3）转向架的结构要便于弹簧减振装置的安装，使之具有良好的减振特性，以缓和车辆和线路之间的相互作用，减小振动和冲击，减小动应力，提高车辆运行平稳性和安全性。

4）充分利用轮轨之间的粘着，传递牵引力和制动力，放大制动缸所产生的制动力，使车辆具有良好的制动效果，以保证在规定的距离之内停车。

5）车辆上采用转向架是为增加车辆的载重、长度与容积、提高列车运行速度，以满足铁路运输发展的需要；

1.2故障案例分析

动车组在检修时发现有部分构架组成制动吊座表面有损伤现象，损伤状态主要呈现麻点状损伤(片状麻点，深度小于1 mm)、线性损伤1(长度贯穿吊座安装面，宽度小于0.5 mm，深度约0.1 mm)、线性损伤2(长度小于10 mm，宽度约2 mm，深度小于0． 5mm)、面状损伤(长度约10 mm，宽度约5 mm，深度小于0.5mm)四种现象，具体如图1 ～ 4 所示。

图1 麻点状损伤 图2 线性损伤1

图3 线性损伤2 图4 面状损伤

2012年6月2日D6242次CRH1092A运行途中随车机械师发现05车A架异响，出动热备车组替换CRH1092A回动车所后对05车A端转向架进行落轮检查，落轮后手动旋转05车2轴4位轴箱轴承时，可以听到轴承内部有异音。随后对轴承进行分解，内圈和滚子组件油脂状况：后挡侧（A）保持架上有金属。

图5 后挡侧（A）保持架

外圈滚道状况 :A侧外圈滚道面承载区有约90°范围的剥离区（见图 5）。外圈滚道状态 ：A侧外圈滚道承载区下方约90°范围剥离剥离区内可见与滚子接触形状和间距对应的原始剥离区域，非剥离有其它点状异物压痕，且非承载区较轻。由此可见该转向架异响是由轴承外圈滚道剥离造成的。

1.3故障原因分析

通过汇总动车组转向架在运行中出现的异响故障，分析主要原因如下：（1）轴承内部故障引发的异响中巡视发现（故障表现为动车组运行达到一定速度后发出固定频率的异响，通过随车机械师途因福州动车段发现的轴承故障造成的异响均在故障初发阶段，轴温升高尚未达到报警界限，所以在监控动车组状态的 IDU 上未能发现该（故障），此故障较难发现，要在一定速度才会发出异响，需随车机械师认真甄别。其产生的主要原因为：[1]轴承材质问题；[2]热处理不良；[3]局部外伤、锈蚀、偏载或过载；[4]材质正常疲劳破坏。

（2）轮对踏面擦伤、剥离或局部凹入引发的异响故障表现为运行过程中走行部发出固定频率的响声，并引起车辆振动。运行速度越快，响声频率越高；擦伤、剥离长度越长，响声越大。这类故障较易发现。踏面擦伤是动车运行中制动力过大、抱闸过紧，车轮在钢轨上滑行，踏面局部被磨成平面。

第2章转向架的结构

2.1转向架由那些组成

转向架的附属装置，轮对电机组装，构架，一系弹簧悬挂装置，二系弹簧悬挂置牵引装置，电机悬挂装置基础制动装置，手制动装置和砂箱等组成。

2.2转向架的结构图

图2 2.3轮对踏面压到异物后的异响

故障表现为某一转向架轮对踏面压到钢上的异物后发出一声巨响，因坚硬异物造成轮对踏面局部凹入而发出固定频率的异响。

2.4管路泄露故障引发的异响

故障表现为车辆下部发出尖啸声，漏泄量大可通过 IDU 所报故障信息进行判断，漏量小可通过随车机械师途中巡视或地勤机械师入库检查作业发现。其主要原因为车组经长时间运行震动或运行途中管路遭异物击打，使管路连接处出现松动、变形，导致管路中的压力空气漏泄发出异响。

2.5油压减振器引发的异响

其主要原因为车组在转弯时车体两边出现高度差情况下（特别是左右空气弹簧压力差超过 20kpa 以上时），造成油压减振器的偏磨（主要为二系横向）而发出异响，此为正常现象。如油压减振器发生严重偏磨或漏油则属于故障。

2.6 自动车钩偏移引发的异响

在动车组运行中，通过曲线时自动车钩支架左右弹簧位置发生偏移，导致晃动产生共所发出间断的敲击声，此为正常现象。（1）车钩的结构特点

车钩的连挂间隙小；车钩具有联锁和防脱功能；钩舌销不受力；耐磨性；良好的防跳性能；结构强度高；自动对中功能。(2)车钩的结构图见图3

图3 4

（3）原送料皮带存在的问题

在用户使用过程中，发现送料机构问题不少。由于每边采用(根3带，两边共有6根，换带时间长6虽然皮带的型号是一样的，但张紧后，还是有紧有松，影响正常送料。如果下面或中间的一根带断了，更换起来特别费劲6而且换了一根新的，松紧程度又不同了；特别是由于采用A型带,6带露在带轮外面的高度最多只能有5mm（如露在外面的部分多，带轮的轴线是在竖直方向，即带是在垂直方向工作，这样带很容易从带轮上滑落），皮带用不了10天就得更换6造成生产线停顿，经济损失大，用户的意见非常大。（4）新型送料皮带的优点

为了改变这种状况，对送料机构进行了改造。去掉原来的3带，重新设计了一种新式带。因为这种带的内面带有凸起的糟形，使得带在垂直位置工作时，靠凸起的槽形定位，不会改变位置，而向下掉，相应的带轮也改成中间有一槽。配合情况这种带实际上是由平带和 3 带组合而成。采用这种皮带后，调整带的张紧力非常方便，也不会出现松紧的现象。送料过程中也不会出现停顿，更换也非常方便。更为重要的是，这种带的厚度增加（相对平皮带来说），带的寿命大大增加。5

第3章.转向架的作用

3.1转向架的历史

20世纪50年这个时期，我国首次自行设计了转向架，主要型号有101、102、103型，是21型客车使用的导框式转向架，构造速度是100km/h，其结构复杂，笨重，运行性能差，现已淘汰!70年代，四方厂研制了U型结构的206型转向架，浦镇厂研制了H型构架的209转向架。206型转向架采用侧部中梁下凹的U型构架，干摩擦导柱式轴箱定位装置，带横向拉杆的小摇动台式摇枕弹簧悬挂装置，双片吊环式单节长摇枕吊杆外侧悬挂以及吊挂式闸瓦基础制动装置等，结构可靠，运行平稳，磨损少，检修方便，1993年开始在中央悬挂部分加装横向油压减振器，加装两端具有弹性节点的纵向牵引拉杆，形成206G型转向架，后加装盘型制动装置，形成206P型转向架。

209转向架是浦镇厂在205转向架的基础上研制的，于1975年开始批量生产。它采用H型构架，导柱式轴箱定位装置，摇动台式摇枕弹簧悬挂装置，长吊杆，构架外侧悬挂，两高圆弹簧，摇枕弹簧带油压减振器，吊挂式闸瓦基础制动装置等。1980年后，又生产了具有弹性定位套的轴箱定位结构和牵引拉杆装置的209T转向架。在此基础上，还生产了采用盘型制动的209P转向架。

在209T转向架的基础上，浦镇厂又开发了供双层客车使用的209PK转向架，其构造速度为160km/h。主要有以下方面的改进：采用盘型制动和单元制动缸，取消踏面制动；设空重调整阀；采用空气弹簧和高度调整阀；安装抗侧滚扭杆；保留了摇动台结构。209PK 转向架（P 代表盘型制动，K 代表空气弹簧）在这段时期内，我国还制造了少量用于公务车的三轴转向架，在原德意志民主共和国进口的软座，软卧车上采用了 211 等型号的转向架。

3.1.1准高速客车型

1994 年，四方厂、长客厂、浦镇厂相继研制出了 206WP、206KP、CW-2、209HS 转向架，在广深线动力学试验中最高时速达到了 174km/h，这些转向架的研制成功，标志着我国客车转向架技术上了一个新台阶。

206KP、206WP 转向架是四方厂为广深线准高速客车和发电车设计的转向架，二者除中央悬挂部分和构架侧梁全旁承支重；中央悬挂为有摇动台结构；设带橡

胶套的中心销轴牵引拉杆横向挡，横向拉杆，横向油压减振器，抗侧滚扭杆；轴箱悬挂系统设垂直油压减振器；基础制动装置为单元盘型制动，设电子防滑器；广泛采用橡胶元件，改善隔振、隔音性能，减小磨耗。

3.1.2高速型

1998 年起，各工厂相继推出了自己的高速转向架，例如浦镇厂的PW-200转向架，长客厂的CW-200转向架，四方厂的SW-200、SW-220K转向架等。PW-200转向架（PW代表PuzhenWork）是在209HS转向架的基础上重新研制的，它优化了一系和二系悬挂参数；采用了无磨耗的橡胶堆轴箱弹性定位装置；采用高速轻型轮对；轴颈中心距改为2000mm ；更换轴箱减振器安装位置；装用带可调阻尼和弹性支承的空气弹簧，采用两端为球铰的纵向拉杆；装用新型盘轴式基础制动装置；优化了结构设计。

SW-200 转向架结构与 SW-160 转向架基本相同，其改进如下：优化了一系、二系悬挂系数；采用轴盘式基础制动装置，适用于200km/h的高速列车。该转向架在1998年6月的郑武线动力学试验中最高时速达到了240km/h。在这一阶段，长客厂生产了我国第一台 CW-200 型无摇枕转向架。其构架采用4块钢板拼焊，横梁采用无缝钢管，与侧梁连通作为附加空气室，中央悬挂。

3.2转向架的主要作用

转向架是承载车体重量和传递走行动力的导向部件，是大型养路机械的重要组成部分，其主要作用如下：

1）承载车体重量转向架作为一个独立的走行装置，它直接支撑车体，承受和传递车架以上各部分（车体，车架，动力传递装置及作业装置等）的重量。2）传递走行动力把轮轨接触处产生的轮轴牵引力，以及通过曲线时轮轨之间的横向作用力传至转向架构架，经过减震环节再传向车体，同时，转向架引导车辆在线路上运行。

3）曲线通过转向架可相对车体回转，其固定轴距也较小，故能使车辆顺利通过半径较小的曲线，并大大减少车辆的运行阻力。

4）提高车辆的运行平稳性转向架的结构要便于弹簧减振装置的安装，使之具有良好的减振特性，以缓和车辆和线路之间的相互作用，减小振动和冲击，使车体在各振动方向上的位移量减小，提高车辆运行平稳性和安全性。

5）保证必要的粘着力和制动力，充分利用轮轨之间的粘着，传递牵引力和

制动力，放大制动缸所产生的制动力，使车辆具有良好的制动效果，以保证在规定的距离之内停车。

6）便于检修，转向架是车辆的一个独立部件，在转向架于车体之间尽可能减少联接件。易于从车辆底架下推进，推出，便于检修，有利于劳动条件的改善和检修质量的提高。

7）转向架的主要技术要求，转向架是大型养路机械的主要组成部分之一，它用来传递车辆的各种载荷，并利用轮轨间的粘着作用保证牵引力的产生。转向架结构性能的好坏，直接影响大型路养机械的牵引能力、运行品质、轮轨磨耗和运行安全。

第4章 转向架的故障分析

4.1动车转向架故障类型分析

在分析产品故障时，一 般是从产品故障的现象入手，通过故障现象（故障模式）找出原因和故障机理。对机械产品而言，故障模式的识别是进行故障分析的基础之一。

由于故障分析的目的是采取措施、纠正故障，因此在进行故障分析时，需要在调查、了解产品发生故障现场所记录的系统或分系统故障模式的基础上，通过分析、试验逐步追查到组件、部件或零件级（如螺母）的故障模式，并找出故障产生的机理。

故障的表现形式，更确切地说，故障模式一般是对产品所发生的、能被观察或测量到的故障现象的规范描述。

故障模式一般按发生故障时的现象来描述。由于受现场条件的限制，观察到或测量到的故障现象可能是系统的，如制动系统不能制动；也可能是某一部件，如传动箱有异常响声；也可能就是某一具体的零件，如油管破裂等。因此，针对产品结构的不同层次，其故障模式有互为因果的关系。

故障模式不仅是故障原因分析的依据，也是产品研制过程中进行可靠性设计的基础。如在产品设计中，要对组成系统的各部分、组件潜在的各种故障模式对系统功能的影响及产生后果的严重程度进行故障模式、影响及危害性分析，以确定各种故障模式的严酷度等级和危害度，提出可能采取的预防改进措施。因此将故障的现象用规范的词句进行描述是故障分析工作中不可缺少的基础工作。

依据某检修部门几年内积累的故障数据；故障数据中的列车号主要是从002A到190A；车辆编号是从1车厢到8车厢；二级系统包括车体系统、车外系统、电气系统、给水卫生系统、供风系统、内装系统、转向架系统7大系统；各系统的故障百分比如表1所示。

由表1可知转向架系统在整个动车组系统中故障频率所占有效百分比达20％以上。根据转向架系统的结构特点和功能，将转向架划分为悬挂装置、架构组成。轮对轴箱定位装置、排障装置、驱动装置、制动装置、转向架配管及配线等。

表1 二级系统频率分布的输出结果

制动夹钳安装槽底部的加工刀痕是新造时遗留的质量问题，在制动夹钳检修工艺文件中并未规定该部位细化的检修要求。据此完善制动夹钳检修工艺文件，增加了安装槽底部检查及打磨工艺要求，在检修过程中须检查制动夹钳安装槽底部是否存在异物及是否有明显的接刀痕迹的施工工序。对于安装槽底部有异物的，须打磨清除;对于安装槽底部存在明显加工刀痕的，使用细砂纸打磨消除刀痕，保证安装槽底部的平面度。同时要求将检修过程出现的问题在后续新造产品中须做好产品质量控制，即对于新造产品也增加了底部平面度检查工序，确保后续产品的质量，这样就可杜绝出现损伤现象。在完善制动夹钳检修工艺的前提下增加了制动夹钳底部安装面的防护工艺。要求制动夹钳在运输过程中需对底部安装槽进行合理防护，以防止安装槽底部受到磕碰或沾染异物而影响组装质量。

依据某机车车辆股份有限公司采集积累的大量使用维护数据，进行了分类处理，得到动车组转向架的故障部位和故障类型表，如表２所示。

0

表2 转向架系统故障模式统计表

从表２中明显看出，转向架系统总共有42个故障模式，制动装置包括轮对等故障达到30条，占26.78％，应重点加强与制动装置相关部件的管理维修和保养工作，及时发现故障隐患，杜绝事故。1 4.2动车组转向架故障原因分析 4.2.1部件设备漏油分析

通过表２分析可知零部件设备漏油在转向架故障中较为常见，可以占到总故障数的25％。通过对设备运行的观察发现可能故障原因是

（１）动车在运转时，在相对封闭的机械箱里，机器在运转时会产生大量的热量。动车组在全日制工作时，箱内温度逐渐升高，箱内压力也会逐渐增大．油液在箱内压力作用下从密封间隙处渗出。

（２）设计不合理；制造质量不良；使用维护不当，检查不及时。设备上的某些静、动配合面缺少密封装置，或采用的密封方案不合适；设备上的某些润滑系统只有给油路，而没有回油路，使油压越来越大，造成泄漏。

4.3制动装置故障分析

动车组制动装置故障在转向架系统故障中占到最大的比例，达到了26％以上。动车组转向架制动装置采用空液转换液压制动方式。制动装置故障不仅会造成动车组途中晚点，而且如处理不当会导致动车组发生事故，严重影响运输秩序，威胁乘客的生命财产安全。

制动系统的常见故障包括了制动控制装置传输不良、制动控制装置故障、制动控制装置速度发电机断线、制动力不足、制动不缓解、监控显示器显示抱死、列车紧急制动不能复位、监控器等控制设备无电等。制动控制装置传输不良时，制动时会检测制动力不足。传输不良主要是光连接器的连接插头松动、接触不良，终端装置接口卡板故障。当制动控制装置速度发电机断线时，车辆将无法进行滑行控制。制动力不足时，可能是UB－TRTD继电器故障、电路故障、制动管系泄漏、EP阀故障、检测传感器故障、BCU故障等。但出现制动抱死故障显示时，可能是由速度传感器断 线、PCIS防滑阀故障、CI与BCU信息传输故障导致再生制动与空气制动同时发生、BCU内部滑行、抱死检测控制错误显示制动系统故障等造成的。

4.4其他零部件的故障分析

轮对组成故障损伤，因其裸露车体外，且直接与地面钢轨接触，运行状况复杂，且轮对组成乃转向架的重要部件，如有故障易造成严重的事故。其次空气弹簧故障因其材质特殊为橡胶所制，较易被划伤，若运行时间长易造成空气弹簧的故障。其次还有横向减振器和抗蛇行减振器，这两者均为油压减振器，易造成漏 1 2 油故障，从而降低减振效果。制动夹钳的长时间使用及检修维护不当，使制动装置易出现故障。

4.5动车组转向架的故障模式、致命性分析(FMECA)

经过前面的分析，基本了解了动车组转向架的故障模式和发生原因，但是仍不清楚每种失效模式对转向架功能所造成的致命度的大小，所以需要对转向架进行FMECA分析[5-7]，以便掌握其可靠性薄弱环节，为可靠性评估与提高可靠度提供科学依据

部件ｉ以失效模式ｊ 发生失效时，该零部件的致命度为：

CRij ＝α

ijβijλ

i

ij是部件式中aij是部件i以失效模式ｊ而引起部件的失效模式概率；βi以失效模式j发生失效造成部件损伤的概率。国标草案中将此称为丧失功能的条件概率。其值为１，表示肯定发生损伤；0.5表示可能发生损伤；0.1表示很少可能发生损伤；０表示无影响。λi是部件i成为基本失效件的故障率采用平均故障率。

通过上面的分析，可以看到在转向架的各个主要部件中轮对部件的部位致命度最大，主要是因为轮对承受了车辆与线路间相互作用的全部载荷及冲击，且直接与地面钢轨接触。其次是制动卡钳（动车）、空气弹簧和轴箱体，它们将是影响转向架可靠性的关键部件。另外，横向减振器部件的致命度也不小，虽然抗蛇行减振器的故障致命度并不很大，但它是使动车组在行驶时具有良好的平稳性、舒适度和安全性的保证，列车在高速行驶中易发生转向架蛇行运动，所以也应该加以重视。具体到故障模式致命度来看轮缘擦伤、横向减振器漏油、制动夹钳漏油、空气弹簧破损、橡胶垫破损等，是重点针对的对象，对此可以采取以下措施：

（１）对于轮缘擦伤、横向减振器漏油、制动夹钳漏油、空气弹簧破损、橡胶垫破损、磨损、弹簧断裂、弹力不足等故障，要加强车辆行驶前、行驶后检查，必要时采取无损检测或磁力探伤，如发现部件有微小裂纹，应及时更换防止裂纹进一步扩展，磨损加剧等。同时建议使用抗拉压、抗剪切、抗扭转、耐磨损的材料来制造，合理改进制造工艺过程，提高部件的质量和使用寿命。

（2）动车组维修部门维护转向架时应严格按照维修手册规定进行，并对致命度大的部件和模式加以重视。

第5章.动车组转向架轴承的检测技术与处理

5.1动车组转向架轴承故障诊断的基本内容

动车组转向架轴承故障诊断与监测是通过轴承的劣化损伤以及性能状态参数,来判断和预测其可靠性和使用性,对异常情况的部位!原因和危险程度进行识别和诊断,及时的可靠的反映故障,防止事故的发生,保证整个动车组运行正常“总的来说,动车组转向架故障诊断的内容是:状态的监测,故障诊断和正确指导轴承的管理与维修三部分。

1.状态监测状态监测就是要采用各种方法掌握设备的运行状态,如检测!测量!分析和判别等”还需要结合系统的现状以及经验,考虑环境和突发因素,准确判断轴承状态,当其出现异常时,发出警报,提醒相关人员采取及时的措施“系统要具有显示和记录其状态的功能,为设备的故障分析和可靠性分析提供信息和基础数据”

2.故障诊断故障诊断技术的实质是:根据状态监测所获得的信息与数据,结合滚动轴承的运行历史!结构特性和参数条件,对滚动轴承的各种不同类型的故障进行预报和分析,并确定其性质!类型!原因!部位!严重程度!性能趋势和后果“

3.指导轴承的管理维修根据诊断结果,决定设备的维修方式和维修周期”避免/过剩维修0,防止因不必要的拆卸使设备精度降低,延长设备寿命;减少维修时间,提高生产效率和经济效益;减少和避免重大事故发生,故不仅能获得巨大经济效益,而且能获得很好的社会效益“ 5.2动车组转向架轴承故障监测常用技术

机械故障诊断技术发展几十年来,产生了巨大的经济效益,成为各国研究的热点，从诊断技术的各分支技术来看,美国占领先地位”美国的一些公司,如Bently,HP等,他们的监测产品基本上代表了当今诊断技术的最高水平“发展至今,动车组转向架轴承故障监测的常用技术主要有:振动诊断技术,温度诊断技术,油样分析技术,油膜电阻诊断技术,声发射诊断技术等”下面简要介绍这些方法“1.振动诊断技术振动诊断技术是应用最早的!使用范围最广的故障监测诊断技术”运行的机械设备产生振动的原因是:表面的接触摩擦和旋转部件的不平衡等“进一步的研究表明:振动的强弱及其包含的主要频率成份和故障类型!部位和原因等有着密切的联系。本论文就是采用振动诊断技术是通过安装在轴承座和箱体上的压电式传感器采集轴承的振动信号,并采用有效的方法对其进行分析和处理，振动分析法具有: 4 1.对各种类型工况的轴承适用;对早期轻微故障诊断有效;信号采集方便，分析简单，直观;诊断结果可信度高,在实际中得到了极为广泛的应用，在实际诊断中,传感器采集振动信号中不仅反映轴承本身的工作情况,还包含了动车组中其他运动部件和结构的干扰噪声，在动车运行中,有轻微的局部故障的滚动轴承的振动信号成分往往会被干扰信号淹没,很难被分离与识别,对轴承的工况和故障的诊断会有一定的影响，因此,轴承振动诊断技术的关键是采用先进合理的振动诊断分析处理技术来抑制干扰信号，提取故障特征信息，有效地及时地发现轴承故障。

2.温度监测技术温度监测是通过测量运行中滚动轴承的温度来监测其工作状态是否正常的方法，温度监测法是一种常规!操作简单的故障诊断技术,轴承的温度对轴承的磨损程度和烧伤较为敏感,其应用在一定程度上能较好的反映轴承运行故障,提高了故障检测效率和增加了行车可靠性，但这种方法的缺点是:只有当轴承故障累积到相当严重的程度后,也就是轴承故障的晚期症状,温度才有明显的变化，而轴承出现早期故障如点蚀!剥落和轻微磨损时,温度监测无法发现”由于摩擦产生的热量与相对速度的平方成正比,车辆速度与切轴时间成反比,因此,温度监测逐渐成为滚动轴承的辅助监测技术,降低风险。

3.油样分析技术磨损断裂腐蚀和润滑不当是动车组转向架轴承失效的方式,其中润滑不当占主要部分，由于轴承在运行过程中是用油润滑或油冷却,零部件磨损等原因产生微小颗粒必然会带入到循环油液中，对轴承所使用的润滑油进行常规理化分析,或对其中的金属颗粒进行铁谱分析!颗粒计数等分析以及根据其形状和尺寸来判断轴承故障,就是油样分析技术，它能发现轴承的早期疲劳失效,可作磨损机理研究等特点,但是,这种方法易受其它外界因素的影响,一般用于离线监测,这样会导致信息可能不全面,还得依靠人力来管理,所以,这种方法具有很大的局限性

4.油膜电阻诊断技术动车组转向架轴承在旋转过程中,如果润滑良好,滚道和滚动体之间会有一层良好的油膜,由于油膜的作用,内圈与外圈之间有很大的电阻,达到兆欧姆以上;当油膜遭到破坏时,其电阻的值就会降低,甚至接近0欧姆，故电阻越大,油膜就越厚,摩擦就小,属于正常运行状态;若电阻很小时,油膜就比较薄,轴承摩擦大,属异常运行状态，我们可以通过测量轴承内外圈的电阻, 1 5 对滚动轴承磨损腐蚀等异常进行判断,但对表面剥落压痕裂纹等异常诊断效果差,其特点是适用于旋转轴外露的场合,对不同的工况条件可使用同一评判标准。

5.声发射诊断技术声发射(AcousticEmiSSion简称AE)是指物体在受到形变或外界作用时,因迅速释放弹性能量而产生瞬态应力波的一种物理现象发射检测是一种动态无损检测方法,即:使构件或材料的内部结构,缺陷或潜在缺陷处在运动变化的过程中进行无损检测发射信号来自缺陷本身,对被检件的接近要求也不高,可以利用发射诊断技术长期监测轴承的运行状态与安全性发射检测到的是一些电信号,根据这些电信号来解释结构内部的缺陷变化往往比较复杂,需要丰富的知识和其他试验手段的配合，另一方面,声发射检测环境常常有强的噪声干涉,虽然声发射技术中己有多种排除噪声的方法,但在某些情况下还会使声发射技术的应用受到限制。

5.3机车车辆轴承故障机理分析 5.3.1轴承故障的振动原因

动车组转向架一般是内圈与动车的传动轴的轴顶过盈配合连接,工作时随轴一起转动;而外圈安装在轴承座或箱体上,工作时是固定或相对固定“由于内圈与传动轴连接,外圈又安装在轴承座或轴箱上,这样在动车组的运行过程中,对轴承和轴承座或箱体组成的振动系统产生激励,使该系统振动”引起轴承振动的原因除了外部激励因素(传动轴上其它零部件的运动和力的作用等)之外,如图 3-1所示。

5.3.2动车组转向架轴承缺陷产生的特征频率

当滚动体和滚道接触处遇到一个局部缺陷时,就有一个冲击信号产生缺陷在不同元件上,接触点经过缺陷的频率是不相同的,这个频率就称为特征频率,特征 6 频率可以根据轴承的转速!轴承零件的形状和尺寸由轴承的简单运动关系分析得到如图3一2所示，在外圈固定,内圈与轴一起旋转的情况下,假如内圈滚道!外圈滚道或滚动体上有一处局部缺陷,则两种金属在缺陷处相接触时的冲击振动间隔频率。1 7

结束语

踉踉跄跄的忙碌了半个月，我们的实习论文课题也终将告一段落，也基本达到预期的效果，心里也有一丝丝的成就感。但由于能力和时间的关系，总是觉得有很多不尽如人意的地方，本设计在何剑和曹楚君老师的悉心指导和严格要求下已经完成。从课题选择、方案设计到具体的设计和定稿，每一次改进都是我学习的收获。在实训的这段时间，也始终感受着导师们的精心指导和无私的关怀，我受益匪浅，在此向何剑和曹楚君老师表示深深的感谢。

转向架是动车组的走行部，而构架组成作为转向架的重要组成部分，其重要性尤为突出。一个小的产品缺陷也有可能引发大的产品质量问题。车辆检修过程不仅是产品功能恢复的过程，而且是车辆故障隐患排除的过程。所以对待修车要从问题的根源进行分析并彻底解决，完全消除影响列车安全运行的因素，为列车的安全运行保驾护航。1 8 参考文献：

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