基于可靠性维修的CRH2型动车组修程修制优化研究*

文 礼，王华胜，李忠厚

(中国铁道科学研究院 机车车辆研究所，北京100081)

基于可靠性维修的CRH2型动车组修程修制优化研究*

文 礼，王华胜，李忠厚

(中国铁道科学研究院 机车车辆研究所，北京100081)

分析CRH2型动车组原型车维修体系，探索研究修程修制优化及优化方向、优化内容、优化项点，适当调整检修周期，对涉及安全和可靠性项点的内容采取适当的措施，用周期跟踪和验证的方法提高可靠性维修。

CRH2型动车组;可靠性维修;修程修制优化

动车组修程修制优化是一项长期的任务，特别是CRH2型动车组修程修制，由于其维修规划是比照原型车检修体系、检修理念制定的。近年来，随着高速铁路线路开通的增加、运营里程加长，投入运营的动车组上线率需求不断提升，在运用及检修过程中积累了丰富的经验，在修程修制优化研究过程中，从修程修制优化、项目优化、方法优化、参数优化进行了有益的探索和验证。

1 修程修制优化

目前我国开行的动车组主要有CRH1、CRH2、CRH3和CRH54种类型，表1列出了各动车组运用初期参照原型动车组规划的检修等级及周期。

表1 各型动车组检修等级及周期

从表1中可以看出CRH2型原型车动车组检修周期较短，在走行相同公里内，发生的检修频次高，上线率减少。总结近年来的检修实践过程，CRH2型动车组修程的差异集中在三级修检修范围较大，过剩维修较多，整个寿命期内检修成本比其他类型动车组高，因此，CRH2型动车组修程优化势在必得。

1.1 修程优化的主要项点

以CRH2型动车组全寿命周期为出发点，结合长期跟踪试验和检修数据统计分析，依据故障诊断技术、测试技术、修复技术以及已经掌握的部件使用寿命及其性能演变规律，对三级检修和运用检修内容进行修程优化。

1.2 优化方向

针对有整列架车条件的检修基地，对既有三级检修规程进行优化，实现整列架车后，将转向架落下、推出，在转向架不分解条件下简单清洁，通过检测台对轴箱轴承进行诊断、小轴游隙进行检测、齿轮箱冲洗、牵引电机不分解加注油脂等工作;同步对牵引变压器冷却器、辅助电源、换气装置等相关部件现车清灰，完成后整列落车，在转向架原位原装，高度调节杆保持不变，轴箱弹簧组未更换，空气弹簧未更换的条件下可免除整列称重，进行静态、动态调试试验，交检交验后投入运行。检修时间控制在15天之内。

1.3 优化内容

(1)鉴于紧固件不需要拆卸，构架上的安装螺纹孔无需检查，对构架、中心销、减振器安装座可视部位只进行外观状态检查。

(2)根据对四级修抽检轴箱定位节点的刚度测试、疲劳测试及剖切检查，作为运用后的节点，其刚度在检修限度范围内;节点的三、四级检修刚度测试限度相同，且实际三级检修的检测中从未发现节点刚度超差，说明每60万km三级修时节点的性能状态是有保证的，因此，对轴箱定位节点及防振橡胶只进行防振橡胶外观状态检查。

(3)在落架不落轮情况下可测刚度，不落架只能外观状态检查，因此，对轴箱弹簧组成外观状态检查，复测轴箱前盖上面与构架间距离。

(4)磁粉探伤检查作为住友轮对超声波探伤发现轴身外表面缺陷的复探措施，实际在三级检修中未发现轴身磁粉探伤异常，因此，对轮对只做车轮旋修及空心轴及车轴超声波探伤检查。

(5)由于使用SKF轴承状态监测系统，可准确监测轴承早期故障，该系统已在CRH1、CRH3型动车组及相关动车所有成熟的应用案例，对轴箱轴承可以结合车轮旋修对轮对进行轴承异常振动诊断。

(6)基于牵引电机无需分解，对牵引电机只做:①清除外露表面污物，清理进风口滤网，检查排风罩状态;②检查各外露线缆状态;③做绝缘试验;④加注轴承润滑油脂。

(7)鉴于CRH2A系列已检修6 000多个三级修齿轮箱，没有出现超差，四级修抽检6列车，最大0.165 mm＜0.200 mm;CRH380A系列由于运行速度高，检修中出现过需要调整游隙的个别产品;380A系列实际三级检修150余列，5 000多根吊杆，对磨耗部位磁粉探伤未发现过横向疲劳裂纹，因此对齿轮箱三级修规程调整为:①CRH2A系列不测量游隙，仅外观状态检查;②CRH380A系列采用整体转向架检测台测量齿轮箱(TDK)小齿轮游隙;③冲洗并换油，磁栓状态检查;④各部位外观状态检查。

(8)由于CRH380A系列的联轴器在分解电机时相应进行状态检查，CRH2A系列的WN联轴器三菱公司提供新的磨损限度标准在60万km不需要分解检查，因此只需做外观状态检查。

(9)鉴于换气装置需通过测量判断是否清理:60万km时对车内换气装置对应位置进行振动测量，对超标者进行分解清灰(CRH2A系列下车清灰，CRH380A系列现车清理)。

1.4 周期调整

CRH2型动车组内容优化之后，现在执行的三级检修内容基本上与其他类型动车组的专项修内容接近。其四级检修内容与其他动车组三级检修内容基本上一致，因此，将CRH2A及CRH380A型动车组现在执行三级修调整为专项检修，现在执行的四级检修调整为三级检修，现在执行的五级检修调整为四级检修，并根据动车组走行公里与运用年限，增加一项480万km的五级检修内容，实施对动车组的彻底检修和更新改造，与其他类型动车组检修周期保持一致。

(1)CRH2型动车组规划及初期维修执行修程周期

(2)CRH2型动车组现执行修程周期

(3)CRH2A及CRH380A系列动车组调整后执行修程周期

2 项目优化及措施

项目优化措施主要是对影响动车组修程优化的主要部件和关键部件进行跟踪研究，科学合理的采取对策，将可靠性、维修性、可检测性结合起来，以数据为根据，适当延长走行公里。其措施为以科学数据为支撑，针对性的制定关键部件优化内容及跟踪方案，选取运行至60万km实施三级修的CRH2A和CRH380A系列各一列动车组，采取优化后的方案进行检修，并跟踪试验、验证优化方案。

2.1 转向架检测

目前最低级别的定期检修，60万km(或1.5年)进行的三级检修主要是转向架相关零部件的状态检查、清洗作业和性能测试，关键项目是轴箱轴承状态检查、联轴器分解检查(仅对CRH2A、CRH2B、CRH2E和CRH2C1动车)齿轮箱内部清洗及状态检查、接地装置清理及状态检查，以及橡胶节点、轴箱弹簧、油压减振器的性能测试，排障装置及电线支架状态检查，通过对这些关键项目逐项分析论证，确认实施的必要性，提出现车测试、清理的替代方案，结合使用为实现转向架快速检测而专门设计的转向架综合检测台，系统提出三级检修规程优化解决方案。

2.1.1 外观状态检查

(1)对构架、制动盘、空气弹簧、高度调整阀及其附件、差压阀、制动卡钳、踏面清扫装置、中心销、减振器安装座、配管配线、抗侧滚扭杆装置的外观状态检查。其检查内容的主要项点如表2所示。

(2)对轮对、轴箱定位装置、牵引拉杆组成、接地装置、排障装置、电线支架的外观状态检查。

轮对:三级检修时，轮对除车轮旋修外，需进行空心轴及车轮超声波探伤检查，住友金属公司产车轴还须脱漆对外露表面进行磁粉探伤检查，其余检查项目为外观状态检查。

轴箱定位装置、牵引拉杆组成:三级检修时，除外观状态检查外，主要是对轴箱定位节点、牵引拉杆节点、防振橡胶的性能测试，根据目前性能测试情况，发现部分定位节点在拆解后存在橡胶层被轴箱压盖粘结掉块现象，但测试刚度正常，三级修不拆解，反而有利于保证节点完整性。

接地装置:三级检修时，接地装置须分解状态检查，检测弹簧压力并清扫碳粉。在单转向架状态下接地装置结构上便于拆装，在60万km转向架专项修时仍可按现行三级检修标准执行。排障装置、电线支架:由于排障装置及电线支架均为安装在轴端的悬臂结构，一系振动能量较大，为确保结构安全，在三级检修时要求对两部件的主要焊缝进行磁粉探伤检查。目前已对两部件在工艺保证、质量卡控方面采取改善措施，亦从源头上提供了结构可靠性。

(3)轴箱弹簧、油压减振器除外观状态检查外，三级检修时，须对轴箱弹簧、油压减振器进行性能测试。轴箱弹簧可改为在转向架综合性能试验台上通过垂向加载进行刚度测试，以得到更为精确的弹簧刚度。同时，通过转向架落成例行试验的轴箱前盖与构架间距离测量，亦可确认轴箱弹簧工作状态是否正常。油压减振器可通过使用备品减振器周转，以专项修形式在60万km实施性能测试。

2.1.2 轴箱轴承状态监测、齿轮箱小轴承游隙测量、联轴器状态检查

(1)轴箱轴承状态监测可结合每次车轮旋修作业或60万km时在转向架综合检测台上，使用驱动轮驱动轮对低速旋转(转速大于20 r/min即可，每条轮对检测时间仅需4～5 min)，使用轴承状态检测系统对轴箱轴承进行状态监测，确认有无异常振动，从而代替三级检修时的手动状态检查。

(2)齿轮箱小轴承游隙测量可在单转向架不分解联轴器的状态下，通过在转向架综合检测台上使车轮能手动旋转实施(如图1所示)，同时，在该检测台上还能实施齿轮箱清洗作业(如图2所示)。

图1 转向架综合检测台

图2 游隙测量

(3)联轴器状态检查。三级检修时，CRH2C二阶段及CRH380A型动车组装用的ESCO和KWD联轴器只需外观状态检查，而CRH2A、CRH2B、CRH2E和CRH2C一阶段动车组装用的三菱公司和住友金属公司WN联轴器须分解更换橡胶件、油脂，并对齿轮部位磁粉探伤检查。根据目前对三菱公司和住友金属公司联轴器分解检查的情况，联轴器的主要问题是齿面点蚀，与单齿接触相比，鼓形齿联轴器的多齿接触具有数倍乃至数十倍的安全余量，仿真计算结果表明单齿接触时齿面接触强度的安全余量仍有1.9倍，所以从结构上鼓形齿联轴器不会短时间失效，更不会有断齿风险;通过对点蚀联轴器实施的加强扭矩模拟240万km耐久试验，结果表明点蚀状态未见扩展，齿轮磨损量极小。

2.1.3 转向架例行试验检查

转向架落成后需进行例行试验检查，主要包括转向架加载试验和转向架制动系统试验。但在不落架的条件下，空气管路无需拆解，因此无需进行管路气密性试验，踏面清扫装置和制动卡钳的动作试验可整列联控实施。

2.2 优化跟踪验证

CRH2型动车组检修周期调整之后对转向架、牵引电机、换气装置、牵引变压器、牵引变流器、辅助电源装置、辅助整流器的优化后检修内容进行科学跟踪。

(1)转向架

对轴箱轴承、齿轮箱、三菱公司和住友金属公司联轴器实施温度监控，对齿轮箱、联轴器、橡胶节点加强状态检查，120万km的高级检修时对轴箱轴承、齿轮箱、三菱公司和住友金属公司联轴器实施温度监控，对齿轮箱、联轴器、橡胶节点进行检修状态写实及抽检深入调查。

(2)牵引电机

牵引电机执行正常一、二级检修项目，在检修时按时清理牵引电机进风口滤网，同时观察牵引电机渗油口是否有大面积油渍渗出。并对牵引电机粘贴温度试纸，动车组回库进行一、二级检修时，记录各台牵引电机温度。

(3)换气装置

在整车60万km专项检修时，对换气装置状态进行测试，通过测试对应的客室底板振动加速度(加速度不大于0.1 g)，进行针对性检修，对个别振动接近或超出限值的换气装置进行预防性维修。CRH2型动车组换气装置预防性维修采取下车分解清灰。CRH380A型动车组换气装置预防性维修采取车上原位清灰。并跟踪记录换气装置的运用情况及检修信息。

(4)牵引变压器、牵引变流器、辅助电源装置、辅助整流器

对牵引变压器、牵引变流器、辅助电源装置、辅助整流器二级修清灰周期进行优化跟踪，并统计送风机电流值、牵引变压器油管温度变化、辅助整流器变压器温度变化与灰尘含量的关系。

3 结束语

CRH2型动车组基于可靠性维修进行修程修制优化对于分析维修不足，避免维修过剩，提高检修效率，减少检修成本是一次有益的探索和研究，其优化方向、优化内容、优化项点以及采取的措施符合实际的安全性和可靠性运行，其跟踪和验证方法对走行部及其关键部件的规程优化是可操作的。可靠性维修的修程修制优化对CRH2型动车组维修具有指导意义和现实意义。

［1］ 左洪福，蔡 景，王华伟，等.维修决策理论与方法［M］.北京:航空工业出版社.2008.

［2］ 曹小平，林 晖.装备维修战略学［M］.北京:国防工业出版社.2008.

［3］ 铁总运［2014］76号 CRH2A/CRH380A动车组三级检修规程［S］.

Optimization of Maintenance System for CRH2EMU Based on Reliability-centered Maintenance

WEN Li，WANG Huasheng，LI Zhonghou
(Locomotive＆Car Research Institute，China Academy of Railway Sciences，Beijing 100081，China)

This paper analyzes the repair system of CRH2EMU prototype vehicle，and explores the maintenance optimization，including the optimization direction，content and points.By adjusting the maintenance cycle，appropriate measures are taken for content items related to safety and reliability，and the reliability of repair can be improved with the method of periodic tracking and verification.

CRH2EMU;reliability-centered maintenance;maintenance system optimization

U269.6

A

10.3969/j.issn.1008－7842.2015.01.17

1008－7842(2015)01－0078－04

总公司科技研究开发计划课题(2013J005－A)文礼(1956—)男，副研究员(

2014－08－05)