基于某线路列车转向架出现裂纹的地铁列车日常维护方法思考

张兴宝， 贺 浩， 赵京博

(西安地铁运营分公司， 西安 710016)

针对某线路在运营期间转向架出现裂纹事件，结合本部门工作进行分析探讨。

1 某线路列车转向架出现裂纹事件概述

2017年12月某线路列车在正线运营时，乘务人员闻到异味及异响，随后相关人员下车检查发现列车转向架框架底面和两侧分别有16 cm和约14 cm的开裂，具体如图1所示。

图1 某线路列车转向架故障图片

看到此新闻后，对于我们地铁运营人员而言，尤其是地铁车辆的维护人员在问自己如下问题：

(1)我们的车辆会不会出现或是不是存在类似问题？

(2)如果出现了类似问题，我们的检修人员能否第一时间发现？

(3)我们日常都采取了那些手段，可及时准确掌握列车转向架状态？

(4)我们是否真正了解自己车辆转向架的结构和性能？

2 某线路列车转向架出现裂纹事件初步调查情况

通过相关报道的具体事故原因，给我们敲响了警钟，让我们从事轨道行业的人员不得不反思如下几个问题，即：

①列车在投入运营的过程中如何准确判断走行部异响及异常情况？

②我们列车的检修周期是否合适？

③仅使用传统的检修方法，隐蔽的故障能否及时准确发现？

3 西安地铁车辆维护人员对比分析与研究

借鉴某线路列车故障问题，部门领导对此高度重视，要求各线路组织对本线路列车转向架进行认真研究，确认关键点，并组织对转向架进行系统排查，具体工作如下：

(1) 领导带队，现场比对，分析确认转向架“关键”部位

关于地铁车辆的关键部位及日常维护重点，车辆维修部门已多次组织相关人员现场进行研究和探讨，并确认了车辆的维护关键点，即“上防掀起下防脱，中间要防电气火”。日本新干线列车转向架发生裂纹后，部门领导亲自组织人员现场再次对转向架有针对性的进行分析研究，确认日本新干线列车转向架出现故障的具体位置，分析可能出现此情况的原因。并通过分析，确定了西安地铁车辆转向架受力较大的部位及关键点，项目具体如表1。

表1 西安地铁车辆转向架关键部位分析梳理表

(2) 技术人员系统分析，确认转向架薄弱点

西安地铁2号线车辆构架为H形，主要由侧梁组成、横梁组成和纵向辅助梁等组成，如图2所示。侧梁由Q345R钢板焊接成箱型结构，其中，上、下盖板厚度为12 mm，外立板厚度为10 mm，内立板厚度为14 mm，在应力较小的地方板厚减至10 mm，并且在侧梁内部布置了数量不等、厚度为10 mm的筋板。

图2 西安地铁2号线转向架结构

为确认转向架在不同工况下不同部位的受力情况，利用有限元分析对转向架超载工况和特殊载荷工况进行分析，具体如下：

①列车转向架受超载的情况

图3为列车受到综合超常载荷工况下构架的应力分布图，从图中确认其工况构架受力部位为构架弹簧座与侧梁下盖板连接焊缝部，其值为184.1 MPa。

图3 西安地铁2号线列车超常载荷工况下构架应力分布云图

②列车转向架受特殊超载的情况

图4为模拟列车受特殊载荷工况下构架的受力情况。

图4 西安地铁2号线转向架超载工况受力情况

从图4可看到，在不同的工况，构架受力最大部位不同，具体位置及数值见表2所示。

表2 超常特殊载荷工况下最大应力位置及其应力值

(3) 对全员进行有针对性的培训，并组织对所有列车转向架进行普查

某线路列车发生转向架裂纹事故后，组织各班组员工对列车转向架的检修重点以及转向架受力较大部位通过理论讲解和图示说明相结合的方式对其进行培训，组织员工对所有列车转向架进行了系统排查。

4 地铁车辆日常维护方法探究

西安地铁车辆人员通过近7年对地铁列车的检修维护，先后遇见了种种问题，并通过不断的探索、研究和优化，最终就地铁列车的日常维护总结出了一套切实可行的，兼顾动态与静态，普遍性与特殊性等系统的维护体系，现结合文章开头就日本新干线列车转向架出现裂纹后的质疑项目，挑选部分进行说明：

(1) 定期组织相关人员正线添乘，掌握列车状态，相互交流经验

传统的地铁车辆日常维护主要集中在静态下的机械状态和电气功能确认上，对于列车动态下的状态关注较少，尤其在低级修程中对其关注就更少。但事实地铁列车的动态状态恰恰是关键。所以需要制定相关规定及措施，将列车动态状态的确认作为常态化工作，具体措施有：

①对驻站人员每日巡车提出明确要求

很多地铁公司在正线都设有车辆驻站人员，其职责除处理正线列车出现的突发故障外，另外一个重要职责是对当天上线列车的状态进行巡视。这样，对驻站人员如何巡视列车需要提出明确要求，例如巡车时机(何时)、地点(在什么地方)、任务(巡视重点)等。

②专业技术人员筛选问题，缩小故障范围

每月技术专职将驻站正线巡视发现列车走行部及贯通道异常响声及振动的故障从故障录入系统中导出，利用大数据的思想，选取其重复报故障较高的前20%的部位，然后进行添乘，逐项核实其状态，将范围进一步缩小。最后对这些筛选出的疑似故障进行精细排查，主要包括安排经验丰富的员工进行确认、相关数据测量、部件状态确认等排查异常点。

③定期组织老员工带新员工正线巡车，相互交流经验

由于列车动态下的异常(异响、异振)情况，需要遇事的沉淀和经验的积累，同时，要能够准确判断列车在动态下的异常(异响、异振)情况，前提是要精准掌握列车在正常情况下相关部位响声和振动。所以，定期组织经验丰富的员工带经验欠缺的新员工正线巡车，提高员工辨识列车运行期间出现异常的能力。并且，根据对列车相关设备的掌握及前期出现的问题，编制出列车正线运营出现异响、异振后的应急处置方案。

(2) 利用先进检测设备，对正线列车运行状态进行定期检测

对于列车的一些运行指标变化，通过人直观感觉误差较大，例如不同的人对列车的相关运行指标感知不同，即使是同一个人在不同的时间段内，其对列车的相关运行指标感知也不同。这时就需要借助第3方设备对列车的运行相关指标进行科学度量，并通过对检测的数据进行对比分析，挖掘列车潜在的异常情况。例如图5为西安地铁车辆维护部门通过每月定期对正线列车运行平稳性进行测量及对其进行对比分析，最后确认了列车的运行平稳性明显下降，通过继续对其他相关数据进行分析，发现列车诸多状态发生了变化(例如耗电量、闸瓦磨耗率、轮对温度、再生率等)，最后通过调查确认出现这些变化的原因是信号系统在升级时对其运行控制数学模型进行调整所致，并向相关部门提出，及时发现了隐蔽问题。

图5 西安地铁2号线转向架超载工况受力情况

(3) 接送车核实项目须突出重点

列车出入库接送车时，确认项目不是越多越好，需要有针对性，确认的项目太多容易出现顾此失彼，效果反而不好。例如，①接车时，重点判断走行部状态，确认列车在低速匀速运行时走行部有无异常响声。尤其有些设备在静态下无法通过外观看出异常，须在列车运行方可确认，此时听响声就是关键。由于车下悬挂件、箱盖锁闭、车体以及受电弓状态均为日检内容，静态下也均能确认，所以这些项目没必要安排在接车时确认。②送车时，重点核实线路的出清情况及检查车下悬挂箱体的锁闭状态。夜间日检作业完成后，可能需要处理车下箱体内故障，但由于夜间作业员工精神状态相对欠佳、互控人员互控不到位或早晨出库时处理突发故障等原因，可能会出现车下箱体漏锁或锁闭不到位的情况(若将此类故障带上正线，存在严重的安全隐患)，故安排送车作为确认车下各箱体是否锁闭良好的最后一道关。

(4) 不同修程检修项目须突出重点

①从维修的广度考虑，修程广度须根据维修时间突出关键检修部位

很多地铁公司编制的检修规程或作业指导书，内容很充实，考虑很全面，例如就日检作业指导书中关于车底的检查，要求检查的安装螺栓数量很多，并且最后一句话为“确认其他螺栓紧固良好，防松线无错位”。大家细想，在仅有的40分钟的日检作业中，怎么可能将车下上万颗螺丝状态均能确认呢？或许撰写者的本意是尽可能让检修人员多确认，但这样员工反而掌握不了重点。所以根据修程的时间，合理确认检查项目，突出重点，将有限的时间用在确认关键的部位上。

②从维修的深度考虑，不同修程，同一部位的维修须体现维修深度差别

有些单位编写的日检作业指导书和双周检作业指导书，从广度和深度上看，双周检就是加了车顶受电弓及空调的日检作业。两个修程对于车下、客室及司机室的检查要求未体现出检修深度的差别。这样就出现了日检时间不够，双周检不知道干什么的“怪象”。

(5) 重点检查项目须有科学的检查思路

地铁列车的每项维修项目背后都有血的教训，每个标准的制定都有严格的科学性。所以这些检修项目及标准需要员工在理解的基础上记忆，只有理解了，员工才能在实际作业中知道哪是重点，知道为何这样规定，知道不按照这个规定做可能会出现什么后果等。员工对规程/作业指导书中相关的检修标准或检修项目的用意及含义不理解，死记硬背，实际作业中就会出现“眼到心不到”情况。但员工完全理解规程/作业指导书中相关的检修标准或检修项目的用意及含义，如果作业的过程中没有科学合理的方式方法，就极易出现“心到眼不到”的情况。

西安地铁组织现场有经验的员工，对各检修规程中关键部位的检查都摸索出了一套方法，例如司机室无电功能采取从上到下、从左到右，有电功能采取模块测试等，下面就以日检对转向架的检查为例说明此问题：

如图6、图7，根据领导明确的检修关键点及技术人员分析确认的重点，现场员工研究出一套标准的日检转向架检修路线，即转向架检修“7步法”。

图6 转向架侧7步检查法示意图步骤检查项目检查标准(重点)第1步轮对踏面、一系弹簧轮对踏面无擦伤、剥离,一系弹簧无坍塌,安装螺栓无松动。第2步轴箱轴箱表面无裂纹,紧固螺栓无松动。第3步一系弹簧、轮对踏面、闸瓦一系弹簧无坍塌,安装螺栓无松动。轮对踏面无擦伤、剥离。闸瓦安装良好,磨耗未过限。第4步安全钢索、踏面制动单元、空气弹簧、高调阀/杆安全钢索活动灵活,无异常。踏面制动单元安装螺栓无松动。空气弹簧表面无异常,无漏气。高调杆活动灵活,高调阀/杆无漏气。第5步同第3步同第3步第6步同第2步同第2步第7步同第1步同第1步

(6) 通过对列车相关部件性能的动态掌握，不断优化调整各部件维修周期

地铁列车日常维护的关键是掌握各部件的故障周期，然后尽可能让其维护周期接近其故障周期，尽可能做到“不超修，不欠修”。但这个仅仅是理想状态，实际中会遇见很多实际问题，具体为：

图7 转向架底7步检查法示意图步骤检查项目检查标准(重点)第1步轮轴、齿轮箱(动车)轮轴安装良好,齿轮箱无漏油,油位正常。第2步牵引电机、联轴节、齿轮箱吊杆牵引电机轴与联轴节连接良好,牵引电机安装螺栓无松动,齿轮箱吊杆状态良好。第3步踏面制动单元、油压减振器、风管踏面制动单元状态良好,其上各风管安装良好、无漏风,减振器安装良好,无漏油。第4步牵引拉杆、牵引中心销、附加气室牵引拉杆状态良好,牵引中心销安装无异常,附加气室与牵引梁无干涉。第5步同第3步同第3步第6步同第2步同第2步第7步同第1步同第1步

①部分部件可靠性差，个体存在差异，偶然发生的一次故障不能代表此部件性能，此个例部件“故障周期”不能代表此批部件的故障周期。

②列车上的部件，其故障周期也不是恒定不变的。随着时间的延续，其故障周期也会发生变化，这时我们就需要通过各种手段尽可能及时准确的掌握其最新故障周期，并定期调整其维护周期。

所以，列车部分部件发生故障后，需要对其进行判断，对于个例问题，则组织对其进行系统排查，对于设计缺陷问题，组织对其进行整改，不能盲目的将其增加至修程中。同时，通过对设备的不断掌握，定期组织对相关部件维修周期进行调整，尽可能让设备的维护周期接近其故障周期，修程内容不能只增不减。

(7) 引入先进的检测设备及先进的设备管理理念

如上几点均是通过传统的方法和思路来维护列车，这些方式方法在实际中具有一定的作用，但其具有很大的局限性，对于一些隐蔽的故障及隐患不容易被发现。这时我们就需要采用先进的检测设备对列车上相关部件的状态数据进行采集，然后利用大数据的思想和人工智能的手段，挖掘这些数据中的潜在信息，提前发现列车故障及隐患，具体可参考“基于“大数据”的城市轨道交通设备维护管理新理念”，此处不再重复。

5 结束语

如履薄冰、如临深渊、如坐针毡是对地铁运营人工作状态最真实、最形象的描述。越是工作的时间长、越是有责任心的人，则越是深有体会。地铁运营人要时刻紧绷安全的这根弦，在设备的日常维护中不能有一丝的疏忽大意和报有丝毫侥幸心理。在日常的工作中要多观察、勤思考、好总结、善反思，并引进先进的检测设备及科学的设备管理理念，想办法让设备会“说话”，让所管理的设备能和设备的管理者进行“交流”，这样设备的管理者(设备医生)才能够有针对性的对设备进行“体检”，并根据“体检”结果“对症下药”，最终使设备运行在最佳的状态。