一种基于轨道列车的故障分析关联修方法及其应用与流程

1.本发明涉及一种轨道列车的检修方法；特别涉及一种基于轨道列车的故障分析关联修方法及其应用。


背景技术：

2.轨道交通行业设备(电客列车)维修现行的维修方式：其一以整车为维修周期的“日、月、定、架、大”的计划修；其二为以部件为维修周期的“均衡修”；其三为依托智能化线上检测设备的智能修；其四为港铁模式下的“a、b列检互换修”；这四种维修理念和方法有的存在过头修，有的存在欠修或者依赖性较强的维修方式。通常会导致故障预见性不强、维修时间过长；人力成本过大、物料消耗过量、备品备件资源浪费、检修设备高价值固定资产投入过大等问题；因此，亟需一种更为高效且有预见性的、节约成本的维修方式。


技术实现要素：

3.针对现有技术中的不足之处，本发明提供了一种利用各设备关键部件和附属部件的关联关系以及对应故障数据反映现象，做出故障判定和潜在故障分析。
4.本发明第一方面提供了一种基于轨道列车的故障分析关联修方法，可以利用表面故障现象和数据特点反映出内在的隐性故障和潜在故障，进而优化维修方式和检测速度。
5.对于前文所述的技术方案中，进一步优选的，所述的轨道列车的关联修方法中：包括轨道列车(例如：地铁电客列车、铁路车辆)的受电弓升弓故障关联修方法：检测受电弓升弓熔断器后端负载电路与非故障状态电路进行比对，当后端负载阻值降低5ω以上时，判定为升弓电磁阀故障。
6.对于前文所述的技术方案中，进一步优选的，所述的轨道列车的关联修方法中：所述的包括轨道列车的受电弓升弓故障关联修方法中：检测受电弓升弓熔断器后端负载电路与非故障状态电路进行比对，当后端负载阻值降低11ω以上的时候，判定为升弓电磁阀故障。
7.对于前文所述的技术方案中，进一步优选的，所述的轨道列车的关联修方法中：包括轨道列车轮对轴承电腐蚀关联修方法：对轨道列车，分别检测不同架号的轮对轴承的一轴、二轴的左轮和右轮；记录轮对踏面擦伤程度、轴箱磨损程度、轴承电腐蚀程度：
8.当单个轮对踏面剥离达到严重时，判定为轴承电腐蚀严重，或者判定为轴箱内壁磨损严重；
9.当单转向架出现4轮对踏面严重剥离时，判定本架液压减震器有失效潜在故障；
10.当单个轮对踏面剥离达到轻微时，判定为轴承电腐蚀轻微，或者判定为轴箱内壁磨损较重；
11.当单转向架出现3个以下的轮对踏面严重剥离时，判定本架液压减震器无失效潜在故障。
12.对于前文所述的技术方案中，进一步优选的，所述的轨道列车的关联修方法中：
13.包括地铁列车轮对轴承电腐蚀关联修方法：对轨道列车，分别检测不同架号的轮对轴承的一轴、二轴的左轮和右轮；记录轮对踏面擦伤程度、轴箱磨损程度、轴承电腐蚀程度：
14.当单个轮对踏面剥离达到严重时，判定为轴承电腐蚀严重，或者判定为轴箱内壁磨损严重；
15.当单转向架出现4轮对踏面严重剥离时，判定本架液压减震器有失效潜在故障；
16.当单个轮对踏面剥离达到较重时，判定为轴承电腐蚀较重，或者判定为轴箱内壁磨损较重；
17.当单转向架出现3个以下的轮对踏面严重剥离时，判定本架液压减震器无失效潜在故障。
18.对于前文所述的技术方案中，进一步优选的判断标准为：
19.所述的轮对踏面擦伤程度的分级包括严重、较重、轻微；分别的判断标准为：
20.(1)严重判断标准，根据每个轮对踏面剥离累计面积和深度进行判断：
21.①
当累计面积≥750mm2，且最大深度≤3mm；或
22.②
当累计面积＜750mm2，且最大深度＞3mm；
23.(2)轻微判断标准，根据每个轮对踏面剥离累计面积和深度进行判断：
24.当累计面积≤100mm2，且最大深度≤1mm；
25.(3)较重判断标准，排除(1)和(2)之外的情况。
26.对于前文所述的技术方案，所述的轴箱磨损程度的分级包括严重、较重、轻微；分别的判断标准为：
27.(1)严重判断标准，根据每个轴箱内壁表面划痕进行判断：
28.①
出现横向划痕；或
29.②
无横向划痕，纵向划痕≥5处；或
30.③
无横向划痕，纵向划痕＜5处，且单条划痕最小长度≥10cm；
31.(2)轻微判断标准，根据每个轴箱内壁表面划痕进行判断：
32.无横向划痕，纵向划痕＜3处，且单条划痕最大长度≤1cm；
33.(3)较重判断标准，排除(1)和(2)之外的情况。
34.对于前文所述的技术方案，所述的轴承电腐蚀程度的分级包括：严重、较重、轻微；分别的判断标准为：
35.(1)严重判断标准，根据电腐蚀斑个数和面积进行判断：
36.①
电腐蚀斑面积≥400mm2；或
37.②
电腐蚀斑面积＜400mm2，且电腐蚀斑≥7处；
38.(2)轻微判断标准，根据电腐蚀斑个数和面积进行判断：
39.电腐蚀斑面积＜200mm2，且电腐蚀斑＜3处；
40.(3)较重判断标准，排除(1)和(2)之外的情况。
41.对于前文所述的技术方案中，进一步优选的，所述的方法还包括判断是否减震器示功图压缩出现空程位移超过20％以上的失效故障。
42.本发明的第二方面在于公开了上文所述基于轨道列车的故障分析关联修方法的应用，所述应用包括将关联修的方法用于解决轨道交通各系统设备的以下方面：
43.1.用于判断目标部件或设备的隐性故障和潜在故障；
44.2.用于为部件或设备快速维修、状态进行提供大数据基础；
45.3.用于重要部件日常维修方式和维护周期等检修规程的修订；
46.4.减低城市轨道交通整体维修运营成本。
47.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
48.本发明所述的基于轨道列车的故障分析关联修方法，能有效的实现设备故障预见性增强、缩短维修时间；减少人力成本、减轻物料和备品备件的消耗、使得高价值检修设备的投入减少等。
附图说明
49.图1.为受电弓升降弓原理图；
50.图2.轮对轴承严重电腐蚀故障图，图中a、b、c分别显示出轴承外表面和轴承内圈的电腐蚀情况说明了电腐蚀严重；
51.图3.踏面磨耗和轴承电腐蚀关联度较高的踏面磨耗情况图，图中a、b、c分别显示出轮对踏面磨损情况说明剥离程度比较严重；
52.图4.减振器试验示功图，图中显示出减震器的功能说明了部分失效。
具体实施方式
53.下面对本发明的具体实施方式进行详细地描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
54.实施例1
55.受电弓升弓电磁阀故障关联修方法
56.1.受电弓升降弓原理(如图1所示)：+110v经牵引控制断路器pcn，司机室锁开关继电器触点csr，头尾选择开关frs(头车)，升弓指令按钮panus，受电弓故障开关panfs(正常位)，cc74，hcc74，受电弓熔断器箱panfu，升弓电磁线圈panuv，lgs2至gt1。
57.2.受电弓常见故障
58.受电弓故障主要分为硬件损伤性故障和控制系统故障两大类，其中硬件损伤类主要以受电弓碳滑板异常磨损和升弓升弓钢索破损等，控制系统故障主要是单弓无法升弓或者头尾转换控制失灵等。
59.3.基于上述原理，本发明设计一种受电弓升弓电磁阀故障关联修方法：
60.以受电弓升弓故障为例，受电弓经常出现单次升弓后无法二次升弓，常规解决方式，更换panfu出端(3-4)熔断器，可解决一次故障，未能完全解决故障，后续造成故障频发。
61.利用本技术提出的轨道列车的受电弓升弓故障关联修方法：检测受电弓升弓熔断器后端负载电路与非故障状态电路进行比对，当后端负载阻值降低5ω以上时，判定为升弓电磁阀故障；
62.利用上述关联修方法，对轨道列车进行检测：
63.据地铁2m2t碳钢型电客车的电升电降受电弓检测前端进项电路和后端负载电路，与非故障状态电路进行比对，发现故障后端负载阻值为34ω，比正常阻值(48ω)低12ω，判定为升弓电磁阀线圈绝缘性受损，虽然不影响升弓，但会引发熔断器触发，造成升弓故障，
更换新的升弓电磁阀后，故障完全消除。
64.实施例2
65.一种轮对轴承电腐蚀关联修方法
66.1.轴承电腐蚀介绍：
67.轮对轴承都是需要使用润滑脂，在轴承内部润滑脂可以在轴承的内圈、外圈、滚动体之间产生油膜(很薄0.005mm左右)，电流可以击穿轴承内部的润滑脂(油膜)，造成轴承内圈、外圈、滚动体之间的直接接触、在接触的表面会产生微电弧放电(强电化学反应)，对轴承的沟道造成损伤，从而引起轴承表面磨耗或者早期失效。
68.2.“关联修”故障分析
69.为解决轴承电腐蚀内在故障可以在前期或者表象中发现，对轴承电腐蚀以及关联性部件进行系统数据分析，本发明通过在不同车号、车架、轴号、轮号的损伤情况进行记录，分别包括对的多组检测；
70.同时，定义轮对踏面擦伤程度、轴箱磨损程度、轴承电腐蚀程度的分级的判定标准：
71.所述的轮对踏面擦伤程度的分级包括严重、较重、轻微；分别的判断标准为：
72.(1)严重判断标准，根据每个轮对踏面剥离累计面积和深度进行判断：
73.①
当累计面积≥750mm2，且最大深度≤3mm；或
74.②
当累计面积＜750mm2，且最大深度＞3mm；
75.(2)轻微判断标准，根据每个轮对踏面剥离累计面积和深度进行判断：
76.当累计面积≤100mm2，且最大深度≤1mm；
77.(3)较重判断标准，排除(1)和(2)之外的情况；
78.对于前文所述的技术方案，所述的轴箱磨损程度的分级包括严重、较重、轻微；分别的判断标准为：
79.(1)严重判断标准，根据每个轴箱内壁表面划痕进行判断：
80.①
出现横向划痕；或
81.②
无横向划痕，纵向划痕≥5处；或
82.③
无横向划痕，纵向划痕＜5处，且单条划痕最小长度≥10cm；
83.(2)轻微判断标准，根据每个轴箱内壁表面划痕进行判断：
84.无横向划痕，纵向划痕＜3处，且单条划痕最大长度≤1cm；
85.(3)较重判断标准，排除(1)和(2)之外的情况。
86.对于前文所述的技术方案，所述的轴承电腐蚀程度的分级包括：严重、较重、轻微；分别的判断标准为：
87.(1)严重判断标准，根据电腐蚀斑个数和面积进行判断：
88.①
电腐蚀斑面积≥400mm2；或
89.②
电腐蚀斑面积＜400mm2，且电腐蚀斑≥7处；
90.(2)轻微判断标准，根据电腐蚀斑个数和面积进行判断：
91.电腐蚀斑面积＜200mm2，且电腐蚀斑＜3处；
92.(3)较重判断标准，排除(1)和(2)之外的情况。
93.具体的，根据上述分级判定标准，分别对两列电客车进行检查，获得分析数据如下
表1和表2所示；
94.表1：轴承电腐蚀关联修理论数据分析
95.[0096][0097]
表2：轴承电腐蚀关联修理论数据分析
[0098]
[0099][0100][0101]
表1中，m1二架的大修检测减震器示功图，如图4，失效20％；
[0102]
根据表1和2中的多部件出现的异常,并获得如下关联修的规则：
[0103]
(1)轨道列车的受电弓升弓故障关联修方法：检测受电弓升弓熔断器后端负载电路与非故障状态电路进行比对，当后端负载阻值降低5ω以上时，判定为升弓电磁阀故障；
[0104]
(2)机车轮对轴承电腐蚀关联修方法：对轨道列车，分别检测不同架号的轮对轴承的一轴、二轴的左轮和右轮；记录轮对踏面擦伤程度、轴箱磨损程度、轴承电腐蚀程度：
[0105]
当单个轮对踏面剥离达到严重时，判定为轴承电腐蚀严重，
[0106]
当单个轮对踏面剥离达到严重时，判定为轴箱内壁磨损严重，
[0107]
当单转向架出现4轮对踏面严重剥离时，判定本架液压减震器有失效潜在故障。
[0108]
当单个轮对踏面剥离达到轻微时，判定为轴承电腐蚀轻微，
[0109]
当单个轮对踏面剥离达到轻微时，判定为轴箱内壁磨损轻微，
[0110]
当单转向架出现3以下轮对踏面严重剥离时，判定本架液压减震器无失效潜在故障。
[0111]
其中，对上述故障情况的记录如图2和3：
[0112]
进行电客车架修时对轴箱进行检修时发现部分轮对轴承出现电腐蚀严重故障，如图2所示：
[0113]
踏面磨耗和轴承电腐蚀关联度较高的踏面磨耗情况，如图3所示：
[0114]
应用例1
[0115]
根据本发明的“关联修”的理念和方法，通过与设备部件相关联的多部件出现的异常表象及相关监测数据的关联分析，分析判断该部件及设备的隐性故障和潜在故障，同时为设备快速维修奠定数据基础；并且在大数据下为设备状态进行分析整理，根据“关联修”理念可以解决轨道交通各系统设备的重要部件日常维修方式和维护周期，减低城市轨道交通整体维修运营成本。利用如上的规则，指导实际工作的案例如下：
[0116]
利用关联修维修方法，检测线路上运营0011号电客车出现踏面以场剥离情况，进行轴承拆卸检查，发现轴承电腐蚀和滚动移位严重，及时更换轴承和轮对镟修，避免了燃轴事故的发生。
[0117]
应用例2
[0118]
利用关联修维修方法，检测线路上运营0027号电客车第2节车厢第1转向架出现踏面严重剥离情况，进行轴承拆卸检查，发现轴承电腐蚀和滚动移位严重，及时更换轴承和轮对镟修，避免安全事故发生。
[0119]
应用例3
[0120]
利用关联修维修方法，检测线路上运营0021号电客车第3节车厢第2转向架出现踏面轻微剥离情况，进行轴承拆卸检查，发现轴承出现轻微的电腐蚀和滚动移位故障，及时进行油脂更滑和轮对镟修，避免严重的轴承故障和减低轴承更换的设备维修成本。
[0121]
应用例4
[0122]
利用关联修维修方法，检测线路上运营0003号电客车第2节车厢第1转向架和第2转向架出现踏面严重剥离情况，进行轴承拆卸检查、更换轴承和轮对镟修，同时对减震器进行示功检测，发现失效35％，避免安全事故发生。
[0123]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，本领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

技术特征：
1.一种基于轨道列车的故障分析关联修方法，其特征在于：利用表面故障现象和数据特点反映出内在的隐性故障和潜在故障，进而优化维修方式和检测速度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：该方法包括轨道列车的受电弓升弓故障关联修方法：检测受电弓升弓熔断器后端负载电路与非故障状态电路进行比对，当后端负载阻值降低5ω以上时，判定为升弓电磁阀故障。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述的包括轨道列车的受电弓升弓故障关联修方法中：检测受电弓升弓熔断器后端负载电路与非故障状态电路进行比对，当后端负载阻值降低11ω以上时，判定为升弓电磁阀故障。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：包括轨道列车轮对轴承电腐蚀关联修方法：对轨道列车分别检测每个转向架的轮对轴承的一轴、二轴的左轮和右轮；记录轮对踏面擦伤程度、轴箱内壁磨损程度、轴承电腐蚀程度：当单个轮对踏面剥离达到严重时，判定为轴承电腐蚀严重，或者判定为轴箱内壁磨损严重；当单转向架出现4轮对踏面剥离严重时，判定本架液压减震器有失效潜在故障；当单个轮对踏面剥离达到较重时，判定为轴承电腐蚀较重，或者判定为轴箱内壁磨损较重；当单转向架出现3个以下的轮对踏面剥离严重时，判定本架液压减震器无失效潜在故障。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述的轮对踏面擦伤程度的分级包括严重、较重、轻微；分别的判断标准为：(1)严重判断标准，根据每个轮对踏面剥离累计面积和深度进行判断：
①
当累计面积≥750mm2，且最大深度≤3mm；或
②
当累计面积＜750mm2，且最大深度＞3mm；(2)轻微判断标准，根据每个轮对踏面剥离累计面积和深度进行判断：当累计面积≤100mm2，且最大深度≤1mm；(3)较重判断标准，排除(1)和(2)之外的情况。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述的轴箱内壁磨损程度的分级包括严重、较重、轻微；分别的判断标准为：(1)严重判断标准，根据每个轴箱内壁表面划痕进行判断：
①
出现横向划痕；或
②
无横向划痕，纵向划痕≥5处；或
③
无横向划痕，纵向划痕＜5处，且单条划痕最小长度≥10cm；(2)轻微判断标准，根据每个轴箱内壁表面划痕进行判断：无横向划痕，纵向划痕＜3处，且单条划痕最大长度≤1cm；(3)较重判断标准，排除(1)和(2)之外的情况。7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述的轴承电腐蚀程度的分级包括：严重、较重、轻微；分别的判断标准为：(1)严重判断标准，根据电腐蚀斑个数和面积进行判断：
①
电腐蚀斑面积≥400mm2；或
②
电腐蚀斑面积＜400mm2，且电腐蚀斑≥7处；(2)轻微判断标准，根据电腐蚀斑个数和面积进行判断：电腐蚀斑面积＜200mm2，且电腐蚀斑＜3处；(3)较重判断标准，排除(1)和(2)之外的情况。8.如权利要求1所述基于轨道列车的故障分析关联修方法的应用，其特征在于：包括将关联修的方法用于解决轨道交通各系统设备的以下方面：1.用于判断目标部件或设备的隐性故障和潜在故障；2.用于为部件或设备快速维修、状态进行提供大数据基础；3.用于重要部件日常维修方式和维护周期等检修规程的修订；4.减低城市轨道交通整体维修运营成本。

技术总结
本发明公开了一种基于轨道列车的故障分析关联修方法及其应用，其利用表面故障现象和数据特点反映出内在的隐性故障和潜在故障，进而优化维修方式和检测速度；具体包括轨道列车的受电弓升弓故障关联修方法：还包括机车轮对轴承电腐蚀关联修方法：对轨道列车，分别检测不同架号的轮对轴承的一轴、二轴的左轮和右轮；记录轮对踏面擦伤程度、轴箱磨损程度、轴承电腐蚀程度进行分析判断，可以用于判断目标部件或设备的隐性故障和潜在故障；为部件或设备快速维修、状态进行提供大数据基础；用于重要部件日常维修方式和维护周期等检修规程的修订；以及减低城市轨道交通整体维修运营成本等方向。方向。方向。


技术研发人员：陶贵健 李莹
受保护的技术使用者：大连广盛元实业有限公司
技术研发日：2022.07.04
技术公布日：2022/12/30