李大偉 何開滸 李蘭

摘? 要：文章主要是分析了貴陽地鐵1號線電客車輪軸卡死、閘片抱死故障可能性、故障的概率，以及在不同故障時(shí)的故障現(xiàn)象、判斷方法、處理流程、安全性、可行性和經(jīng)濟(jì)性。通過理論計(jì)算對比以及現(xiàn)場的試驗(yàn)結(jié)果，提出了輪軸卡死、閘片抱死情況下的應(yīng)急處理方案，為公司應(yīng)急預(yù)案的編制提供基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：貴陽市軌道交通;輪軸卡死;應(yīng)急處理;現(xiàn)場試驗(yàn)

中圖分類號：U279.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）22-0128-03

Abstract： This paper mainly analyzes the possibility and probability of axle jamming and brake locking failure of electric bus in Guiyang Metro Line 1， as well as the failure phenomenon， judgment method， processing flow， safety， feasibility and economy in different failures. Based on the comparison of theoretical calculation and field test results， this paper puts forward the emergency treatment plan under the condition of axle stuck and brake disc locked， which provides the basis for the preparation of emergency plan of the company.

Keywords： Guiyang Rail Transit; axle stuck; emergency treatment; field test

1 研究背景

為盡最大可能減少因電客車故障導(dǎo)致正線客運(yùn)服務(wù)質(zhì)量的降低，貴陽地鐵不斷修訂完善《車輛故障專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案》，其中由于輪軸卡死/閘片抱死故障的特殊性，當(dāng)正線運(yùn)行的列車出現(xiàn)輪軸卡死/閘片抱死故障時(shí)，將嚴(yán)重威脅運(yùn)行安全，給運(yùn)營造成極大的影響，因而輪軸卡死/閘片抱死故障的應(yīng)急處理是否合理，關(guān)系到是否會造成列車脫軌、傾覆等次生災(zāi)害事故。因此，有必要對列車輪軸卡死/閘片抱死的應(yīng)急處理進(jìn)行分析和探討，為應(yīng)急預(yù)案的修訂提供基礎(chǔ)。

且為掌握輪對在卡死、閘片抱死的運(yùn)行過程中對輪軌的損傷程度，貴陽地鐵在試車線進(jìn)行了制動不緩解模擬輪對卡死、閘片抱死時(shí)的車輛運(yùn)行試驗(yàn)，以便理論結(jié)合實(shí)際，推導(dǎo)出適合于貴陽地鐵1號線的最優(yōu)應(yīng)急處理措施。

2 輪軸卡死、閘片抱死故障可能性

貴陽地鐵1號線列車為4動2拖六節(jié)編組列車。

即：=Tc-Mp-M+M-Mp-Tc=

TC車：帶司機(jī)室的無動力拖車;Mp車：帶受電弓的動車;M車：不帶受電弓的動車。

=：全自動車鉤;+：半自動車鉤;-：半永久牽引桿。

（1）TC車無機(jī)械傳動裝置，只可能發(fā)生閘片抱死或軸箱軸承卡死故障。（2）Mp、M車有機(jī)械傳動裝置，不僅可能發(fā)生閘片抱死或軸箱軸承卡死故障，還可能發(fā)生齒輪箱卡死或牽引電機(jī)卡死故障。綜上，Mp、M車發(fā)生輪軸卡死/閘片抱死故障的可能性較大。

3 正線輪軸卡死、閘片抱死故障概率

輪軸卡死：輪軸卡死可分為：（1）齒輪箱卡死（僅動車）;（2）聯(lián)軸節(jié)卡死（僅動車）;（3）電機(jī)卡死（僅動車）;（4）軸箱軸承卡死。

原因分析：由設(shè)備構(gòu)造原理可知，所有設(shè)備的機(jī)械部件發(fā)生故障都是一個(gè)由量變到質(zhì)變的過程。齒輪箱、聯(lián)軸節(jié)、電機(jī)和軸箱軸承故障也是一樣，一般情況下要經(jīng)過振動、噪聲、發(fā)熱、失效這4個(gè)階段。

防范措施：由上述規(guī)律可知，預(yù)防軸承故障重點(diǎn)要從振動、噪聲、發(fā)熱等方面著手進(jìn)行監(jiān)控，從報(bào)警周期初期（即振動開始）至發(fā)熱這個(gè)階段是最好的故障防范階段，如能在該階段及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，則可有效避免較大故障的發(fā)生。

為確保地鐵列車的安全運(yùn)營，針對輪軸轉(zhuǎn)動異常故障，貴陽地鐵現(xiàn)場采取了多項(xiàng)預(yù)防措施。（1）車輛到段組裝完成后，在工程車聯(lián)掛帶動電客車工況下，車輛檢修人員旁站監(jiān)聽輪軸是否存在異常振動和異響。（2）貴陽地鐵安排列車收車回金陽車輛段時(shí)，經(jīng)過“輪對、受電弓檢測裝置”，對車輪踏面、輪緣數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)測量;若發(fā)現(xiàn)車輪數(shù)據(jù)異常時(shí)，則通過不落輪鏇床對不符合標(biāo)準(zhǔn)的輪對進(jìn)行鏇修修復(fù)。（3）實(shí)行正線添乘聽音。每日駐站人員正線添乘列車時(shí)對車輪轉(zhuǎn)動狀態(tài)進(jìn)行聽音監(jiān)測，對疑似輪對轉(zhuǎn)動異常的現(xiàn)象，記錄跟蹤確認(rèn)。（4）回庫停車觀察軸箱溫度。針對目前1號線軸箱溫度為粘貼溫度貼紙，人工觀察的作業(yè)方式，但是貴陽地鐵已計(jì)劃在1號線正線安裝軸箱軸承溫度檢測裝置。

4 正線輪軸卡死、閘片抱死故障應(yīng)急處理分析

通過對上述輪軸卡死、閘片抱死的故障概率分析，可知這兩類故障發(fā)生概率極低，但針對單軸/多軸輪軸卡死或閘片抱死故障，也需制定合理的應(yīng)急處理措施。

4.1 故障判斷

（1）DDU上出現(xiàn)制動閥輕微/中等故障及速度傳感器故障;出現(xiàn)動車電機(jī)堵轉(zhuǎn)卡死時(shí)，DDU故障欄顯示制動閥輕微/中等故障及速度傳感器故障外，還應(yīng)出現(xiàn)逆變過流、牽引嚴(yán)重故障并牽引封鎖。（2）在軌面上產(chǎn)生滑行，會產(chǎn)生尖銳的聲響，并與軌面摩擦冒煙，有燒焦味，相應(yīng)的輪對可能會有火花出現(xiàn)（需要車站協(xié)助）。（3）走行部有異響，振動較大，在輪軸卡死瞬間列車速度有明顯波動。（4）列車起動時(shí)速度提升比較慢，有抱閘的感覺。

4.2 處理措施

清客完成后，切除故障車VVVF（僅動車）和B05，低速（直線段限速15km/h，側(cè)向道岔限速15km/h）將列車運(yùn)行至最近停車線停穩(wěn)，列車檢修人員立即前往查看是否能現(xiàn)場處理，若能，待運(yùn)營結(jié)束后故障車憑自身動力回段/場;若不能，待運(yùn)營結(jié)束后采用救援小車將故障車救援回段/場。

注：若車輛發(fā)生故障時(shí)在線路兩端（下麥西方向：閱山湖、老灣塘、下麥西;小孟工業(yè)園方向：長江路、清水江路、小孟工業(yè)園），則就近站清客后，列車低速（直線段限速15km/h，側(cè)向道岔限速15km/h）回段/場。

5 模擬輪軸卡死、閘片抱死試驗(yàn)

5.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備工作

（1）檢查試車線軌面狀態(tài)良好，符合測試條件。（2）分別在1051車二架三軸左側(cè)外側(cè)、四軸右側(cè)外側(cè)閘片出安裝溫度傳感器。（3）在1051車二架四個(gè)軸箱處粘貼溫度貼，檢測軸箱溫升。（4）在1051車二架四個(gè)車輪輪輞處分別粘貼溫度貼并編3個(gè)號，編號目的是為了直觀觀察輪對轉(zhuǎn)動情況。

5.2 試驗(yàn)路線

模擬1051車二架緊急制動不緩解，列車分別從低到高的速度按照5km/h、15km/h、25km/h的速度行駛一個(gè)往返，實(shí)時(shí)監(jiān)測并記錄軸箱振動及溫升、閘片及制動盤溫升、車輪滾動及其踏面磨損情況、鋼軌的磨耗情況，位置示意圖如圖1。

5.3 試驗(yàn)結(jié)果

5.3.1 模擬閘片抱死試驗(yàn)

（1）以5km/h速度測試。動車至位置3，即列車限速5km/h運(yùn)行一個(gè)往返，模擬閘片抱死。檢查列車運(yùn)行時(shí)1051車二架輪對能正常轉(zhuǎn)動，各設(shè)備狀態(tài)無異常，閘片溫度最高為104.38℃，制動盤溫度為77℃，溫度屬于正常范圍內(nèi)，軌面無損傷。

（2）以15km/h速度測試。動車至位置3，即列車限速

15km/h運(yùn)行一個(gè)往返，模擬閘片抱死。檢查列車運(yùn)行時(shí)1051車二架輪對能正常轉(zhuǎn)動，各設(shè)備狀態(tài)無異常，閘片溫度最高為132.44℃，溫度屬于正常范圍內(nèi)，制動閘片有輕微異味，無濃煙，檢查軌面無損傷。

（3）以25km/h速度測試。動車至位置3，即列車限速

25km/h運(yùn)行一個(gè)往返，模擬閘片抱死。檢查列車運(yùn)行時(shí)1051車二架輪對能正常轉(zhuǎn)動，各設(shè)備狀態(tài)無異常，閘片溫度最高為67.13℃，溫度屬于正常范圍內(nèi)，檢查軌面無損傷。

5.3.2 模擬輪軸卡死試驗(yàn)（通過在軌面灑水模擬輪對滑行實(shí)現(xiàn)模擬輪對卡死）

（1）以5km/h速度測試。5km/h動車至位置3，即列車限速5km/h從位置1運(yùn)行至試車線西面信號波導(dǎo)管停車，通過模擬輪對滑行實(shí)現(xiàn)模擬輪對卡死。列車運(yùn)行時(shí)檢查1051車二架輪對為滑行狀態(tài)，各設(shè)備狀態(tài)無異常踏面無損傷;閘片溫度最高為62.13℃，制動盤溫度為40.7℃，溫度屬于正常范圍內(nèi)，軌面無損傷。

（2）以15km/h速度測試。15km/h動車至位置2，即列車限速15km/h從卡死試驗(yàn)運(yùn)行第一趟停車位置運(yùn)行至試車線西面信號波導(dǎo)管停車。監(jiān)測閘片溫度最高為95.63℃，屬于正常范圍內(nèi);列車運(yùn)行時(shí)1051車二架輪對出現(xiàn)滑行和輕微抖動，其中1051車三軸、四軸左右輪對踏面出現(xiàn)滑行損傷，同時(shí)檢查發(fā)現(xiàn)軌面出現(xiàn)輕微擦傷，最大深度為0.2mm，未超出標(biāo)準(zhǔn)。

通過試驗(yàn)記錄可以看出1052車牽引電機(jī)電流隨著速度的增加電流值隨之增加，但遠(yuǎn)低于170A的限值，因此判定輪對卡死、閘片抱死情況下對動車牽引電機(jī)電流影響不大。

5.3.3 試驗(yàn)結(jié)論

（1）模擬列車一個(gè)架閘片抱死，列車分別以5km/h、15km/h、25km/h的速度運(yùn)行后，檢查車輛各部件無損傷，制動閘片和制動盤溫度未超出標(biāo)準(zhǔn)值，軌道軌面無損傷。

（2）模擬列車一個(gè)架輪對卡死，列車分別以5km/h、15km/h的速度運(yùn)行，列車以5km/h速度運(yùn)行后，檢查車輛各部件無損傷，軌道軌面無損傷;列車以15km/h速度運(yùn)行后，檢查車輛各設(shè)備狀態(tài)無異常，檢查輪對踏面發(fā)現(xiàn)1051車三軸、四軸左右輪對踏面均有擦傷，擦傷為滑行損傷，列車運(yùn)行過程中1051車二架輕微抖動，1051車二架運(yùn)行過的軌面有輕微擦傷，最大深度為0.2mm，未超出標(biāo)準(zhǔn)。

6 應(yīng)急處理措施研究及結(jié)論

從試驗(yàn)可以看出，若列車閘片抱死故障時(shí)，列車以小于等于25km/h運(yùn)行，軌道軌面、輪對踏面無損傷，列車各部件狀態(tài)良好。若列車輪軸卡死故障時(shí)，列車限速小于等于15km/h運(yùn)行時(shí)，軌道軌面會損傷，損傷最大深度為0.2mm，但未超出更換標(biāo)準(zhǔn);輪對踏面會擦傷，可通過鏇輪進(jìn)行修復(fù)。

若正線列車出現(xiàn)輪軸卡死或閘片抱死故障時(shí)，司機(jī)難以判斷分清這兩個(gè)故障。因此為確保損傷軌道軌面在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，且保證列車運(yùn)營安全，建議若正線列車出現(xiàn)輪軸卡死或閘片抱死故障時(shí)，列車在區(qū)間內(nèi)則限速小于等于15km/h運(yùn)行。

根據(jù)《運(yùn)營分公司行車指標(biāo)統(tǒng)計(jì)分析管理辦法》，晚點(diǎn)5分鐘（含）及以上15分鐘（不含）以下時(shí)記為二級晚點(diǎn)，晚點(diǎn)15分鐘（含）以上時(shí)記為一級晚點(diǎn)，為減少對正線運(yùn)營的影響，提高救援效率，因此建議采用列車限速15km/h運(yùn)行，此速度也確保了軌道軌面損傷在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，且確保列車運(yùn)營安全時(shí)，損傷的輪對踏面也可通過鏇輪進(jìn)行修復(fù)，因此建議當(dāng)正線出現(xiàn)輪軸卡死或閘片抱死故障時(shí)的處理建議為：

若列車在區(qū)間內(nèi)則限速15km/h維持列車進(jìn)入臨近車站，列車在車站則在車站停穩(wěn)。司機(jī)將故障報(bào)告行調(diào)，根據(jù)行調(diào)指示，組織清客完成后，切除故障車VVVF（僅動車）和B05，限速15km/h將列車運(yùn)行至最近停車線/車輛段/停車場停穩(wěn)（若故障車暫停停車線，則列車檢修人員立即前往查看是否能現(xiàn)場處理輪軸卡死/閘片抱死故障，能處理，則運(yùn)營結(jié)束后故障車憑自身動力回段/場;不能，則運(yùn)營結(jié)束后采用救援小車將故障車救援回段/場）。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB 50157-2013.地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]邱偉明，周若湘.地鐵列車輪軸卡死處理方案及分析[J].電力機(jī)車與城軌車輛，2005（04）：59-60+63.

[3]周曼冬，原宇博，李大偉，等.貴陽軌道交通1號線電客車故障處理指南[S].

[4]馬誠，趙小龍，張銘，等.貴陽軌道交通1號線行車組織規(guī)則[S].