預(yù)防列車切軸事故的新方法

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上預(yù)防列車切軸事故的新方法最近，讀者可以從網(wǎng)上讀到這樣一段新聞：中新網(wǎng)11月16日電(財(cái)經(jīng)頻道 王曄君) 11月14日鐵道部證實(shí)，今年8月份京滬高鐵上被召回的54列CRH380BL動(dòng)車組列車，已整改合格，并將從今日(16日)起陸續(xù)恢復(fù)運(yùn)營。京滬高鐵自今年6月份開通運(yùn)營后，中國北車所屬長客股份公司生產(chǎn)的CRH380BL型動(dòng)車組連續(xù)發(fā)生熱軸報(bào)警誤報(bào)、自動(dòng)降弓、牽引丟失等故障。8月11日，中國北車向鐵道部呈報(bào)了關(guān)于召回CRH380BL型動(dòng)車組的報(bào)告，報(bào)請(qǐng)鐵道部同意在已暫停長客股份公司生產(chǎn)的CRH380BL型動(dòng)車組出廠的基礎(chǔ)上，召回本公司所屬子公司生產(chǎn)且已投入運(yùn)營的CRH380

2、BL型動(dòng)車組54大列，整改合格后再交回使用。請(qǐng)注意，新聞中所列的故障中，熱軸報(bào)警誤報(bào)被列于第一位；被召回的時(shí)間是“7.23”動(dòng)車事故后不久的8月11日。這說明，“7.23”后，熱軸問題對(duì)安全的影響受到了有關(guān)部門的高度重視。熱軸問題受到如此重視，是因?yàn)閷I(yè)人士非常清楚：1. 對(duì)于車輛而言，“切軸”（指車輛轉(zhuǎn)向架中的輪軸斷裂事故）是會(huì)引起車輛脫軌的嚴(yán)重安全事故；2. 在全部已經(jīng)發(fā)生的切軸事故中，“熱切”（由于軸承發(fā)熱所造成的切軸）占90%以上，由于輪軸的材質(zhì)缺陷造成的切軸只占不到10%?！盁崆小笔窃趺窗l(fā)生的呢？機(jī)車之所以能夠拖著幾十節(jié)車廂輕快地飛馳，是因?yàn)槊總€(gè)車輪上都裝配了滾動(dòng)軸承。正是因?yàn)橛辛藵L

3、動(dòng)軸承，才使阻力極大的滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)樽枇苄〉臐L動(dòng)摩擦，否則人類社會(huì)的交通還停留在“雞公車時(shí)代”。列車的滾動(dòng)軸承與其他交通工具（例如自行車）的軸承一樣，也是由內(nèi)圈、外圈和滾子組成的。作為“自行車王國”的公民，我們很多人都有這樣的經(jīng)驗(yàn)：如果我們?cè)隍T行過程中軸承發(fā)生故障，我們會(huì)感到十分吃力，只能停下來處理。但是機(jī)車與人不同，當(dāng)軸承發(fā)生故障以后是感覺不到的，只會(huì)持續(xù)前行。軸承故障的直接結(jié)果是增加了軸承元件之間的摩擦力。摩擦產(chǎn)生的熱量使軸溫升高，最后導(dǎo)致熱軸和切軸事故的發(fā)生。正是根據(jù)這個(gè)原理，從上世紀(jì)80年代開始，作為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備配置，國內(nèi)客車全部安裝了軸溫報(bào)警器，用以監(jiān)視軸承的溫升，并在溫升超過40時(shí)發(fā)

4、出報(bào)警信號(hào)。軸溫報(bào)警器的應(yīng)用減少了燃、切軸事故的發(fā)生，應(yīng)該說對(duì)于安全是有貢獻(xiàn)的。但是，溫升是軸承故障的晚期癥狀。因此，采用軸溫報(bào)警器預(yù)防事故的風(fēng)險(xiǎn)性極大。相關(guān)資料表明，“圖3-1（該圖略去引者注，下同）所示為某次旅客列車燃軸事故的軸溫變化過程。產(chǎn)生燃軸時(shí)軸箱溫度由89（是實(shí)際溫度，非溫升）升至197只有3分鐘。”（參見高等學(xué)校教材車輛電氣裝置第33頁，西安交通大學(xué) 章因編，中國鐵道出版社出版，1999年）請(qǐng)注意，上述教材是1999年出版的，那時(shí)列車的時(shí)速基本上不超過100公里。而物理學(xué)的基本理論告訴我們，摩擦產(chǎn)生的熱量與速度的平方成正比。當(dāng)列車的時(shí)速提高到300公里時(shí)，上述的三分鐘這就是留給我

5、們臨時(shí)采取緊急措施的全部時(shí)間即將減少到有限的20秒！正因?yàn)槿绱耍嚓P(guān)部門對(duì)于“熱軸”現(xiàn)象極度敏感，也就有了本文開頭中提到的因熱軸而召回動(dòng)車的舉措。但是，如果將軸溫報(bào)警器的報(bào)警都說成是“誤報(bào)”，則是不準(zhǔn)確的。只有軸溫報(bào)警器在軸承溫升不到40時(shí)報(bào)警的行為才是誤報(bào)。而當(dāng)軸承溫升達(dá)到40時(shí)報(bào)警并不能稱之為誤報(bào)。軸溫報(bào)警器是無辜的，造成誤報(bào)的原因只能說是方法有誤。因?yàn)檩S承的溫升，并不一定是故障產(chǎn)生的。許多其他原因，例如裝配不當(dāng)或注油過多，特別是在軸承的磨合期，都能使溫升過高。因此可以說，利用軸溫來判斷軸承的故障并不是最適當(dāng)?shù)姆椒ā５牵L期以來沒有更加合適的方法，如何有效地早期診斷軸承故障，成了鐵路安全

6、保障的難題和短板。那么，怎樣才能正確地檢測故障呢？這是幾千年來人們?cè)谏a(chǎn)和生活實(shí)踐中十分關(guān)注的課題。在科學(xué)欠發(fā)達(dá)的年代，故障是“聽”出來的。就是說，人類長期以來靠聽覺診斷故障。例如在生活中，人們很容易通過聲音鑒別出“破鼓”和“破鑼”；一個(gè)有裂口的乒乓球會(huì)發(fā)出不同的聲音；幾乎任何人僅通過其他人說話的聲音就能判斷出這個(gè)人的情緒和健康狀況如何在工作中，為了判斷機(jī)器、設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，操作工人經(jīng)常將耳朵貼近設(shè)備去“聽”；當(dāng)火車停靠在站臺(tái)時(shí)，總會(huì)有人俯身在地面上用榔頭敲擊車軸，這是在“聽”車軸是否產(chǎn)生了裂痕；醫(yī)生用聽診器“聽”病人的心、肺是否發(fā)生了病變；在車輛維修部門，經(jīng)驗(yàn)豐富的工人也能通過聲音檢查出

7、軸承的故障后來的學(xué)者將上述方法稱為“異響診斷”。嚴(yán)格地說，靠聽覺診斷的結(jié)果只是診斷者的主觀評(píng)價(jià)，因?yàn)樵\斷的結(jié)論受諸多的不確定因素左右。例如：對(duì)于同樣的現(xiàn)象，聽力不同的人會(huì)產(chǎn)生不同的反應(yīng)；對(duì)于同樣的現(xiàn)象，聽力相同而經(jīng)驗(yàn)不同的人會(huì)得出不同的結(jié)論；對(duì)于同樣的現(xiàn)象，聽力、經(jīng)驗(yàn)都相同而責(zé)任心不同的人也會(huì)使結(jié)論不可信；對(duì)于同樣的現(xiàn)象，即便是同一個(gè)人在不同的時(shí)候也會(huì)因情緒或健康狀況不同得出不同的結(jié)論；如果診斷者是一個(gè)不誠實(shí)的人，結(jié)果會(huì)更糟。還有一個(gè)容易被忽視的問題：即便診斷者是一個(gè)大師，也很難用語言表達(dá)出“異響”到底“異”在何處，這給經(jīng)驗(yàn)的傳授和繼承造成障礙。如何用科學(xué)的、準(zhǔn)確的、客觀的測量取代人們的主管評(píng)

8、價(jià)，是現(xiàn)代科技工作者的責(zé)任?，F(xiàn)在，人們已經(jīng)知道，聲音是振動(dòng)產(chǎn)生的。所謂異響，不過是由于信號(hào)中產(chǎn)生了新的成分，利用聲頻信號(hào)的現(xiàn)代頻譜分析方法，對(duì)軸承的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行采集和分析，可以很容易地檢測出信號(hào)中的各種成分。這就是人們所期待的、現(xiàn)代的、科學(xué)的故障診斷方法。但是，在列車運(yùn)行中，能夠有效地采集和檢測軸承的振動(dòng)信號(hào)嗎？長期以來，國內(nèi)外的專家?guī)缀醍惪谕暤赜枰苑穸?。的確，振動(dòng)在列車運(yùn)行中幾乎無處不在。即使軸承因?yàn)楣收隙a(chǎn)生了其特有的振動(dòng)，其幅度與其他振動(dòng)相比，可以說是微乎其微。因此，大家都認(rèn)為，在這樣惡劣的工況環(huán)境下，要想采集軸承的故障信號(hào)，無異于大海撈針。但是，正像民間廣泛流傳的說法，“一切皆有可能”。通過長期不懈的研究，我們終于發(fā)現(xiàn)，軸承的故障信號(hào)盡管微弱，但是它畢竟有自己獨(dú)特的特征。我們可以根據(jù)振動(dòng)的模態(tài)分析方法，找出其特征，建立數(shù)學(xué)模型及其算法，從而選擇有效的電子學(xué)和數(shù)學(xué)手段進(jìn)行過濾，去粗取精，去偽存真，即可提煉出我們所需要的信號(hào)成分。這個(gè)課題曾經(jīng)被列為國家科技部2004年科技型中小企業(yè)創(chuàng)新基金計(jì)劃，于2007年通過鑒定，已經(jīng)開發(fā)出相應(yīng)的產(chǎn)品，并在實(shí)際應(yīng)用中取得了理想的成果。這是我們獨(dú)立研發(fā)的項(xiàng)目，具有100%的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。盡管對(duì)于該項(xiàng)目的認(rèn)識(shí)，可能還存在分歧，但是在“一切為了安全”的今天，我們?yōu)槭裁床辉囈辉嚹?？我們希望，為了在鐵路安全技