货车滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统的应用与管理

2012-11-27王德明肖井波

铁道机车车辆 2012年4期

王德明，肖井波

（1 沈阳铁路局车辆处，辽宁沈阳110001；2 沈阳铁路局车辆检测所，辽宁沈阳110001）

货车滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统（以下简称TADS）是地面对车辆安全检测系统（5T）的重要设备，采用声学诊断技术和计算机网络技术，通过对运行中货车轴承噪声信号的采集和分析，识别轴承的工作状态，可提供有效的轴承内部早期故障诊断结果，在热轴之前发现故障。作为铁路运输安全的监测设备，其无故障运行及故障处理的快速性至关重要。如何更好的对设备运用管理是充分发挥TADS设备的关键因素之一，下面就设备的运用管理流程和实际运用情况进行介绍，以利于更好的使用TADS设备。

1 TADS的运用情况及意义

目前在全铁路联网运行的TADS轨边设备55套，在铁路局和铁道部设立服务器，在相关的列检所和车辆段安装了复示软件。设备采用远程检测，数据集中，联网运行，信息共享的运行模式，所有轨边设备联网运行，数据上传到铁道部数据库。TADS全铁路监控软件安装在铁道部和全铁路所有涉及到的铁路局，可以实现联网预报和设备监控。同时在相关列检所安装了列检复示软件，列检所通过列检复示软件对达到预报标准的故障轴承进行扣车处理，整个系统采用网络化管理，实现对经过探测站的货车轴承的运用状态联网评判。同时，系统自动对故障轴承在铁道部中央数据库中的历次运行状态进行查询比较，当轴承达到了一定的危险程度并需要做换轮处理的，会在列车即将到达的列检所提示扣车报警，弹出报警对话框，需要列检值班人员进行扣车处理和报警确认。

TADS系统经过几年的实际运用，通过大量真实、宝贵的数据、故障轴承照片等资料体现了TADS对货车滚动轴承早期故障有效的安全预警作用，为轴承的检修、退拔分解提供了原始的数据，为车辆轴承的定期修向状态修转变提供了可能。TADS系统实现了从报警向预警的互补和跨越，使货车滚动轴承这一车辆要害部位在安全防范手段上关口前移，有了质的提升。建立TADS系统的意义主要体现在以下几个方面：

（1）保证铁路运输安全

全铁路TADS系统，可对全铁路重点线路上的货车进行监控，每天监控的车辆数为12.5万辆左右。全铁路各车辆段对TADS预报的扣车报警故障轴承进行了分解，发现了许多严重剥离的故障轴承，保证了铁路运输的安全。表1是2009～2011年TADS全铁路报警的统计结果（该数据来自铁道部货车滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统网站）。

表1 2009～2011年TADS全铁路报警统计

全铁路各车辆段对TADS预报的扣车报警故障轴承进行了分解，发现了许多严重剥离的故障轴承，及时进行了更换，提高了运输的安全性。2009—2011年全铁路各车辆段上传的TADS发现的、存在严重故障轴承的数量分别为334，289和281个。有的轴承故障已经十分严重，继续运行就可能导致严重的列车事故。这充分说明了TADS是铁路运输安全的重要设备之一。

（2）为货车检修修制改革提供技术手段

目前，铁路车辆检修方式有两种，一种是列车到达有列检所作业的车站停车，由列检作业人员对车辆各部件进行检查修理。另一种是按各种定期修程进行相应的各级检查修理。这两种方法存在一定的安全隐患，特别是有些车辆在一个检测周期内使用率并不高或闲置，到期后常规对该车辆检修，明显是不科学不合理的。为了解决这一问题，铁道部提出铁路车辆检修体制由定期修到状态修、走行公里修转变。要实现货车车轴检修修制改革，必须通过先进的技术设备提供保障。滚动轴承早期故障轨边声学系统可为车轴检修的工作部门提供车辆轴承的运行状态、故障数据。为车轴检修由定期修到状态修、走行公里修提供可靠的技术手段。

（3）可综合评价各类轴承性能，对货车轴承发展决策提供科学依据

中国铁路拥有货车60多万辆，货车轴承基本采用的是滚动轴承，而滚动轴承又分几种轴承类型。货车轴承作为车辆的关键部件，虽然在车辆的制造和维修上轴承是通过严格筛选，并采用质量上乘的产品，但对于宏观综合评价庞大数量的运用轴承性能，一直是铁路车辆部门急于解决的问题。将TADS轴承在线探测及预报数据、运用中报警轴承检查及处理情况的反馈数据与车辆检修及轴承装用相结合，可以通过科学分析方法，对不同类型、不同生产厂家的轴承运用状态及质量进行评价，为铁路车辆制造、轴承生产提供科学合理的依据。

2 TADS的运用和管理流程

（1）TADS的故障报警

TADS系统采用网络化管理，在铁道部TADS服务器建立中央数据库，一方面可以存储全铁路范围内最完整、准确的货车轴承故障预报信息，另一方面对货车轴承的历史预报信息进行综合分析，对预报次数进行累计，通过对预报次数的分析和根据联网扣车评判标准进行评判，可以进一步提高预报的准确性和可靠性。故障报警流程如图1所示。

图1 故障报警流程

系统自动对故障轴承在铁道部中央数据库中的历次运行状态进行查询比较，当认为该轴承达到了一定的危险程度并需要做换轮处理的，会在列车即将到达的列检所提示扣车报警，弹出报警对话框，需要列检值班人员进行扣车处理和报警确认。在实时监控界面中设立扣车报警窗口，对于经过联网评判后达到扣车标准的故障轴承进行报警。对TADS单次预报轴承一级故障时，由现场检车员对预报轴位进行检查确认。对系统自动弹出扣车预报对话框的轴承，现场检车员要对预报轴位进行检查确认；现场检车工长要对现场检车员认定无故障轴位进行复核。

（2）预报及反馈

列检所动态检车员对TADS预报的故障轴承，分为直通车和非直通车，如果是直通车，则直接上报是直通车就完成结果反馈。如果是非直通车，动态检车员要立即将车次、车号、辆序（车辆顺序）、轴位等情况经动态检车组长向列检值班员报告；由列检值班员通知现场检车员；由现场检车员对预报轴位进行检查确认，并将检查确认结果向列检值班员报告，向动态检车组进行反馈，经检查确认后，无故障车辆放行，由动态检车员在TADS复示终端填写检查结果反馈信息。填写或选择的内容包括轴承位置、是否甩车、是否换轮、轴承型号、检查人和检查时间等，标志板上的轴号等信息，完成检查结果反馈。流程图如图2所示。

图2 扣车报警的轴承故障流程

（3）分解及反馈

现场检车员要将所有预报货车的检查确认结果向动态检车组进行反馈，由动态检车员录入TADS。对存在故障的货车按有关规定办理扣车手续，并在轴承外圈的正下方，粘贴不干胶标志，注明TADS故障字样，将故障车辆调至站修所后进行换轮处理；故障轮对送至车辆段检修车间进行轴承退卸处理，检修车间对轴承退卸分解后发现的故障进行拍照存档，由车辆段安排专人汇总轴承故障类型及照片，15日内补录入TADS。

整个工作的流程如图3所示。

图3 处理流程图

（4）铁道部对TADS的运用管理流程

铁道部TADS系统全程跟踪监控货车滚动轴承从安装到车辆上开始到该轴承报废期间的工作状态，实现对全铁路运用的货车滚动轴承实现全程闭环管理（图4）。

图4 货车轴承闭环监控管理流程图

①货车车辆新造或进行检修后，TADS系统通过车辆制造工厂或车辆段AEI设备和其他相关信息系统获得车辆和轴承的信息，上传铁道部TADS数据库。

②对线路上运行的货车轴承实时监测，记录通过TADS时的运行状态。

③发现某个轴承出现故障后，自动跟踪，当轴承故障达到一定危险程度时进行报警，提示进行扣车换轮处理。

④故障轴承退卸分解后，车辆段将故障轴承的分解情况及故障照片信息反馈到铁道部TADS数据库。

⑤当车辆进入车辆段（厂）进行定期检修时，TADS系统结合车辆段（厂）AEI，自动将检修货车的轴承历史运行状态下载到车辆段（厂），指导车辆段（厂）对货车轴承的检修。

3 TADS预报故障轴承检查分解的注意事项

（1）TADS动态检车人员及列检值班员一定要准确地理解TADS预报信息中有关轴承位置的含义，理解车辆方位、按运行方向定义轴位及按标签位置定义轴位等重要规则，确保能够向现场检车人员提供故障轴承的准确位置；故障轴承按照标签位置定义如图5所示。将车辆距离标签安装位置近的一侧定义为A端，另一侧为B端，需要与列车运行方向区别开。从B端看向A端，距离A端较近的右侧第1个车轴定义为A1轴承，另一端即左端定义为A2，右侧第2个车轴定义为A3轴承，另一端为A4，以此类推。