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关于铁路机车车辆健康管理与状态修的思考
摘要:通过对铁路机车展开车辆健康管理以及状态修不仅能够确保车辆运行的安全,降低后期车辆维修频率,而且还能够提升车辆的工效率,因此当前相关部门已经充分认识到健康管理与状态修的重要性。时至今日铁路已经诞生许久,且当前铁路已经成为人们出行的首选交通方式之一,无论是出行还是运输,铁路均存在着极高的性价比等优势,因此当前铁路交通能力仍然是时代发展的热点话题。在铁路机车运行过程中,无论是高速还是重载,均会产生一定的损耗,尤其是铁路机车中的零件服役所产生的问题,铁路机车机械结构等产生的问题不仅会对车辆的服役时间以及可用性带来问题,而且还会对铁路机车的性能保持等方面造成影响。
关键词:铁路机车;健康管理;状态修
引言
当前我国铁路机车已经基本具备车辆管理以及修成修制规范,其中高速列车通常以五级修为一个统计周期,通常情况下铁路机车种类不同,其维修养护成本也各不相同,内燃机车的维护具有阶段性和定期性,且某些内燃机车由于使用时间较长,因此一些零件已经出现老化,所以维护成本较高,而重载货车的维修成本则较低,约占据购车成本的1/30左右。铁路机车健康管理技术的起源较早,健康管理最初应用于军事领域当中,且是状态修以及预测修技术的基础,现阶段在铁路机车健康管理中的列车服役安全度、轴向轴承故障预警以及轴箱轴承趋势预测等方面已经出现了众多研究成果,这为提升我国铁路机车的运行效率、减少车辆管理维修成本以及确保铁路机车安全运行等方面发挥了重要作用。
1.铁路机车健康管理中状态评估维度问题分析
铁路机车健康管理与状态修旨在使得车辆的运行能力与状态相一致,因此在管理过程中就必须重视车辆的状态问题,张卫华等人认为测评列车运行情况的因素不仅仅涉及到列车自身状态方面,而且还与多个因素相关,其涉及到多种状态与影响因素,如环境状态、车辆状态、运行状态以及线路状态等等。研究表明当同一列车经过不同线路时,受到施工质量以及地质结构等因素的影响,列车经过时所出现的响应也各不相同,以列车轴箱振动情况为例,当列车车钩间隙过大,或者经过变坡点后车辆的前后运行装填发生变化等均会对列车轴箱的振动幅度造成影响,此外,当同一列车经过不同行驶区域时,轴箱的振动幅度也各不相同,这与各运行线路的状态存在密切联系,因此运行时的环境状态以及线路状态等会对铁路机车的运行状态产生深大影响。在铁路机车行驶过程中,制动、牵引以及惰性等也会对车辆的行驶状态造成影响,尤其是对于万吨级的重载列车而言,其导致的脱轨事件往往是由于牵引制动工况的纵向力较大所导致。环境因素也是影响铁路列车运行状态的重要因素,常见环境因素包括雨雪、霜冻以及风力等等,因此在某些方面铁路机车的运行状态表现出强烈的自然性特征,其典型表现为列车受电弓滑板磨损情况与季节因素的关系,在寒冷的冬季时,其磨损程度往往更加严重。基于这些因素,铁路机车在进行健康状态评估过程中,相关人员不仅要关注列车的自身情况,而且还要综合考虑机车在运行过程中环境因素、线路设置以及运行情况对列车状态产生的综合性影响,通过多方面、多维度对列车的车辆状态展开评估[1]。
2.铁路机车健康状态的分类与选择
在铁路机车健康管理与维修过程中,由于列车在不同方面表现为不同的状态,因此需要管理以及维修的结构也涉及到很多方面,基于此,要从列车装备的完整性以及性能保持等角度确定铁路机车的实际状态。
首先,铁路机车的基本状态主要表现在各类零件部件的完整性当中,铁道机车往往由大量的零件部件构成,且在列车运行过程中每一个零件均有着其自身的作用和价值,而这些零部件的完整性则是确保列车状态的前提和关键,因此为了确保列车的性能状态,需要对这些零件,尤其是列车关键部位的零件急性定期检修和维护,以此确保零件部件的完整性。
其次,性能状态是铁路机车在服役过程中对于性能的保持性,当铁路机车被成千上万的零件组装完成后,列车就具备了自身的性能状态,如牵引力、承载力以及乘客乘坐过程中的舒适度等均是车辆自身性能的重要表现。通常情况下铁路机车的性能状态以及保持能力决定了机车的可用性,同时机车的性能还是车辆稳定性的重要表现。在铁路机车运行过程中,若某一方面的性能出现衰退,则意味着车辆中的某些重要零件的状态已经发生了变化,工作人员就需要及时检修与更换这些零件,车辆中的某些性能的改变是一个长期的过程,其不会出现突然性的变化,如车轮踏面磨损等等,受到这些结构性能持续性下降的影响,其动力学性能会逐渐向下降。
最后,铁路机车的安全状态表现出车辆的安全性,车辆安全性在整个运输系统中的重要性居于首位,若列车的安全状态出现问题,车辆则应当立即停止使用,铁路机车中能够影响到安全状态的方面较多,如电动机以及齿轮箱等由于故障因素失效,或者重要结构疲劳断裂等等均会直接对车辆的安全状态造成影响,且这些风险因素将会直接影响到车辆的行车安全。
从铁路机车的基本状态、性能状态以及安全状态来看,车辆的安全状态是最重要的一方面,因此最好能够做到在途检测与评估,而车辆的性能状态主要体现在能力保持范畴中,且受到运行因素的影响,车辆能力的衰退是一个长期的过程,因此工作人员就需要对车辆的能力进行定期检查和维护。在铁路机车健康管理过程中主要重视起安全状态以及性能状态,但是在车辆检修过程中就要重视车辆的基本状态,基本状态就是车辆中零件和构件的状态,应当通过检修确保车辆零部件的稳定性和可靠性,且为维修养护过程中,需要针对车辆不同区域以及用途的零部件制定不同的修护策略[2]。
3.铁路机车状态获取原则
车辆状态获取与评估是展开健康管理与状态修的关键,在该阶段的工作过程中主要遵循以下原则:
首先,以机车的安全性为基础,铁路机车需要树立安全第一的基本原则,对于一些能够影响到车辆安全性的结构展开在途检测,如上文提及的电机、齿轮箱以及容易出现疲劳断裂的结构等等。受到现有检测技术以及产品成熟性等方面的影响,针对这些结构进行全面在途检测的难度较大,因此还应当配合其他健康管理方式保障其可靠性。
其次,通过沿途检测保障铁路机车的能力,与铁路机车运行能力相关的牵引力以及动力学性能等存在可变性,且其性能发生变化时往往没有特定规律,因此在途检测无法应用于车辆能力保障当中。当前铁路现有的5T检测设备等已经能够应用于铁路机车的沿途检测当中,借助于车载设备以及地对车检测设备等等还能够起到节省检测成本以及提升检测效率的效果[3]。
最后,通过中途检测确保装备的完整性,在健康管理以及维修过程中可以适当降低对于那些不影响车辆性能以及安全的零件构件,在检修过程中可以通过评估的方式测评其是否达到设计要求,而后依据实际状态确定其是否需要更换,因此可以通过计划修保证铁路列车服役过程中的中途检查。
结语
综上所述,在现阶段铁路机车车辆健康管理与状态修中需要关注的因素较多,且目前我国关于铁路机车的状态修还未能全面施行,其原因为在机车状态获取中还存在些许问题,所以从事人员要进一步结合当前机车状态修的成功案例,从而达到真正的状态修目的。
参考文献
[1]张卫华,李权福,宋冬利.关于铁路机车车辆健康管理与状态修的思考[J].中国机械工程,2021(04):379-389.
[2]吴洪文,任丛美,阴俊轩.动车组健康管理信息化系统的研究[J].铁路计算机应用,2017(07):21-23+31.
[3]李正元.高铁动车组故障预测与健康管理关键技术的研究[J].中国战略新兴产业,2018(12):146.
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