楊永峰

（武漢鐵路局武漢動(dòng)車段，湖北 武漢 430083）

動(dòng)車組LA輪輞輪輻探傷設(shè)備的維修與保養(yǎng)

楊永峰

（武漢鐵路局武漢動(dòng)車段，湖北 武漢 430083）

固定式輪輞輪輻探傷設(shè)備（LA）是動(dòng)車組高修車輪檢測(cè)工序中的關(guān)鍵設(shè)備，為動(dòng)車組高級(jí)修提供了工裝保障，提高了動(dòng)車組安全運(yùn)行系數(shù)。具體介紹了該設(shè)備的探傷原理及組成，列舉了常見故障維修方法，并提出了保養(yǎng)建議。

車輪；輪輞輪輻；相控陣超聲波；探傷；維修；保養(yǎng)

隨著我國(guó)動(dòng)車組開行量不斷增加，動(dòng)車組輪對(duì)質(zhì)量問題得到越來越多的關(guān)注。動(dòng)車組在高速運(yùn)行過程中，輪對(duì)承受巨大的沖擊，車輪踏面、輪輞、輻板等部位承受較大應(yīng)力，易出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，造成車輪剝離、擦傷、疲勞裂紋等質(zhì)量問題，嚴(yán)重影響鐵路運(yùn)營(yíng)安全。因此，要保證動(dòng)車組源頭質(zhì)量穩(wěn)定，車輪探傷檢測(cè)在動(dòng)車組高級(jí)修時(shí)顯得尤為重要。動(dòng)車組LA固定式輪輞輪輻探傷設(shè)備（以下簡(jiǎn)稱“LA設(shè)備”）是動(dòng)車組輪對(duì)檢測(cè)工序的關(guān)鍵設(shè)備，加強(qiáng)該設(shè)備維修和保養(yǎng)更為重要。

1 相控陣探傷基本原理

LA設(shè)備是一種固定式輪輞輪輻超聲相控陣探傷系統(tǒng)。超聲相控陣檢測(cè)技術(shù)是一種新型的超聲檢測(cè)技術(shù)，具有動(dòng)態(tài)聚焦、咸像檢測(cè)，檢測(cè)復(fù)雜形狀物體， 提高檢測(cè)靈敏度、分辨力和信噪比等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，近年來越來越受到人們的重視，將其應(yīng)用于車輪探傷領(lǐng)域，能實(shí)現(xiàn)輪輞輪輻的實(shí)時(shí)檢測(cè)。傳統(tǒng)的超聲探頭采用一個(gè)壓電晶片產(chǎn)生超聲波，其傳播特性是預(yù)先設(shè)定的，且不能預(yù)先編程變更。在一個(gè)確定的角度只產(chǎn)生一個(gè)固定的聲束（圖1）。而超聲相控陣則使用多個(gè)小的壓電晶片元件。這些小的壓電晶片元件組成的組件輻射的總能量形成超聲束（圖2）。

圖1 傳統(tǒng)壓電探頭

圖2 超聲相控陣探頭

相控陣超聲探傷技術(shù)具有兩個(gè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，一是超聲波束的方向可控；二是超聲波束的聚焦可控。相控陣超聲系統(tǒng)可以靈活的控制超聲波波束在工件中的傳播方向和聚焦深度，即采用同一只探頭，即可實(shí)現(xiàn)大角度（最大掃描范圍為0～90度角）的自聚焦掃描。采用波束的動(dòng)態(tài)聚焦功能，能夠提高超聲波束的空間分辨率，從而提高探測(cè)缺陷的定位精度。

2 LA設(shè)備組成及功能

LA設(shè)備從功能能上劃分主要包括檢測(cè)區(qū)和控制區(qū)兩部分（圖3）。

圖3 LA探傷設(shè)備組成示意圖

2.1 檢測(cè)區(qū)

由地面軌道單元與龍閘架單元組成，主要包括推輪機(jī)構(gòu)、前限位機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)輪機(jī)構(gòu)、升降軌機(jī)構(gòu)、升降臂機(jī)構(gòu)、探頭載體機(jī)構(gòu)以及各種檢測(cè)傳感器等部件。地面軌道單元主要實(shí)現(xiàn)輪對(duì)自動(dòng)運(yùn)送、轉(zhuǎn)輪及其他輔助功能；龍門架單元主要承載探傷設(shè)備，實(shí)現(xiàn)探頭系統(tǒng)的準(zhǔn)確定位及輪對(duì)自動(dòng)探傷功能。

2.2 控制區(qū)

由超聲控制單元與電氣控制單元組成，主要包括探頭系統(tǒng)、超聲電子單元、定位模塊、檢測(cè)主機(jī)、檢測(cè)從機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)電氣單元、系統(tǒng)控制柜等部件。超聲控制單元主要實(shí)現(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)的啟/停操作,多通道探傷數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集及分析處理,檢測(cè)數(shù)據(jù)重構(gòu)、生成檢測(cè)結(jié)果報(bào)表及檢測(cè)結(jié)果維護(hù)管理等；電氣控制單元主要完成系統(tǒng)檢測(cè)所需的各種運(yùn)動(dòng)控制功能。

3 LA設(shè)備維修

LA設(shè)備的維修主要是故障修，通過這幾年來的故障統(tǒng)計(jì)，主要存在以下幾個(gè)方面故障。

3.1 地面軌道單元故障

地面軌道單元就是對(duì)輪對(duì)推入推出及轉(zhuǎn)輪機(jī)構(gòu)主要執(zhí)行輪對(duì)運(yùn)動(dòng)控制。主要是升降軌電機(jī)或轉(zhuǎn)輪電機(jī)故障，出現(xiàn)按“停止”按鈕停不下來的情況。

故障原因：外界干擾引起PLC、操作界面與變頻器的通訊不穩(wěn)定，從而致使升降軌電機(jī)或轉(zhuǎn)輪電機(jī)不能接收到停止命令。

維修方法：（1）按下操作站或檢測(cè)控制箱的“急?！卑粹o。（2）檢查電器控制單元與操作界面連線是否松動(dòng)，用萬用表檢查繼電器是否燒損。（3）用手電筒檢查軌道下面電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是否有卡滯現(xiàn)象。

3.2 龍門架單元故障

龍門架單元就是驅(qū)動(dòng)探頭載體的豎直方向、軸向、周向移動(dòng)，保證檢測(cè)缺陷用的探頭與車輪踏面和輪輞內(nèi)側(cè)面貼合良好。主要是探頭夾具座的升降臂故障，升降臂在下降的過程中，踏面夾具到達(dá)車輪踏面時(shí)升降臂沒有停下來，仍然繼續(xù)下降。

故障原因：（1）LA 設(shè)備受到外界干擾致使升降臂電機(jī)無法停下了。（2）由于“檢測(cè)踏面?zhèn)鞲衅鳌卑惭b位置過高，致使踏面夾具到達(dá)車輪踏面時(shí)，“檢測(cè)踏面?zhèn)鞲衅鳌比詻]信號(hào)。

維修方法： （1）進(jìn)入人機(jī)界面升降臂單步調(diào)試頁面，點(diǎn)擊“上升30”的按鈕（圖4）。但必須注意，在點(diǎn)擊“上升30”按鈕前，需要將相關(guān)的報(bào)警信息確認(rèn)。點(diǎn)擊“上升30”按鈕后，如果踏面夾具氣缸、內(nèi)側(cè)夾具的氣缸未復(fù)位時(shí)，踏面夾具氣缸、內(nèi)側(cè)夾具的氣缸會(huì)自動(dòng)復(fù)位，而且燈塔的綠燈常亮、黃燈閃爍并維持10s。然后升降臂才開始上升。（2）手動(dòng)拆除夾具座極限位，然后進(jìn)入人機(jī)界面升降臂單步逐一調(diào)試，直到調(diào)試成功。（3）關(guān)閉設(shè)備電源，檢查升降臂傳動(dòng)帶是否卡滯，潤(rùn)滑是否良好。

圖4 LA設(shè)備操作界面

3.3 超聲檢測(cè)單元故障

超聲檢測(cè)單元對(duì)產(chǎn)生超聲信號(hào)的激勵(lì)，接收超聲信號(hào)，超聲信號(hào)的預(yù)處理，以及超聲波形的顯示，檢測(cè)結(jié)果等。超聲檢測(cè)單元故障比較多，主要故障有以下幾類：（1）TV通道故障。（2）通道無波形顯示。（3）探頭產(chǎn)生抖動(dòng)。（4）探頭回波幅度過低。（5）完全沒有檢測(cè)波形。

故障原因：（1）TV軟件系統(tǒng)沒有檢測(cè)到通道。（2）每個(gè)通道與探頭的接口有松動(dòng)。（3）螺釘有松動(dòng)或者二級(jí)彈簧太硬。（4）楔塊缺少潤(rùn)滑或者探頭損壞。（5）可能是I/O信號(hào)轉(zhuǎn)接箱核心模塊損壞。

維修方法：（1）在LA軟件上重啟采集設(shè)備和TV軟件。（2）檢查探頭及連線的準(zhǔn)確，線號(hào)是否有錯(cuò)誤，把幾個(gè)通道進(jìn)行互換，扣緊接頭，確認(rèn)接口是否損壞，如沒有壞，就在TV軟件上修改配置。（3）緊固探頭夾具螺釘，更換合適的二級(jí)彈簧。（4）更換楔塊潤(rùn)滑脂，檢查探頭是否損壞，如損壞及時(shí)更換。（5）檢查I/O信號(hào)轉(zhuǎn)接箱核心模塊是否燒損，如果損壞，必須進(jìn)行返廠維修。

4 LA設(shè)備保養(yǎng)建議

4.1 嚴(yán)格落實(shí)設(shè)備保養(yǎng)規(guī)程

做好每天的日常保養(yǎng)和每周的定期保養(yǎng)，定期對(duì)進(jìn)行關(guān)鍵部位的保養(yǎng)和檢測(cè)數(shù)據(jù)備份。

4.2 嚴(yán)格落實(shí)性能校驗(yàn)制度

做好每天日常校驗(yàn)和每季度的性能校驗(yàn)工作，全面標(biāo)定和校驗(yàn)探傷靈敏度，確保技術(shù)狀態(tài)和探傷性能良好。

4.3 探頭載體的保養(yǎng)

目視探頭表面檢查是否干凈和劃痕，用潔凈無紡布或軟綿部沾取少量清洗劑，清理踏面和探頭污漬，對(duì)影響超聲檢測(cè)效果的探頭進(jìn)行更換；檢查探頭夾具螺栓連接是否緊固， 轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活。確定探頭定位誤差≤2mm；開機(jī)前檢查傳感器安裝螺母是否緊固，開機(jī)后檢查傳感器工作是否正常。

4.4 控制柜的保養(yǎng)

開機(jī)前檢查各電氣航插及部件連接可靠緊固；使用軟綿布和壓縮空氣除塵，觀察空調(diào)工作情況；使用萬用表檢測(cè)蓄電池組，要求充滿后輸出電壓應(yīng)不小于DC 240V，否則更換蓄電池組；用接地電阻檢測(cè)儀定期檢測(cè)控制柜的漏電情況，要求接地電阻≤4Ω。

4.5 地面軌道部件的保養(yǎng)

使用干凈軟棉布在水路連接處輕輕擦拭，查看是否漏水，用手感覺氣路連接處是否漏風(fēng)；開機(jī)前檢查運(yùn)動(dòng)部件螺栓是否緊固，對(duì)運(yùn)動(dòng)卡滯的部件添加潤(rùn)滑脂；用刷子清掃、砂布除銹、加油潤(rùn)滑，確保升降軌滾輪和導(dǎo)軌運(yùn)轉(zhuǎn)正常；檢查各種氣缸和傳感器支架是否穩(wěn)定，無松動(dòng)。

5 結(jié)語

動(dòng)車組LA固定式輪輞輪輻探傷系統(tǒng)是動(dòng)車組高修車輪檢測(cè)工序中的關(guān)鍵設(shè)備，切實(shí)提高設(shè)備維修和保養(yǎng)技能，就能保證動(dòng)車組檢修源頭質(zhì)量穩(wěn)定，為高速動(dòng)車組列車的安全運(yùn)行打下良好的基礎(chǔ)。

[1]單寶華，喻言，歐進(jìn)萍.超聲相控陣檢測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用[J].無損檢測(cè)，2004(5) .

[2]中華人民共和國(guó)鐵道部運(yùn)輸局.運(yùn)裝客車[2011]428號(hào).關(guān)于印發(fā)《CRH動(dòng)車組車輪超聲波探傷工藝規(guī)程（試行）》的通知[S].

[3]成都主導(dǎo)科技有限責(zé)任公司.LA固定式輪輞輪輻探傷系統(tǒng)技術(shù)說明書(第三版) 冊(cè)[R],2010.

U266;U269

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