劉飛鵬，宋 凱，魏廣群

（中車青島四方機車車輛股份有限公司資產(chǎn)管理部，山東青島 266111）

0 引言

轉向架是軌道車輛的行走部件，是保證車輛順利過彎并吸收車體振動噪聲的重要部分。轉向架結構主要由構架、減振裝置、電機驅動裝置、一系懸掛裝置、二系懸掛裝置、牽引拉桿、中心銷座、單元制動缸及高度調整閥、速度傳感器、接地裝置等部件組成[1]。由于轉向架性能參數(shù)較多[2]，并且各個參數(shù)產(chǎn)生并影響不同的生產(chǎn)工藝過程，一般較難直接獲得各個參數(shù)的性能。轉向架靜載試驗臺通過液壓機構對轉向架進行靜力加載試驗，在轉向架相應的部位安裝稱重傳感器和位移傳感器，獲得4輪受力、構架高度及構架幾何形狀，建立載荷與位移之間的數(shù)學模型，通過分析可獲得所需要的各個參數(shù)。中車青島四方機車車輛股份有限公司根據(jù)生產(chǎn)任務所需，引進了數(shù)臺NENCKI公司生產(chǎn)的轉向架靜載試驗臺。在此給出一起轉向架靜載試驗臺故障的原因分析和解決措施。

1 設備簡介及工序

1.1 設備介紹

NENCKI靜載試驗臺主要功能是檢測以及質量控制新造或者轉向架維修。靜載試驗臺的液壓油缸模擬車體重量后，軸箱體和構架間隙、軸距尺寸、空氣彈簧及管路氣密性以及各種功能檢測或者相應參數(shù)的測量均可實現(xiàn)。試驗過程及完成后，各項參數(shù)均被實時保存，可根據(jù)需求隨時查詢各個參數(shù)數(shù)據(jù)，整個試驗過程均為可視化操作。

NENCKI靜載試驗臺主要包括液壓系統(tǒng)、氣壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、設備基座、進入軌道、龍門鋼架、車輪測量模塊、下降軌道、底板測量模塊及壓力適配器等。

1.2 工序內(nèi)容

靜載試驗臺的工序內(nèi)容，主要有軸箱體與構架間隙測量、軸距尺寸測量、齒輪箱油位調整與檢測、齒輪箱安全托間隙測量、軸箱定位節(jié)點螺栓扭矩校核、輪緣潤滑尺寸檢測及管路氣密性試驗、空氣彈簧及管路氣密封試驗、差壓閥試驗、安裝臂及撒沙裝置安裝、制動系統(tǒng)動作及氣密性試驗、銘牌安裝。

2 故障現(xiàn)象及分析

故障產(chǎn)生于空氣彈簧及管路氣密封試驗工序。靜載試驗臺完成相關尺寸測量工序后，程序進入空氣彈簧及管路氣密封試驗工序。工序的程序自動將加載油缸固定在一定高度，此時不允許人工輸入任何命令，然后對空氣彈簧充氣，充氣過程中隨時監(jiān)控設備運行狀態(tài)，充氣達到一定壓力值后自動進入保壓狀態(tài)，此時將檢測出空氣彈簧內(nèi)的壓力與時間的關系。空氣彈簧保壓試驗結束后將自動進行差壓閥壓差試驗，此時一側空氣管路的差壓閥打開，當壓力值低值0.5 kPa時自動關閉排氣閥并重新充氣，然后另一側的空氣管路排氣閥打開，當壓力值低值0.5 kPa時所有的空氣閥全部打開排氣，空氣彈簧降到3 kPa以下，空氣彈簧保壓試驗結束。

2.1 故障現(xiàn)象

空氣彈簧及管路氣密封試驗工序結束后，發(fā)現(xiàn)加載油缸下方的壓力適配器連接軸發(fā)生較大程度傾斜，連接軸軸線偏離中心線約10°，如圖1所示。

圖1 壓力適配器損壞

2.2 原因分析及排查

（1）空氣彈簧及管路氣密封試驗過程中，由于設備電壓不穩(wěn)導致位移傳感器電壓降低，使得2油缸的位移并不同步，當設備自動固定2壓力適配器的高度位置后，實際高度位置并不相同，從而導致空氣彈簧充氣過程中壓力適配器受力不均，發(fā)生壓偏。

（2）在空氣彈簧及管路氣密封試驗過程中，由于人為誤操作，導致轉向架在X軸方向發(fā)生位移，導致壓力適配器連接軸發(fā)生錯位。

（3）在空氣彈簧及管路氣密封試驗過程中，由于空氣彈簧質量原因，使得充氣過程中不能承受此壓力導致空氣彈簧發(fā)生破裂，使得倆油缸壓力瞬間失衡，設備仍然處于正常試驗及受載狀態(tài)，從而發(fā)生偏斜，壓力適配器受力不均，產(chǎn)生壓偏。

經(jīng)過同線路的電壓測量發(fā)現(xiàn)，電壓浮動范圍正常，可排除電壓不穩(wěn)原因，并且與設備員現(xiàn)場溝通了解到故障發(fā)生過程前后操作均正常，且在故障發(fā)生前試驗時產(chǎn)生撒氣異響，故可排除原因（1）和（2）并鎖定原因（3）。經(jīng)過拆卸轉向架發(fā)現(xiàn)一側空氣彈簧發(fā)生破裂，從而認為該故障原因為空氣彈簧充氣過程中發(fā)生破裂，使得2油缸壓力瞬間失衡，設備仍然加載，壓力適配器受力不均，產(chǎn)生壓偏，而設備沒有根據(jù)該緊急故障工況自動急停。

3 解決措施

設計一種用于該工況的壓力失衡自動急停電路模塊，如圖2所示。自動急停模塊采用5 V與24 V供電，直接采用設備壓力傳感器的壓力信號，在保壓過程中壓力傳感器對空氣彈簧壓力進行實時采集。壓力傳感器信號采用（4～20）mA標準信號，壓力傳感器信號經(jīng)過信號調理電路之后將信號傳送給單片機的模擬量輸入接口，單片機分別對來自兩個壓力傳感器的信號進行采集并進行模數(shù)轉換。將轉換的數(shù)字量進行實時比較，當兩個壓力傳感器的壓力差達到設定閾值之后，程序將會自動觸發(fā)繼電器動作，使液壓泵停止工作，達到保護液壓系統(tǒng)及機械受載結構的目的。

圖2 壓力失衡自動急停電路

4 結束語

通過對設備故障的原因分析并排查，修復并優(yōu)化了設備，增設的壓力失衡自動急停電路模塊簡單有效，有效杜絕了因空氣彈簧漏氣或爆破等壓力失衡因素引起的此類設備故障。

［1］曾艷梅，陳喜紅，陶功安.120 km/h速度級A型地鐵車輛轉向架的研制［J］.電力機車與城軌車輛，2013，36（6）：1-6.

［2］呂秀江，黎玉娥，張啟文，趙研，袁東輝.轉向架綜合試驗臺控制系統(tǒng)的設計［J］.電氣應用，2006，25（8）：94-99.