鄭　濤

(南寧鐵路局 柳州工務機械段,廣西 柳州　545000)

GMC96B鋼軌打磨車通過對鋼軌進行打磨，可有效恢復軌面廓形，改善輪軌作用關系，消除鋼軌病害。該鋼軌打磨列車自重690 t，長145 m，由B1—C1—A—C2—C3—C4—B2共7節(jié)車組成。其中B，C車安裝有96個打磨電機，實現(xiàn)鋼軌打磨的功能，A車安裝有發(fā)動機、液力傳動箱、分動箱、減速箱等，為打磨車提供動力。其中2臺減速箱分別安裝在A車中間底部Ⅰ端和Ⅱ端，主要實現(xiàn)低速液壓傳動，為鋼軌打磨作業(yè)提供恒定的作業(yè)速度[1]。

在現(xiàn)場使用中發(fā)現(xiàn)，作業(yè)結束后會出現(xiàn)控制系統(tǒng)、氣路、電氣、脫齒氣缸等故障導致減速箱合齒齒輪無法正常脫開的現(xiàn)象。受封鎖時間限制，以往要在短時間內(nèi)排除故障困難很大。處理此故障時現(xiàn)場操作手直接通過手動對減速箱進行脫齒，受減速箱安裝空間狹小的限制，現(xiàn)場人員使用撬棍等工具拔出合齒齒輪，需要花費50 min左右。這樣處理故障時間過長，影響線路的開通，從而造成行車事故。本文針對減速箱脫齒故障查找困難和脫齒時間過長的難題，給出了處理方案并研究設計出了能快速脫開減速箱合齒齒輪的工裝，通過現(xiàn)場實際脫齒應用，取得了良好的效果。

1　脫齒原理分析

1.1　減速箱介紹

GMC96B打磨車減速箱是實現(xiàn)列車高速液力走行和低恒速打磨作業(yè)的轉換機構。減速箱主要由箱體、傳動軸、潤滑泵、離合器、齒輪、軸承、法蘭等組成。通過兩級齒輪減速實現(xiàn)動力傳輸。在輸出軸上帶有齒式離合器，微機系統(tǒng)控制實現(xiàn)合/脫齒功能，減速箱剖面示意見圖1。

圖1　減速箱剖面示意

1.2　減速箱脫齒原理分析

GMC96B鋼軌打磨車減速箱脫合齒是由APLC控制系統(tǒng)、風路、電磁閥、合脫齒氣缸等協(xié)調(diào)配合完成的。脫齒控制流程圖見圖2，減速箱局部如圖3所示。

圖2　脫齒控制流程圖

1-脫齒控制電磁閥; 2-脫齒控制氣缸圖3　減速箱局部

合齒時操作手在司機室將APLC面板的工況鑰匙打到作業(yè)位，再按壓合齒按鈕，此時APLC得到合齒指令，由APLC控制合齒電磁閥動作給合齒氣缸充風，由氣缸推動齒式離合器移動完成減速箱合齒。

2　減速箱脫齒故障原因分析與解決方案

從減速箱脫齒控制流程圖中可以看出控制減速箱脫齒的元器件有工況轉換開關、合脫齒按鈕、APLC控制器、脫齒電磁閥、600 kPa高壓風、脫齒風缸、減速箱離合器。若其中任意元件出現(xiàn)故障將導致減速箱無法正常脫齒，下面就針對以上元件故障，分別找出原因并提出解決方案[2-4]。

2.1　工況轉換開關、脫合齒按鈕故障

2.1.1原因分析

脫齒操作時，通過工況開關和脫合齒按鈕給APLC控制系統(tǒng)脫齒信號，若開關、按鈕有一個出現(xiàn)故障將無法給出脫齒信號。工況開關和脫齒按鈕分別接APLC主機X16和X17控制端子，可直接觀察APLC此兩端子顯示燈是否亮紅燈來判定工況開關和脫齒按鈕狀態(tài)。

2.1.2解決方案

可采用封APLC對應控制信號接線給出虛擬脫齒信號，進而完成脫齒動作。把APLC主機 X16端子(線68201)、X17端子(線69101)接入DC24V直流電可解決此故障。

2.2　脫齒電磁閥故障

2.2.1原因分析

減速箱脫齒電磁閥為二位四通電控換向閥，有手動控制功能，該電磁閥得電控制氣缸合齒，失電控制氣缸脫齒，若APLC主機Y17輸出端子無信號輸出，此時可以判定電磁閥故障，無法完成換向，影響正常脫齒。

2.2.2解決方案

通過手動按壓電磁閥手動換向按鈕完成換向，等換向完成后，關閉電磁閥供風，防止電磁閥發(fā)現(xiàn)移動從而出現(xiàn)再次合齒，確保脫齒安全。

2.3　風壓不足故障

2.3.1原因分析

脫合齒控制氣缸完成脫合齒的風壓來自A車制動室副風缸，正常工作壓力最小為600 kPa，當風壓低于600 kPa時，無法完成正常的合、脫齒動作。

2.3.2解決方案

任意啟動B,C作業(yè)車風源1個，打開作業(yè)總風管至制動室供風閥(在A車底部)，將作業(yè)總風引入制動室，可保證脫齒風壓在600 kPa以上。

2.4　脫齒風缸故障

2.4.1原因分析

當脫齒風缸內(nèi)部密封失效，出現(xiàn)活塞有桿腔和無桿腔躥風時，或氣缸無動作等，將無法完成正常的脫齒動作。

2.4.2解決方案

針對脫齒風缸故障導致的減速箱無法脫齒問題，通過現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，在減速箱背面預留有應急脫開齒輪的拉桿。此拉桿在減速箱背面，此處空間狹小，現(xiàn)場借助其他工具無法拉開離合器，于是研制了減速箱應急脫齒工裝,見圖4和圖5。該工裝最大工作行程為60 cm，工裝總長度為30 cm。底部支撐底座采用外徑100 mm，內(nèi)徑80 mm，厚5 mm的空心圓盤。上部支撐座采用外徑50 mm，厚度為10 mm，中間開M10螺紋孔，材質(zhì)為45號鋼，用于支撐整個工具，并在使用時受力。中間螺紋拉桿采用M10螺紋桿，材質(zhì)為Q235鋼，末端焊接316U型扣，用于快速鏈接齒輪箱的拉桿。手動轉盤采用5 cm圓盤，內(nèi)部開M10的內(nèi)螺紋孔，轉盤兩側焊接把手用于脫齒時轉動，材質(zhì)為45號鋼[5-6]。

圖4　脫齒工裝

圖5　脫齒工裝安裝

3　減速箱脫齒故障排除工裝的應用

2016年6月5日在黎湛線橋圩站3道，通過現(xiàn)場模擬的減速箱無法脫齒故障，現(xiàn)場隨機安排人員對設置的減速箱故障進行應急處理。

通過技術員、司機、操作手在施工現(xiàn)場對減速箱進行應急脫齒模擬試驗，脫齒時間由原來的50 min縮短至20 min以內(nèi)。各操作人員均能快速掌握減速箱故障排除的方法和應急脫齒工裝的使用?，F(xiàn)場試驗證明減速箱脫齒工裝有效地解決了在故障情況下脫齒困難和脫齒時間長的難題。脫齒故障排除工裝具有體積小、使用方便、脫齒快等優(yōu)點。現(xiàn)場使用效果明顯，具有很強的實用性。

4　結語

GMC96B鋼軌打磨車減速箱脫合齒因設計缺陷，在控制系統(tǒng)故障時無法自動脫齒。本文充分研究分析了導致減速箱無法脫齒的故障原因，并給出了處理方案，利用減速箱預留的脫齒拉桿，成功地設計出專門用于減速箱應急脫齒的工裝，有效解決了減速箱無法脫齒的難題，并在各鐵路局推廣使用，效果良好，具有顯著的安全效益與經(jīng)濟效益。

[1]北京二七軌道交通裝備有限責任公司.GMC-96B型鋼軌打磨列車使用手冊(第三分冊 M19)[Z].北京：北京二七軌道交通裝備有限責任公司，2014.

[2]于靖軍.機械原理[M].北京：機械工業(yè)出版社,2013.

[3]胡仁喜.機械制圖[M].北京：機械工業(yè)出版社,2015.

[4]寇東華.高速鐵路鋼軌大機打磨作業(yè)標準化、程式化初探[J].鐵道建筑，2010，50(11)：112-115.

[5]成大先.機械設計手冊[M].5版.北京：化學工業(yè)出版社,2007.

[6]王從曾.材料性能學[M].北京：北京工業(yè)大學出版社,2001.