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        GMC16A 型鋼軌打磨列車故障處理經(jīng)驗及打磨優(yōu)化探索

        2021-02-22 02:38:34劉秦楠
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2021年8期
        關(guān)鍵詞:故障作業(yè)

        劉秦楠

        (太原中車時代軌道工程機械有限公司北京分公司,北京100000)

        1 概述

        GMC16A 型鋼軌打磨列車由中車北京二七機車有限公司自主研發(fā)并生產(chǎn)制造。因其體型小、編組短的特點,被廣泛運用在地鐵打磨領(lǐng)域;其具有對正線、道岔預(yù)防性打磨和修復(fù)性打磨的功能,可有效消除鋼軌表面疲勞裂紋,波浪磨損,斑點,肥邊等缺陷,延長鋼軌的使用壽命。

        該車在實際運用過程中,偶有不同程度的打磨效果不佳,造成效果不佳的原因有:磨石不匹配,小車油缸偏轉(zhuǎn)異常,(打磨電流設(shè)定不合理,打磨順序不正確)打磨模式設(shè)定不合理等。經(jīng)過長期調(diào)試及測試,在掌握大量數(shù)據(jù)后,針對改善打磨效果,總結(jié)出如下優(yōu)化思路和故障處理思路。

        該車已改進至第三代(改進1 型),下文相關(guān)內(nèi)容皆以改進1 型為基礎(chǔ)進行論述。

        2 打磨效果優(yōu)化探究

        判定打磨效果良好的標(biāo)準(zhǔn)通常為:(1)鋼軌無發(fā)藍(lán)。(2)光帶筆直。(3)光帶包絡(luò)完全。(4)鋼軌粗糙度≤10μm。(5)起落點誤差≤2m。以上5 點中,(2)(4)項的優(yōu)化方向一致,通過優(yōu)化硬件(打磨小車動作機構(gòu))的機械偏差,來改善打磨效果。(1)(3)(5)項的優(yōu)化是綜合性的,需要考慮硬件、軟件及打磨模式等多方面因素,共同改進完成優(yōu)化。本文主要論述(1)(2)項的改善方式,其余不做詳述。

        2.1 避免打磨小車機械偏差

        打磨小車內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,動作機構(gòu)繁多,按系統(tǒng)可分為氣動機構(gòu)和液壓機構(gòu)。氣動機構(gòu)有電機下降氣缸,用來調(diào)節(jié)打磨時正背壓力。液壓機構(gòu)包含升降、傾斜、張緊、接觸等等共計7 種執(zhí)行機構(gòu),相互配合實現(xiàn)正線及道岔打磨功能。其中,傾斜油缸控制打磨單元的角度變化,并將單元穩(wěn)定在預(yù)設(shè)的角度。穩(wěn)定的傾斜油缸是光帶筆直的基本條件。

        保證傾斜油缸穩(wěn)定,應(yīng)從兩個方面入手:(1)角度標(biāo)定??刂七壿嬛?,只有當(dāng)實際角度與預(yù)設(shè)角度相同時,傾斜油缸才會執(zhí)行鎖定,保證角度穩(wěn)定。當(dāng)角度標(biāo)定不合理時,會出現(xiàn)實際傾斜角度總是小于預(yù)設(shè)角度的情況,油路會一直處于解鎖狀態(tài),打磨單元在磨削過程中,會碰撞受力,此時若不能有效鎖定,角度波動會比較明顯,影響打磨效果。所以在角度標(biāo)定時,如標(biāo)定最大負(fù)角度時,預(yù)設(shè)值應(yīng)比實際值向負(fù)值多一定量值;標(biāo)定最大正角度時,預(yù)設(shè)值應(yīng)比實際值向正值多一定量值。(2)月檢中增加針對彈簧吊板和張緊缸狀態(tài)的檢查。車輛實際運用中,我們發(fā)現(xiàn)在偏轉(zhuǎn)角度到達(dá)預(yù)設(shè)值后,出現(xiàn)了明顯的角度回彈,這是因為張緊缸未工作,導(dǎo)致彈簧吊板在打磨單元偏轉(zhuǎn)時異常受力,在偏轉(zhuǎn)結(jié)束后,反向作用于傾斜油缸,反推油缸動作。通過月檢排查,可提前識別處理,規(guī)避打磨不良。

        通過以上方法,可避免因機械偏差導(dǎo)致的打磨光帶寬窄不一。

        2.2 改善鋼軌打磨發(fā)藍(lán)的探索

        避免鋼軌打磨后發(fā)藍(lán),其實就是阻止鋼軌局部過熱。影響鋼軌熱量積聚導(dǎo)致發(fā)藍(lán)的原因有:(1)作業(yè)速度。(2)打磨電流。(3)磨石材質(zhì)。(4)機械偏差導(dǎo)致的局部重復(fù)打磨。(5)模式設(shè)定不合理導(dǎo)致的局部重復(fù)打磨。(6)打磨病害嚴(yán)重區(qū)域時的正常發(fā)藍(lán)。本文主要論述(2)(3)(5)的優(yōu)化方向。關(guān)于作業(yè)速度,速度越慢,越容易發(fā)藍(lán),通常為了平衡作業(yè)效率和作業(yè)質(zhì)量,選擇8km/h 的作業(yè)速度。值得注意的是,在病害嚴(yán)重的區(qū)域作業(yè)時,打磨單元為了除去病害,熱量積聚會明顯提高,出現(xiàn)打磨發(fā)藍(lán)為正?,F(xiàn)象。

        2.2.1 磨石選用的探索

        目前市面上各品牌的砂輪主要區(qū)別在于材料配比,不同的配比決定了砂輪的性能,如粘合劑的配比不同,砂輪磨耗率不同,砂石的配比不同,砂輪的硬度不同。在改善打磨發(fā)藍(lán)的各項測試中,我們針對不同品牌的砂輪,進行打磨對比試驗。發(fā)現(xiàn)在同臺車,同線路,同模式等等都相同的情況下,僅更換不同品牌的磨石,打磨后的發(fā)藍(lán)情況相差巨大。

        圖1 某進口砂輪A 打磨效果

        圖2 某進口砂輪B 打磨效果

        試驗證明,磨石也是影響打磨發(fā)藍(lán)的因素之一。通過對打磨后砂輪狀態(tài)等的對比分析,得出部分推論:(1)砂輪質(zhì)地偏硬,更易于熱量的積聚,更容易產(chǎn)生打磨發(fā)藍(lán)。(2)砂石粘合的牢固程度直接影響砂輪本身的散熱性能,間接導(dǎo)致打磨發(fā)藍(lán),在打磨過程中,理想情況應(yīng)是砂粒磨耗到一定程度,接觸層逐一脫落,脫落時即帶走自身熱量,保障砂輪的接觸層溫度不會過高,若粘合劑的配比不夠理想,砂粒無法及時脫落,那么砂輪接觸面的溫度會越來越高,導(dǎo)致所打磨區(qū)域產(chǎn)生發(fā)藍(lán)。

        個人認(rèn)為,可根據(jù)打磨需求不同(修復(fù)性打磨、預(yù)防性打磨)使用不同種類的砂輪進行作業(yè)。

        政府早已認(rèn)識到兒科醫(yī)護人員的巨大人才缺口,開始從各個方面增加兒科醫(yī)護人員配置,對于加強兒童醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)提出了多方面的建議:兒科醫(yī)護人員國家免費培養(yǎng);提高兒科醫(yī)護人員收入水平,健全以服務(wù)質(zhì)量、數(shù)量和患者滿意度為核心的內(nèi)部分配機制,做到優(yōu)績優(yōu)酬、同工同酬,確保兒科醫(yī)務(wù)人員收入不低于本單位同級別醫(yī)務(wù)人員收入平均水平;新改擴建兒童醫(yī)院,新增兒科床位,建立健全功能明確、布局合理、規(guī)模適當(dāng)、富有效率的兒童醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)體系;加強兒科醫(yī)務(wù)人員隊伍建設(shè),增加每千名兒童兒科執(zhí)業(yè)(助理)醫(yī)師數(shù)等等。采用各種方式變相增加兒科醫(yī)護人員編制,減輕兒科醫(yī)護人員工作量。

        2.2.2 打磨模式探索

        GMC16A 型打磨車相較于大中型(48、96)打磨車而言,磨頭數(shù)量少。在有限的作業(yè)單元情況下,為平衡打磨車的作業(yè)效率與作業(yè)質(zhì)量,通過改善打磨模式來達(dá)到最優(yōu)情況是我們探索的方向之一。

        打磨模式里可設(shè)定的參數(shù)有打磨電流和打磨角度兩部分。通過分析打磨試驗數(shù)據(jù)可知:打磨電流恒定,即打磨電機的磨削功率不變時,鋼軌表面材料的去除率基本不變,當(dāng)電流增大,磨削深度增大,相應(yīng)就提高了傳入軌面的熱比率,形成較高磨削溫度,就容易造成鋼軌發(fā)藍(lán)。

        所以在病害不嚴(yán)重的區(qū)域打磨時,電流不易偏大。在病害嚴(yán)重區(qū)域作業(yè)時,為了有效去除病害,電流應(yīng)偏大,且廓形、波磨修正等作業(yè)后的鋼軌勢必會因切削時的高溫發(fā)藍(lán),屬于正常現(xiàn)象,通常鋼軌病害修復(fù)完成后,會采用一遍高速打磨,來消除鋼軌表層的發(fā)藍(lán)。

        二七公司16 頭打磨車由鏡像的兩節(jié)車連掛而成,此種結(jié)構(gòu)導(dǎo)致兩打磨小車中心距較遠(yuǎn),那么在打磨作業(yè)過程中,前車打磨積聚的熱量在后車打磨時已散去部分,熱量峰值相對要低。

        基于以上情況,個人認(rèn)為,在日常維護打磨時,可采用前車后車相一致的適中電流進行打磨。修復(fù)性打磨時,應(yīng)采用前車大電流修復(fù),后車小電流拋光的方式進行打磨。

        關(guān)于打磨模式中預(yù)設(shè)角度不合理導(dǎo)致發(fā)藍(lán)的情況,在這里也進行說明。經(jīng)過觀察鋼軌發(fā)藍(lán)區(qū)域,發(fā)現(xiàn)部分發(fā)藍(lán)在兩光帶相接區(qū)域,對比預(yù)設(shè)角度,發(fā)現(xiàn)前后兩個預(yù)設(shè)模式中,角度設(shè)定過于接近,導(dǎo)致前一個模式打磨的區(qū)域溫度還處在高溫時,下一個模式又在該區(qū)域作業(yè),溫度積聚,產(chǎn)生發(fā)藍(lán)。

        經(jīng)過多次測試,明確前后兩個模式中相鄰角度應(yīng)最少相差3°。

        2.3 改善起落點誤差的探索

        起落點誤差,簡單來說就是打磨砂輪與鋼軌的實際接觸點和預(yù)設(shè)接觸點的距離偏差、實際分離點和預(yù)設(shè)分離點的距離偏差。打磨砂輪的上升下降由升降氣缸控制,升降氣缸通過正壓和背壓共同調(diào)節(jié)上升下降的速度。每套打磨單元及升降油缸的重量、摩擦力、氣管距離等因素有略微不同,導(dǎo)致在使用同樣的正背壓設(shè)定時,會呈現(xiàn)出升降不同步的現(xiàn)象,最終造成起落點誤差。通過反復(fù)測試驗證,針對1~8不同位置的打磨單元,在基礎(chǔ)參數(shù)上根據(jù)實際情況進行微調(diào),彌補不同打磨單元之間的硬件差距,降低起落點誤差。

        2.4 高位保護優(yōu)化

        在進行上述試驗時,出現(xiàn)過打磨車提升打磨單元時,高位異常報警。設(shè)置此報警的目的是監(jiān)測打磨砂輪與鋼軌的接觸狀態(tài),當(dāng)執(zhí)行提升動作后,砂輪若未進行提升,仍處在低位打磨鋼軌,此時車輛速度若降低至0,那么砂輪會持續(xù)在所停位置打磨,導(dǎo)致鋼軌受損,造成重大事故。

        保護原理為:當(dāng)PLC 接收到(末位電機提升)信號時,開始計時,監(jiān)測電機高位傳感器狀態(tài),在規(guī)定的時間內(nèi)若有任意一個高位傳感器未反饋信號,觸發(fā)報警。

        實際測試時,打磨單元是執(zhí)行提升動作的,但提升的速度略慢理論值,屬于誤報警,略微延長監(jiān)測時間,完善優(yōu)化程序。

        另外,在分析此問題時發(fā)現(xiàn),改進1 型打磨車硬件優(yōu)化時新增加的軌側(cè)打磨單元高位傳感器,相關(guān)信號并未在程序中更新,高位報警判斷中也未關(guān)聯(lián)新傳感器信號。只有將軌側(cè)高位信號加入高位報警中才意味著邏輯更為嚴(yán)謹(jǐn),合理,但軌側(cè)單元在道岔模式時,存在提升5~8mm 的特殊狀態(tài),以目前積累的試驗數(shù)據(jù),暫無法支撐相關(guān)程序的完善。后續(xù)在做此項優(yōu)化時,應(yīng)注意既要完善高位報警邏輯,也要評估對道岔模式的影響。

        3 故障處理經(jīng)驗

        GMC16A 型鋼軌打磨車在調(diào)試試驗過程中出現(xiàn)了部分故障,因為沒有故障處理手冊作參考,各位調(diào)試人員分析排查故障花費了較長時間。所以本人收集匯總了故障清單,并將故障處理步驟和故障處理思路在下文逐條闡述,希望對略有打磨車調(diào)試基礎(chǔ)的工作人員有所幫助。

        3.1 打磨小車液壓油泄露故障

        該故障在打磨小車調(diào)試初期頗為常見,一般在首次動態(tài)測試和首次試驗線打磨測試時出現(xiàn),處理后故障不再發(fā)生。

        漏油原因:液壓油在使用過程中,溫度會逐漸升高,此時管路接頭處發(fā)生熱脹冷縮,加之管路油壓增大,組裝時未緊固到位的接頭處會有漏油的情況出現(xiàn)。

        處理方法:在首次動態(tài)測試和試驗線打磨后立即進行停機檢查,更換密封圈,緊固漏油接頭。

        常見漏點:扳手操作不方便的部位,如整個小車的三通接頭、打磨小車前后端控制閥組背面的連接接頭、打磨小車偏轉(zhuǎn)油缸的鎖緊堵頭、歸中油缸的進油回油接頭、接觸油缸的進油回油接頭。有并排接頭的部位,如打磨小車田字框四個角落的直角接頭。

        3.2 打磨屏中集塵溫度顯示異常,低壓控制盒內(nèi)溫度異常顯示為HH

        打磨屏中集塵溫度顯示3600℃時,通常是硬件故障導(dǎo)致。出現(xiàn)此故障后,應(yīng)優(yōu)先排查溫度傳感器接線處。此溫度傳感器的兩接線柱之間安裝了一小電阻絲,若接線時粗心大意導(dǎo)致電阻未安裝,將會出現(xiàn)此故障。

        集塵低壓控制盒內(nèi)溫度異常顯示為HH 故障,通常是未標(biāo)定溫度檢測系統(tǒng)或標(biāo)定不正確造成的,按照圖3 重新標(biāo)定后,故障即可消失。

        圖3 集塵低壓控制盒溫度標(biāo)定流程

        3.3 網(wǎng)線冗余報警

        此故障較為罕見,通常為網(wǎng)線損壞或網(wǎng)線虛接引起,更換備用網(wǎng)線即可解決。但也出現(xiàn)過極為特殊的情況,網(wǎng)線測試正常且并無虛接時,應(yīng)優(yōu)先檢查交換機端口的冗余繼電器是否燒損。

        3.4 合齒困難故障

        打磨車在啟動后的首次合齒時,偶爾會出現(xiàn)合齒困難的情況。在本文中不再贅述電氣線路排查、機械硬件排查以及點動合齒的方法。通過多次的跟車作業(yè)及調(diào)試,我們發(fā)現(xiàn),合齒失敗的主要原因有:操作人員未等總風(fēng)壓打滿,就急于進行合齒操作。此時風(fēng)壓并不足以克服合齒時的摩擦力等阻力,導(dǎo)致合齒失敗。個人建議在總風(fēng)壓達(dá)到8 公斤時,進行合齒操作較為穩(wěn)妥。

        3.5 滅火按鈕信號錯誤

        該車滅火按鈕分為本車動力間滅火、本車小車滅火、他車動力間滅火、他車小車滅火4 種。控制按鈕共計12個,受控滅火器6個,因為控制線纜多,按鈕盒、滅火器分布較為分散,調(diào)試過程頗為繁瑣。這里有1 調(diào)試案例,可供各位參考。可優(yōu)先排查如下故障點,提高調(diào)試效率。

        調(diào)試過程中曾出現(xiàn)過滅火線路端子排中封板虛接的現(xiàn)象,花費了大量人力和時間才找到此故障點。所以個人建議,滅火線路測試時,應(yīng)優(yōu)先檢查司機室B 柜內(nèi)滅火控制線路的接線端子排上,封板是否安裝正確。

        3.6 搖籃框傾斜角度不準(zhǔn)故障

        搖籃框傾斜時,在某一角度范圍內(nèi)屏顯值與實際值偏差大。標(biāo)定后故障依然存在,此時應(yīng)優(yōu)先考慮角位移傳感器是否損壞。排查步驟:測量角位移傳感器電阻,緩慢旋轉(zhuǎn)傳感器,觀察阻值變化狀態(tài),如出現(xiàn)阻值斷點和突然的過大波動,可確認(rèn)故障點為傳感器損壞。

        3.7 冷卻室蜂鳴異響

        應(yīng)優(yōu)先檢查冷卻循環(huán)空氣系統(tǒng)的進氣及出氣口處膠皮是否有損壞。

        3.8 打磨火花

        通常,砂輪打磨鋼軌產(chǎn)生的火花是向軌道內(nèi)側(cè)飛濺的,若火花向外,應(yīng)調(diào)整打磨單元的安裝角度,改變砂輪的接觸面,從而改變火花飛濺方向。打磨砂輪為圓環(huán)形狀,若水平放置于鋼軌,此時與鋼軌有兩個接觸面,那么砂輪旋轉(zhuǎn)時,兩個接觸面會產(chǎn)生向外和向內(nèi)兩種火花。所以,調(diào)整砂輪豎直方向的安裝角度,使向外側(cè)產(chǎn)生火花的接觸面脫離鋼軌,即可解決此故障。

        4 結(jié)束語

        GMC16A 型鋼軌打磨列車在實際運用中,打磨效果仍有些許不足之處。對此,仍舊需要我們相關(guān)的調(diào)試、研發(fā)人員將文中所述的打磨優(yōu)化思路進行更加深入的探究和完善。

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