朱淑媛 郭希鋒 胡亞峰 楊小志 曹福龍

摘 要：針對西安地鐵3號線司機(jī)控制器在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的互鎖卡滯、手柄操作力較小、牽引制動手柄桿斷裂、模式選擇手柄指示針晃動、制動未完全解除模式可選擇等故障，進(jìn)行故障原因分析，得出解決處理辦法，找出質(zhì)量控制點(diǎn)，并制定有效的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：地鐵;司機(jī)控制器;故障分析;預(yù)防措施

0 前言

隨著時代的進(jìn)步，機(jī)車經(jīng)歷了從蒸汽機(jī)車到內(nèi)燃機(jī)車，再從內(nèi)燃機(jī)車到電力機(jī)車、動車、地鐵列車等的不斷發(fā)展[1]，但是，司機(jī)控制器從來不曾改變它對機(jī)車行駛主導(dǎo)的地位，從最早的手輪式到目前應(yīng)用普遍的平推式，它都是司機(jī)用來操縱機(jī)車運(yùn)行的主令控制器，是利用控制電路的低壓電器間接控制主電路的電氣設(shè)備[2]，從而達(dá)到控制機(jī)車運(yùn)用工況及行車速度的目的，其外形和功能特點(diǎn)決定了司機(jī)室整體安裝、操作舒適性及特殊功能性。

截至目前，在國內(nèi)外城市軌道交通車輛中配備的司機(jī)控制器種類較多，其外觀、操作模式及功能存在較大差異，其運(yùn)行狀況的好壞決定著機(jī)車運(yùn)行的平穩(wěn)性以及各種模式的實(shí)現(xiàn)，司機(jī)控制器微小的故障都會給機(jī)車運(yùn)行帶來直接的安全隱患，例如手柄卡滯、互鎖失效、開關(guān)動作異常、電位器輸出異常等等，所以，保證司機(jī)控制器的設(shè)計、裝配、檢修質(zhì)量，提高司機(jī)控制器動作的穩(wěn)定性對機(jī)車平穩(wěn)、安全的運(yùn)行至關(guān)重要。

1 故障分析

西安地鐵三號線使用的為SP125型司機(jī)控制器（以下簡稱為司控器），該司控器主要由主控鑰匙、模式選擇開關(guān)、牽引制動手柄等3部分操作單元組成，彼此之間存在機(jī)械聯(lián)鎖關(guān)系，鑰匙開關(guān)鎖定模式選擇手柄，模式選擇手柄斷開位鎖定牽引制動手柄，牽引制動手柄非惰行位鎖定模式選擇手柄，該類型司控器自投入使用起，發(fā)生的故障主要集中于機(jī)械故障。

1.1 機(jī)械故障原因分析

1.1.1 互鎖卡滯

司控器在設(shè)計初期，考慮到司機(jī)可能操作失誤，為了確保機(jī)車安全運(yùn)行，在鑰匙開關(guān)、模式選擇手柄、牽引制動手柄之間設(shè)置了機(jī)械聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)，但機(jī)車在運(yùn)行過程中避免不了顛簸，加上城軌車輛站點(diǎn)較多，停車比較頻繁，司機(jī)每次停車需要把牽引制動手柄拉到快速制動位，快速制動位操作力較大，所以司機(jī)在操縱手柄的同時也會對機(jī)械件造成振動，久而久之，司控器零部件結(jié)構(gòu)定位就會出現(xiàn)微小偏差，而由于互鎖配合間隙設(shè)計較小，多重偏差疊加就有可能造成互鎖卡滯甚至失效現(xiàn)象。

1.1.2 手柄操作力變小

司控器牽引制動手柄是由牙板實(shí)現(xiàn)牽引、制動、快速制動等檔位的定位，由于城軌車輛站點(diǎn)較多，司機(jī)需要頻繁操作司控器，尤其是牽引制動手柄，長時間頻繁操作牽引制動手柄會加快定位牙板的磨損，從而造成手柄操作力變小。

1.1.3 微動開關(guān)動作異常

機(jī)車在運(yùn)行過程中TCMS屏可能會出現(xiàn)顯示數(shù)據(jù)跟手柄檔位不同步的現(xiàn)象，即手柄檔位到位，但牽引或制動數(shù)據(jù)顯示異常的情況，或手柄動作滯后于電氣動作，此類情況主要出現(xiàn)在惰行位以及快速制動位（EB位）。由于手柄檔位較多，設(shè)計初期，為了滿足功能的實(shí)現(xiàn)，相對于其他類型司控器每檔位之間角度值變化偏小，尤其是惰行位與相鄰檔位角度變化更小，配鉆難度較大，可能會出現(xiàn)偏差，再加上頻繁操作牽引制動手柄，彈簧對牙板的壓力會減小，也會造成影響，下圖為理論設(shè)計位置：

下圖為定位偏差造成的情況：

1.1.4 牽引制動手柄桿斷裂

西安地鐵3號線一期項(xiàng)目司控器牽引制動手柄桿與手柄座采用焊接方式固定，焊接過程控制不到位、運(yùn)輸過程包裝保護(hù)不到位都會為牽引制動手柄桿斷裂埋下安全隱患;還有地鐵停車次數(shù)較多，再加上西安地鐵3號線每次停車都會將牽引制動手柄拉到快速制動位，由于該檔位操作力較大以及司機(jī)操作習(xí)慣的原因，每次都會對手柄桿造成沖擊，這些原因和操作習(xí)慣會間接或直接的造成手柄桿斷裂。

1.1.5 牽引制動手柄定位軸承開裂

城軌車輛由于站點(diǎn)較多，司控器牽引制動手柄操作次數(shù)頻繁，西安地鐵3號線一期項(xiàng)目司控器軸承為滾針軸承，負(fù)載較小，頻繁操作會加速軸承的開裂。

1.1.6 模式選擇手柄指針有晃動

西安地鐵3號線一期項(xiàng)目司控器模式選擇手柄檔位指示針安裝壓塊為沉頭螺釘緊固，無防松措施，模式選擇手柄長時間正反轉(zhuǎn)動，會造成螺釘松動，從而導(dǎo)致指示針出現(xiàn)晃動現(xiàn)象。

1.2 電氣故障原因分析

1.2.1 電位器輸出異常

機(jī)車在調(diào)試及運(yùn)行過程中可能會出現(xiàn)電位器輸出值異常的情況，這種情況一般是由于電路元器件虛焊或者電位器阻值發(fā)生變化所導(dǎo)致的。

2 預(yù)防或改進(jìn)措施

2.1 加大配合間隙

設(shè)計司控器互鎖結(jié)構(gòu)時，在不影響司控器功能的前提下，加大互鎖輪配合間隙，可以避免微小偏差帶來的卡滯以及互鎖失效現(xiàn)象，在司控器安裝板下方粘貼厚度合適的海綿，減小車體顛簸對司控器造成的振動，在運(yùn)行過程中合理的操作司控器，減少司控器自身的振動，從而保證互鎖功能的正常使用。

2.2 改善潤滑

對于手柄操作力變小，沒有根本的解決辦法，只能靠加強(qiáng)保養(yǎng)減緩牙板的磨損，經(jīng)常用汽油對齒輪、牙板、棘輪、彈簧、凸輪進(jìn)行清洗，使清潔效果達(dá)到二級標(biāo)準(zhǔn)，清潔完成干燥后，在所有摩擦接觸面上均勻涂上合適的潤滑脂，同時加強(qiáng)車輛段對司控器的保養(yǎng)，在檢修中對潤滑不良的部位及時處理，特別注意，添加潤滑脂時，要使用同一牌號的潤滑脂，禁止混涂潤滑脂。

2.3 加強(qiáng)配鉆質(zhì)量、挫削凸輪、適當(dāng)增大彈簧彈力

在司控器組裝階段，安排專人對司控器進(jìn)行配鉆，對于功能上能實(shí)現(xiàn)，但配鉆偏差過大的凸輪組件，會造成安全隱患，某些微動開關(guān)的滾輪本該在凸輪凹槽部分的卻到了凸起的部分或斜面上，可視情況將凸輪突出部分挫削掉一些，但當(dāng)微動開關(guān)滾輪本該在凸輪凸出部分的卻到了凸輪凹槽部分，這種情況需要重新配鉆，確保司控器安全、可靠;除此之外，為防止檔位變化值較小，司機(jī)操作司控器檔位感不清晰，造成檔位錯覺，可加大牽引制動扭簧彈力，以此來增大扭簧對定位牙板的壓力，使操作更靈活、檔位更清晰。

2.4 焊接改為配鉆

西安地鐵3號線增購司控器在吸取一期項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)后，增購車司控器通過加大手柄座、將牽引制動手柄桿與手柄座的連接方式由焊接變?yōu)榕溷@，自增購車調(diào)試到部分車輛投入上線運(yùn)行，至今未發(fā)生過牽引制動手柄桿斷裂的現(xiàn)象。

2.5 更換軸承

結(jié)合西安地鐵3號線的實(shí)際使用情況，將增購司控器所有的滾動軸承更換為實(shí)心軸承，提高其負(fù)載能力，保證機(jī)車運(yùn)行的可靠性。

2.6 更換緊固方式

由于西安地鐵3號線模式手柄需要頻繁正反轉(zhuǎn)動，再加上車體振動，指示針緊固螺釘容易出現(xiàn)松動，增購司控器將緊固方式由沉頭螺釘更換為內(nèi)六角圓柱頭螺釘，并增加防松墊圈，在安裝時涂抹適量的螺紋緊固膠樂泰243進(jìn)行緊固，有效的避免了指示針容易松動的情況。

2.7 提高焊接質(zhì)量、更換電位器

提高焊接質(zhì)量、加強(qiáng)檢驗(yàn)，當(dāng)電路元器件出現(xiàn)虛焊或開焊時，可采用針式電烙鐵進(jìn)行焊接，當(dāng)電位器本身出現(xiàn)故障時，由于車輛段設(shè)備條件限制，無法進(jìn)行進(jìn)一步的維修，只能采取更換司控器的辦法，故障件需返廠檢測、維修。

3 結(jié)束語

吸取西安地鐵3號線一期運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，以及結(jié)合城軌車輛司控器的使用頻率，經(jīng)過采取上述一系列的措施，增購車的故障率得到顯著下降，尤其是模式選擇手柄指示針晃動、牽引制動手柄桿斷裂、滾動軸承開裂等問題得到徹底解決，改善效果明顯，為司控器的設(shè)計、運(yùn)用以及檢修積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭勇濤，田軍.中國機(jī)車司機(jī)控制器的發(fā)展[J].城市軌道交通研究，2010，13（4）：94-96.

[2]唐堯福，潘險峰，周運(yùn)紅.司機(jī)控制器的故障分析與處理[J].電力機(jī)車技術(shù)，2001，24（2）：39-40.

[3]張興寶，唐家龍，李濤.西安地鐵2號線車輛司控器級位錯亂故障的原因分析及整改方案[J].機(jī)車電傳動，2015

（5）：84-87.

[4]楊倉滿，林平.HXD1型機(jī)車司機(jī)控制器手柄卡位分析及改進(jìn)[J].電力機(jī)車與城軌車輛，2010，33（1）：30-31.

[5]張憲.城市軌道交通車輛司機(jī)控制器質(zhì)量控制要求[J].工程技術(shù)（文摘版）：2017（5）：299-300.