張 振,李倩文
ZDJ9 轉(zhuǎn)轍機(jī)借鑒了國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品的成熟技術(shù),并結(jié)合我國(guó)鐵路線路和道岔實(shí)際情況進(jìn)行了設(shè)計(jì)創(chuàng)新,能夠可靠地轉(zhuǎn)換道岔、鎖閉道岔及反映道岔位置[1]。該轉(zhuǎn)轍機(jī)是目前國(guó)內(nèi)高鐵線路、提速線路、普速線路以及城市軌道交通線路等應(yīng)用的主要道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備之一,主要由電機(jī)減速器、摩擦聯(lián)接器、滾珠絲杠組、推板套、動(dòng)作板、動(dòng)作桿組、鎖閉鐵、接點(diǎn)座組、檢測(cè)桿和安全開關(guān)等零部件組
成。ZDJ9 轉(zhuǎn)轍機(jī)具有安全可靠的機(jī)內(nèi)鎖閉結(jié)構(gòu),既適用于聯(lián)動(dòng)內(nèi)鎖閉道岔,也適用于分動(dòng)外鎖道
岔;既適用單點(diǎn)牽引道岔,又適用多點(diǎn)牽引道岔,且根據(jù)道岔不同牽引點(diǎn)的需要,ZDJ9 轉(zhuǎn)轍機(jī)分為可擠型和不可擠型,在發(fā)生擠岔時(shí),可擠型轉(zhuǎn)轍機(jī)會(huì)通過動(dòng)作桿或擠岔表示桿切斷表示回路,給出擠岔表示。
本文結(jié)合ZDJ9 轉(zhuǎn)轍機(jī)工作原理及產(chǎn)品結(jié)構(gòu),針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)使用過程中的誤區(qū)和技術(shù)盲區(qū),提出解決方案及建議,以便現(xiàn)場(chǎng)人員在安裝調(diào)試和日常維護(hù)方面作為參考。
道岔密貼力是指道岔可動(dòng)部件(尖軌、可動(dòng)心軌等)轉(zhuǎn)換到位,并與基本軌(或翼軌)密貼后,可動(dòng)部件在道岔牽引點(diǎn)中心處,施加在基本軌(或翼軌)的壓力。該指標(biāo)是針對(duì)列車在道岔上安全行駛提出的要求,其數(shù)值大小直接影響著轉(zhuǎn)轍機(jī)摩擦轉(zhuǎn)換力的調(diào)整[2]。
針對(duì)聯(lián)動(dòng)內(nèi)鎖閉道岔的密貼力,TB/T 2895—1997《道岔轉(zhuǎn)換力密貼力》[3]中明確規(guī)定密貼力數(shù)值為(1 000±500)N;在實(shí)際道岔調(diào)試時(shí),現(xiàn)場(chǎng)常用2 mm障礙物道岔鎖閉代替密貼力的測(cè)試。
在進(jìn)行2 mm 障礙物道岔鎖閉測(cè)試時(shí),必須確保轉(zhuǎn)轍機(jī)的摩擦轉(zhuǎn)換力在產(chǎn)品建議的調(diào)整范圍內(nèi),如摩擦轉(zhuǎn)換力調(diào)整過大,則直接影響道岔密貼力,因此聯(lián)動(dòng)內(nèi)鎖閉道岔密貼的調(diào)整步驟為:①調(diào)整道岔宏觀密貼,可以正常轉(zhuǎn)換;②測(cè)試、調(diào)整轉(zhuǎn)轍機(jī)轉(zhuǎn)換摩擦力;③調(diào)整道岔密貼,保證2 mm 障礙物道岔鎖閉;④微調(diào)道岔密貼和轉(zhuǎn)轍機(jī)摩擦轉(zhuǎn)換力,保證4 mm障礙物道岔不鎖閉。
誤區(qū)1:現(xiàn)場(chǎng)針對(duì)ZDJ9 轉(zhuǎn)轍機(jī)聯(lián)動(dòng)內(nèi)鎖閉道岔,直接在尖軌和基本軌之間夾4 mm 障礙物進(jìn)行“摩擦轉(zhuǎn)換力”測(cè)試。
解讀:ZDJ9 轉(zhuǎn)轍機(jī)機(jī)內(nèi)鎖閉機(jī)構(gòu)為燕尾鎖,在轉(zhuǎn)轍機(jī)鎖閉過程中動(dòng)作桿輸出力不是定值,動(dòng)作過程輸出力變化曲線見圖1。圖1 中最大輸出力F1約為動(dòng)作過程穩(wěn)態(tài)輸出力F的1.6 倍,力值變化部分轉(zhuǎn)轍機(jī)的動(dòng)程量a大約為10 mm,“鎖閉過程最大轉(zhuǎn)換力”位置點(diǎn)距動(dòng)作桿到位的動(dòng)程量b大約為3 mm。
圖1 ZDJ9轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作過程輸出力變化曲線
由圖1 可知,直接采用夾4 mm 障礙物進(jìn)行ZDJ9 轉(zhuǎn)轍機(jī)摩擦轉(zhuǎn)換力測(cè)試,并不能真實(shí)反映轉(zhuǎn)轍機(jī)穩(wěn)態(tài)輸出力,因此建議現(xiàn)場(chǎng)在尖軌和基本軌之間,先夾大于15 mm 的障礙物,待摩擦轉(zhuǎn)換力標(biāo)定完畢后,再進(jìn)行2 mm 障礙物和4 mm 障礙物測(cè)試。
誤區(qū)2:針對(duì)道岔狀態(tài)不良轉(zhuǎn)換阻力較大問題,直接增加轉(zhuǎn)轍機(jī)摩擦轉(zhuǎn)換力,保證線路運(yùn)營(yíng)。
解讀:在道岔轉(zhuǎn)換阻力過大時(shí),強(qiáng)行調(diào)大摩擦轉(zhuǎn)換力轉(zhuǎn)換道岔,很可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)轍機(jī)提前失效、尖軌損壞、4 mm 檢查失效、機(jī)內(nèi)反彈增大等系列問題。如果道岔轉(zhuǎn)換阻力超標(biāo),且無法及時(shí)進(jìn)行道岔整治時(shí),可臨時(shí)增加摩擦轉(zhuǎn)換力保證道岔轉(zhuǎn)換完成,但嚴(yán)禁超出推薦范圍上限的10%;同時(shí),應(yīng)盡快對(duì)道岔進(jìn)行整治,并將摩擦轉(zhuǎn)換力降至推薦范圍內(nèi)。
基于外鎖閉裝置能夠有效克服道岔可動(dòng)部分(尖軌和可動(dòng)心軌)在密貼時(shí)的轉(zhuǎn)換阻力,可靠地鎖閉道岔可動(dòng)部分的優(yōu)勢(shì),外鎖閉裝置道岔應(yīng)用范圍越來越廣泛。針對(duì)外鎖閉裝置道岔的密貼力 , TB/T 2895—1997[3]文 中 明 確 規(guī) 定 其 值為零。
誤區(qū):部分現(xiàn)場(chǎng)人員仍按照聯(lián)動(dòng)內(nèi)鎖閉道岔夾2 mm 障礙物的方式,進(jìn)行道岔密貼力的調(diào)試。
解讀:外鎖閉裝置的零部件剛度遠(yuǎn)大于聯(lián)動(dòng)內(nèi)鎖閉道岔的動(dòng)作連接桿件,若按照2 mm 障礙物道岔鎖閉的方式進(jìn)行密貼調(diào)試,則會(huì)造成道岔尖軌與基本軌之間形成2 mm 的間隙[4]。當(dāng)列車通過時(shí),車輪將驅(qū)使尖軌產(chǎn)生2 mm 的位移,該位移會(huì)使鎖鉤與銷軸、鎖鉤與鎖閉鐵之間產(chǎn)生沖擊,加速零件磨耗,甚至造成零件疲勞斷裂,影響行車安全,因此外鎖閉裝置道岔不應(yīng)進(jìn)行2 mm 障礙物道岔鎖閉的測(cè)試。
考慮尖軌相對(duì)基本軌向前爬行會(huì)造成外鎖閉裝置道岔密貼力過大,以致道岔無法進(jìn)行鎖閉或解鎖,因此在外鎖閉裝置道岔調(diào)整時(shí),建議現(xiàn)場(chǎng)使用0.3 mm 或0.5 mm 厚的密貼調(diào)整片,將外鎖閉調(diào)整至剛剛能夠鎖閉的臨界點(diǎn),然后再取出一個(gè)0.5 mm 的密貼調(diào)整片用于適應(yīng)尖軌的爬行,即道岔鎖閉后,敲打鎖鉤無上下曠動(dòng)量,但可以左右擺動(dòng)[5]。
轉(zhuǎn)轍機(jī)表示缺口的調(diào)整一直是電務(wù)維修日常檢修的必要工作。當(dāng)?shù)啦砑廛壪鄬?duì)基本軌發(fā)生爬行后,轉(zhuǎn)轍機(jī)表示缺口的位置也將發(fā)生變化,如不能及時(shí)進(jìn)行缺口調(diào)整,則會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)轍機(jī)卡缺口,無法接通道岔表示回路,進(jìn)而造成列車延誤。為此,現(xiàn)場(chǎng)陸續(xù)安裝了缺口監(jiān)測(cè)設(shè)備用于缺口偏差預(yù)警,進(jìn)而降低或杜絕了轉(zhuǎn)轍機(jī)卡缺口問題[6]。
誤區(qū):部分現(xiàn)場(chǎng)人員或缺口監(jiān)測(cè)設(shè)備廠家認(rèn)為ZDJ9 轉(zhuǎn)轍機(jī)定檢時(shí),鎖閉桿表示缺口單側(cè)間隙調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)為(2±0.5)mm,隨之將缺口監(jiān)測(cè)的預(yù)警范圍也設(shè)置為同樣范圍,造成使用過程中缺口監(jiān)測(cè)頻繁報(bào)警。
解讀:ZDJ9 轉(zhuǎn)轍機(jī)定檢時(shí),缺口單側(cè)間隙調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)范圍并不是使用范圍,將缺口對(duì)中調(diào)整的目的就是為了更好地適應(yīng)尖軌的爬行引起的缺口位置變化。實(shí)際ZDJ9 轉(zhuǎn)轍機(jī)鎖閉桿缺口總間隙為4 mm[7],當(dāng)?shù)啦沓跏紶顟B(tài)調(diào)整良好的情況下,無論尖軌相對(duì)基本軌如何爬行,缺口如何變化,均能保證道岔夾4 mm 障礙物轉(zhuǎn)轍機(jī)不接通表示[8],因此缺口單側(cè)間隙的大小并不會(huì)影響行車安全。
缺口監(jiān)測(cè)設(shè)備的使用僅是作為日常檢修的監(jiān)測(cè)工具,并不能代替聯(lián)鎖確定是否開通進(jìn)路。缺口監(jiān)測(cè)設(shè)置預(yù)警閾值時(shí),應(yīng)結(jié)合轉(zhuǎn)轍機(jī)缺口變化規(guī)律進(jìn)行調(diào)整,且上下閾值也未必設(shè)置成數(shù)字絕對(duì)值?,F(xiàn)場(chǎng)只要應(yīng)用缺口監(jiān)測(cè)設(shè)備達(dá)到有效降低卡缺口故障概率即可。
ZDJ9轉(zhuǎn)轍機(jī)接點(diǎn)座設(shè)計(jì)時(shí),將2排和3排接點(diǎn)的打入深度設(shè)計(jì)成固定不可調(diào)整,其目的是為了防止表示排接點(diǎn)調(diào)整過深,造成卡缺口表示回路虛接問題;而將1 排和4 排接點(diǎn)的打入深度設(shè)計(jì)成可調(diào)整,則主要考慮現(xiàn)場(chǎng)可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,保證轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作過程中接點(diǎn)可靠接觸,提升轉(zhuǎn)轍機(jī)的可用性。
誤區(qū):接點(diǎn)打入深度越深,接點(diǎn)壓力越大,接觸越可靠。
解讀:ZDJ9 轉(zhuǎn)轍機(jī)采用的接點(diǎn)組為掃程接點(diǎn),在接點(diǎn)旋轉(zhuǎn)過程中,動(dòng)接點(diǎn)組與靜接點(diǎn)片的接觸面是由小及大再變小的過程,如圖2 所示。ZDJ9 轉(zhuǎn)轍機(jī)接點(diǎn)座支架由對(duì)中位置轉(zhuǎn)到2 排或3排的旋轉(zhuǎn)角度與靜接點(diǎn)片仰角一致均為14°,即動(dòng)接點(diǎn)組在2 排或3 排終端位時(shí),可以保證動(dòng)接點(diǎn)環(huán)母線與靜接點(diǎn)片上下邊垂直,進(jìn)而保證動(dòng)、靜接點(diǎn)組最大接觸面。由圖2 可知,接點(diǎn)打入深度調(diào)整過大時(shí),接點(diǎn)壓力雖然增加,但接觸面積卻在減小,因此并不能保證接點(diǎn)的接觸可靠性,故1 排和4 排接點(diǎn)打入深度應(yīng)參考2 排和3 排接點(diǎn)的打入深度進(jìn)行調(diào)整,建議深度偏差不大于1.5 mm。
圖2 ZDJ9轉(zhuǎn)轍機(jī)接點(diǎn)接觸演變示意圖
接點(diǎn)座是轉(zhuǎn)轍機(jī)中將機(jī)械邏輯轉(zhuǎn)換為電氣開關(guān)量邏輯的重要部件,它通過接點(diǎn)座起動(dòng)片滾輪組相對(duì)動(dòng)作板的位置,對(duì)轉(zhuǎn)轍機(jī)的動(dòng)作狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別;通過檢查柱和表示桿缺口位置進(jìn)行道岔可動(dòng)部分相對(duì)基本軌位置的識(shí)別,并將轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作狀態(tài)和道岔位置狀態(tài)通過接點(diǎn)座接點(diǎn)組的位置邏輯,反映到控制系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)控制[9]。
現(xiàn)場(chǎng)最近2 年反饋采用掃程式接點(diǎn)組的轉(zhuǎn)轍機(jī)接點(diǎn)座轉(zhuǎn)換卡頓或卡阻故障時(shí)有發(fā)生,且故障具有突發(fā)性,日常檢查時(shí)很難發(fā)現(xiàn),有時(shí)通過反復(fù)操縱道岔幾次后故障現(xiàn)象隨即消失,給故障處理帶來一定的困難[9]。通過對(duì)接點(diǎn)座工作原理的分析,發(fā)現(xiàn)造成接點(diǎn)座卡頓或卡阻的主要原因是接點(diǎn)組使用過程中脫出阻力逐漸增大。經(jīng)大量試驗(yàn)得出目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)有接點(diǎn)組脫出阻力隨動(dòng)作次數(shù)的變化趨勢(shì)見圖3。一般情況下新接點(diǎn)組脫出力f在10 N 左右,而使用次數(shù)N達(dá)到3~5 萬次時(shí),接點(diǎn)組脫出力基本趨于穩(wěn)定,其最大脫出力f1在90~100 N 左右;在接點(diǎn)組表面未出現(xiàn)嚴(yán)重劃傷,對(duì)接點(diǎn)組擦拭后,其脫出力將恢復(fù)至初始水平。
圖3 掃程式接點(diǎn)組脫出阻力隨動(dòng)作次數(shù)變化趨勢(shì)示意
為預(yù)防和降低轉(zhuǎn)轍機(jī)接點(diǎn)座出現(xiàn)卡頓或卡阻問題,現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)結(jié)合轉(zhuǎn)轍機(jī)使用頻率,在定期對(duì)接點(diǎn)座機(jī)械部分進(jìn)行潤(rùn)滑的同時(shí),對(duì)接點(diǎn)組進(jìn)行擦拭。考慮現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的復(fù)雜性,建議國(guó)鐵用轉(zhuǎn)轍機(jī)接點(diǎn)組擦拭周期不超過2 個(gè)月;地鐵用轉(zhuǎn)轍機(jī)接點(diǎn)組擦拭周期不超過1 個(gè)月,使用頻繁的線路擦拭周期控制在半個(gè)月左右。
擦拭時(shí)應(yīng)采用無紡布。另外,對(duì)動(dòng)接點(diǎn)環(huán)擦拭時(shí),手搖轉(zhuǎn)轍機(jī)使動(dòng)接點(diǎn)環(huán)處于兩側(cè)靜接點(diǎn)片的中間位置;對(duì)靜接點(diǎn)片擦拭時(shí),沿靜接點(diǎn)片方向進(jìn)行輕微擦拭,以防接點(diǎn)片受力變形帶來次生危害。
1)本文所述的ZDJ9 轉(zhuǎn)轍機(jī)聯(lián)動(dòng)內(nèi)鎖閉道岔密貼力調(diào)試的方法,旨在通過試驗(yàn)順序,杜絕道岔2 mm 和4 mm 障礙物測(cè)試、調(diào)整時(shí)反復(fù)工作,進(jìn)而降低現(xiàn)場(chǎng)人員的作業(yè)量;結(jié)合摩擦聯(lián)結(jié)器試驗(yàn)情況,現(xiàn)場(chǎng)摩擦轉(zhuǎn)換力調(diào)整上限一般不超出轉(zhuǎn)轍機(jī)額定負(fù)載1.6 倍時(shí),通過調(diào)整外部桿件即可保證道岔障礙物測(cè)試要求,同時(shí)可以保證正常使用條件下,ZDJ9 可擠型轉(zhuǎn)轍機(jī)將不會(huì)因摩擦聯(lián)接器摩擦片之間正常吸附而造成不擠自脫的問題。
2)外鎖閉裝置道岔密貼力調(diào)試的調(diào)整方法,旨在保證道岔調(diào)整狀態(tài)滿足行車安全要求的情況下,降低行車過程對(duì)道岔外鎖閉的沖擊,以提升其可靠性;同時(shí),保障外鎖閉的調(diào)整狀態(tài)能夠適應(yīng)道岔一定的爬行,降低外鎖閉因道岔爬行造成的無法解鎖或無法鎖閉問題[4]。
3)缺口監(jiān)測(cè)設(shè)備的調(diào)試方法,旨在降低缺口監(jiān)測(cè)設(shè)備因調(diào)整不當(dāng)造成的錯(cuò)誤預(yù)警的概率,并降低或杜絕轉(zhuǎn)轍機(jī)卡缺口問題;而缺口監(jiān)測(cè)設(shè)備的預(yù)警值應(yīng)根據(jù)道岔狀態(tài)進(jìn)行設(shè)定,一般將缺口監(jiān)測(cè)設(shè)備的監(jiān)測(cè)中值設(shè)定為過車時(shí)缺口竄動(dòng)變化的平均值為宜。
4)接點(diǎn)打入深度的調(diào)整方法及接點(diǎn)座的日常維護(hù),旨在保證接點(diǎn)組可靠接觸的前提下,降低接點(diǎn)座的卡頓或卡阻概率。通過試驗(yàn)表明按照上述方法調(diào)整接點(diǎn)打入深度,ZDJ9 轉(zhuǎn)轍機(jī)接點(diǎn)組動(dòng)作1~1.5 萬次時(shí),接點(diǎn)脫出力一般不大于70 N,此時(shí)轉(zhuǎn)轍機(jī)接點(diǎn)座拉簧拉力具備近1 倍的富余量,因此只要定期對(duì)接點(diǎn)組進(jìn)行擦拭,完全可以杜絕因接點(diǎn)組脫出阻力過大造成的轉(zhuǎn)轍機(jī)接點(diǎn)座卡頓或卡阻的問題,進(jìn)而提升轉(zhuǎn)轍機(jī)的可用性。