DWL—48連續走行搗固穩定車的故障分析和處理

張建平

摘 要：文章主要針對DWL-48連續搗固穩定車幾個典型的故障類型進行分析，查找問題以此對設備的使用保養提供幫助，同時能確保施工的質量和安全正點。

關鍵詞：DWL-48搗固車；液壓系統；電氣系統；故障處理

DWL-48連續搗固穩定車集電氣、液壓、機械、風路、計算機程序控制于一身。其主要作用是對線路進行機械化維修作業，能同時對線路進行起道撥道搗固穩定作業。該車可以分為6大系統：發動機系統、電氣系統、高速走行系統、工作裝置系統、風路系統、液壓系統。整車配置四臺發動機，兩臺道依茨水冷發動機BFM81015和BF M61013，一臺6.8kw應急發動機、一臺生活發動機。1015發動機提供整車的動力包括液壓系統、風路系統、電氣系統和高速走行系統動力，1013發動機提供穩定作業的動力和高速走行時的輔助動力。應急發動機負責在主發動機故障時進行應急起復作業。生活發動機提供空調和生活用電。電氣系統分為程序控制系統、作業控制系統、輔助控制系統。工作裝置系統分為起道系統、撥道系統、搗固系統、穩定系統。風路系統分為作業風路、制動風路。液壓系統分為主液壓系統、衛星小車液壓系統、搗固液壓系統、起撥道液壓系統、穩定液壓系統、靜液壓走行系統。高速走行系統由ZF變速箱和分動箱、車軸齒輪箱構成。

1 液壓系統故障

故障現象：主發動機突然停機且無法起機，啟動主發動機故障應急預案，啟動應急發電機進行應急起復收車。但是啟動應急發動機后觀察主系統壓力只有10bar，無法進行正常的收車作業。

故障分析：搗穩車設計和生產有著較高的安全系數，其充分考慮到了當主發動機故障情況下的收車需要。正常情況下主系統壓力由1015發動機通過泵齒輪箱帶動兩個三聯泵產生150bar的壓力，當發動機故障后通過應急發電機帶動的應急液壓油泵向主系統出供油提供動力源。同時對電氣系統的故障也做了安全預防措施，當整車失電情況下也可以人工按壓液壓閥進行收車，對起撥道裝置的起道油缸由于結構的特殊采用人工控制三通閥當需要的時候轉換閥的開口使壓力油送至起道油缸的小腔控制起撥道裝置提升。此故障的發生是由于應急液壓泵的排量較小，同時遇系統存在內泄的情況下導致無法建立壓力或者壓力偏低。后經檢查發現是由于起道系統的伺服閥機械零點的偏移和起道換向閥中位結構導致部分液壓油由此處進行泄壓。主壓力油經管路分三路送至起撥道系統，一路經濾清器送至起撥道閥塊，一路送至起道油缸的下腔和夾鉗油缸控制閥，一路送至下一級工作系統。送至起撥道閥塊的壓力油（如圖）經兩個起道伺服閥和一個撥道伺服閥再通過相對應的電磁換向閥回路連接至相應的油缸。伺服閥的作用是利用較小的伺服電流精準控制液壓油的注油量達到對機械進行精準控制。該車系統要求在車輛靜止或者走行狀態下其伺服閥的油路和換向閥的油路要求處于回油狀態，防止出現對線路進行破壞作業和減小走行阻力。因此出現這個問題一是要觀察平時作業中起道表指針的擺動位置，如果出現起道至落道區域的情況說明，存在伺服閥的零點偏移可能。出現這個狀況可以提前對伺服閥進行檢查防止應急起復狀況下出現壓力偏低的尷尬局面。二是如果應急起復的情況下出現該問題，可以人工將電源引致起道換向閥電磁線圈端，使換向閥接通起道油缸小腔端。三是更換應急泵的排量滿足起復要求。

2 電氣系統故障

故障現象：一號發動機（BFM1015）無法啟動，檢查發現是由于安全系統故障導致發動機系統電源缺失，發動機高壓油泵無法打開噴油嘴處無燃油，啟動馬達無動作。

原因分析：DWL-48安全系統為搗穩車發動機工作電源、程控系統電源、功放系統電源、串行通訊系統電源供電，當系統發生意外時按下緊急停車按鈕，安全系統可以瞬間失電、發動機停機，程控功放系統停止供電，避免以外的情況發生。

2.1 安全系統工作原理

安全系統核心元件是邏輯繼電器，邏輯繼電器其實就是微型處理器，由編程軟件來控制。邏輯繼電器有三個指示燈：

（1）A1-A2指示燈：指示工作電源回路正常，燈亮。

（2）K1指示燈：Si34與NS51連通，K1亮，該線路為低電平信號。

（3）K2指示燈：Si39與NS50連通，K2亮，該線路為高電平信號，高電平由Si39端子輸出。

只有當這三個指示燈都亮，邏輯繼電器才能正常工作。邏輯繼電器工作有三個必要條件：

第一啟動條件：S33與S39連通，是啟動邏輯繼電器的觸發信號，該信號為高電平，S33為高電平輸出端。

第二緊急停止按鈕不能按下，Si34與NS51連通，K1亮，該線路為低電平信號。

第三緊急停止按鈕不能按下，Si39與NS50連通，K2亮，該線路為高電平信號，高電平由Si39端子輸出。

安全系統啟動時，所有緊急停止按鈕復位，邏輯繼電器工作第二、第三必要條件滿足，只要S33與S39連通進行觸發，安全系統就可以工作。S33與S39連通的條件：95d3繼電器得電工作。95d3繼電器得電工作回路：S2-95d3-Si44-X141開關反聯鎖-接地。S33-95d2繼電器反聯鎖-95d1繼電器反聯鎖-95d3繼電器正聯鎖-S39，觸發信號連通，邏輯繼電器就開始工作，95d1、95d2繼電器得電，安全系統送電，2b35安全系統工作指示燈亮，同時S33與S39斷開。

在作業主電源主開關關閉時，按下任何一個緊急停止開關，安全系統斷電，2b35安全系統工作指示燈滅，同時S33與S39連通觸發信號；異常情況消除后，緊急停止按鈕復位，第二，第三條件滿足，安全系統恢復送電。在作業主電源主開關打開時，安全系統停止工作，S33與S39斷開，即便緊急停止按鈕復位，第二第三條件滿足，安全系統也不能啟動。有兩個方法可以恢復啟動：一是需要關閉作業主電源，二是直接按下安全系統重設按鈕。由此可見緊急停止會使邏輯繼電器缺少工作的必要條件，造成安全系統不能工作。

2.2 安全系統故障處理

邏輯繼電器工作要求三個指示燈必須都亮，如果邏輯繼電器不工作首先檢查三個指示燈。

2.2.1 A1-A2指示燈不亮，說明工作電源回路不正常，檢查電源線和接地線。

2.2.2 K1指示燈不亮，Si34與NS51回路不通。檢查方法：將Si34、NS51從連線端拆下來，用萬用表測量線路的通斷，如果線路不通，將Si39和NS50端子也拆下來，再將Si34接到Si39上，用測量電壓的方法比較好查找。

2.2.3 K2指示燈不亮，Si39與NS50回路不通，因為該線路為高電平信號，高電平由Si39端子輸出，用測量電壓的方法往上查找。

2.2.4 觸發信號S33與S39回路不通。S33為高電平輸出端，測量S39，如果無電說明回路不通。

2.2.5 如果以上都正常，就該換邏輯繼電器。

3 工作裝置故障

DWL-48提升油缸故障調查分析：

故障現象：使用DWL-48搗固車以來，搗固裝置提升油缸損壞的故障頻繁發生，平均每臺車每年因該提升油缸損壞而發生的故障至少2-3起。表現為：油缸活塞桿最細的根部出現疲勞折斷；活塞桿的連接處螺紋絲牙損壞。

原因分析：

3.1 產品設計缺陷

搗穩車單機裝載四片搗固裝置，能一次性完成三枕搗固作業。其搗固裝置的結構同08-32、09-32車搗固裝置簡單區別是去除08-32（09-32）搗固裝置的一外鎬油缸結構，并將兩片搗固裝置共同安裝在一邊作業區。每片搗固裝置有六個夾持油缸分布在振動軸兩側，一側為兩個外單耳油缸和兩個內雙耳油缸，一側為兩個內單耳油缸。其不對稱設計給搗固裝置偏心振動帶來的搗固裝置惡劣工況埋下了不良隱患。很顯然，DWL-48車搗固裝置振動傳遞到提升油缸活塞桿頭的橫向剪切力遠大于08-32（09-32）車搗固裝置同樣工況傳遞到提升油缸的剪切力。這為DWL-48車搗固裝置提升油缸活塞桿頻繁折斷的主要原因，而08-32、09-32車搗固裝置提升油缸活塞桿折斷卻很少出現。

DWL-48的搗固裝置也因其不對稱設計，使其導柱銅套易磨損，搗固裝置振動時，其相對導柱有橫向較大振幅，更易造成提升油缸折斷。我基地一臺DG58搗穩車（出廠編號09075）在使用半年時，右后搗固裝置就出現上述現象。后來發現，給上振動壓力后，該片搗固裝置相對導柱有約3MM擺幅晃動，搗固裝置相關的上、下導柱M30螺釘折斷多次，搗固裝置導柱銅套磨損嚴重并間隙過大，我們在搗固次數為301521次時申請保內更換該片搗固裝置。

3.2 配件質量不過關

3.2.1 目前昆明主機廠裝機的搗固裝置提升油缸為外協國產油缸、供應到我基地油缸的廠家有2-3家，提升油缸關鍵部件活塞桿材質的選擇很為重要。目前較好的選材加工是軍工配制的40GrMIiMOA型優質合金鋼鍛造，機械加工后采用先進的高頻淬火處理。但國內該材質的強度是否均達標或受質疑；且各廠家是否都選擇該材料、也未明知。

3.2.2 該提升油缸活塞桿與搗固裝置箱體連接關鍵配件帶孔螺母的材質也應選擇優質鋼材且需淬火熱處理，其鎖緊螺釘需M10-10.9、配合齒形墊圈。而供應我們的提升油缸和帶孔螺母不一定為一個廠家，且很少有人關注兩種帶孔螺母區別。這就會導致出現以下誤區：

到貨的帶孔螺母并非一個廠家，質量不一。帶孔螺母并非一種，客戶的各個層面（材料工程師、收料員、發料員、車組使用人員）和廠家只要有一方不了解其功能結構細節就會出現：DWL-48車使用08-32車帶孔螺母UD65.1177，其鎖緊強度不夠；使用的鎖緊螺母M10不為10.9級；車組裝機帶孔螺母的鎖緊螺釘未裝配齒形墊圈和齒形螺母，難保證其防松。

帶孔螺母鎖緊不良，其螺紋和活塞桿螺紋不緊密鎖定，當二者承受縱向拉伸力后會出現連接螺紋拉壞。鎖緊不良時帶孔螺母也會向下轉動，使關節軸承處間隙變大，油缸活塞桿承受的沖擊變大。當帶孔螺母向下轉動到活塞桿螺紋下端，其鎖緊面積減少，更易造成活塞桿和帶孔螺母螺紋拉壞。

3.2.3 使用工況不良

DWL-48車在國內進行線路維修作業，其高精度的作業性能應使其服役于客專有碴線路上。而現實是幾乎全部的DWL-48車均在II級線路上進行作業過。線路道床板結，增加了搗固裝置提升油缸受力負荷，使其故障率增加。而大機操作人員不能深入領悟其害，往往在起道量小的線路上，還按常規參數給定搗固深度，搗固裝置下插受阻時間和力度加大，減少了搗固裝置提升油缸使用壽命。

3.2.4 使用保養不到位

前面我們也穿插敘述了用戶使用提升油缸、搗固裝置存在的一些問題，現匯總如下：

（1）未使用DWL-48帶孔螺母UD66.3273、及配套的鎖緊螺釘、齒形墊圈、齒形螺母，且未定期檢查帶孔螺母的緊固程度、調整墊片的間隙。升降油缸的活塞桿與搗固裝置箱體之間安裝時冠形絞的間隙要調整合適，間隙過小，球冠絞轉動不靈活，影響升降油缸的擺動。間隙過大，會在搗固裝置升降時產生沖擊現象，損壞活塞桿。合理的間隙為0.1mm，通過調整墊片調整該間隙。

（2）對搗固裝置導柱潤滑狀況未及時發現，導致導柱銅套磨損，增加了提升油缸橫向擺幅程度，提升油缸易折斷。

（3）在起道量小的道床板結線路進行搗固作業時，未適當減小搗固深度，搗固裝置下插受阻時間和力度加大，減少了搗固裝置提升油缸使用壽命。

（4）當作業結束收車時，有的操作人員先進行搗固裝置鎖定操作，再進行振動卸荷操作，這對提升油缸受橫向剪切力增大有直接影響。因其活塞桿收到最短時，且搗固裝置已鎖定，未卸荷的振動橫向作用力僅作用于活塞桿末端，應力無法擴散開，長期錯誤的操作，引起活塞桿末端疲勞折斷。

3.3 預防措施加強規范使用、保養方法

3.3.1 搗固裝置提升油缸設有緩沖節流閥，調節節流閥，油缸下插過程中改變油缸小腔流出油液流量，就可調節緩沖速度。

3.3.2 選擇合適的搗固裝置下插速度檔位，并通過調整搗固板EK-1AP11=TE188.053400上的P7（下插最大電流調整）、P8（下插預置電流調整）、P12（上升最大電流調整）、P17（下插預置電流調整）、P3（搗固裝置動作起步緩沖積分時間調整），使四片搗固裝置運動同步、動作柔和。

3.3.3 定期（二周）檢查一次帶孔螺母的緊固程度、調整墊片間隙是否合適?？稍趲Э茁菽概c活塞桿和鎖緊螺栓的螺紋接觸面涂上少量的螺紋緊固膠。當鎖緊帶孔螺母后，可通過在帶孔螺母和鎖緊螺釘的接觸面畫上記號，定期檢查其記號是否有位移，若有，則鎖緊螺釘松了需重新緊固。

3.3.4 每日檢查導柱潤滑是否良好，當發現導柱沒有新油潤滑時需查找潤滑系統問題。當發現導柱僅一側潤滑且長時間工作后導柱變燙，則說明導柱銅套變形或導柱已和搗固裝置不同心，需及時檢查調整導柱位置。防止振動時搗固裝置將會出現橫向擺幅，增大提升油缸的橫向剪切力。

3.3.5 當作業結束收車時，操作人員必須先進行振動卸荷操作，再進行搗固裝置鎖定操作。

3.3.6 在起道量小的道床板結線路進行搗固作業時，需適當減小搗固深度，減少搗固裝置下插受阻時間和力度，提高搗固裝置提升油缸使用壽命。

參考文獻

[1]韓志青，唐定全.抄平起撥道搗固車[M].中國鐵道出版社，2001.

[2]何存興，張鐵華.液壓傳動與氣壓傳動[M].華中科技大學出版社，2000.