數控輪對壓裝機夾持小車位移偏差故障的分析及處理

劉飛鵬，宋 凱

（中車青島四方機車車輛股份有限公司資產管理部，山東 青島266111）

0 前言

隨著中國高鐵時代的到來，列車運行的安全性和穩定性越來越成為重中之重，輪對作為機車轉向架的重要組成部分，其壓裝質量直接影響到鐵路運輸的安全性和舒適性[1]，是高速列車轉向技術重要的考核指標之一。中車青島四方機車車輛股份有限公司基于中國高鐵持續并快速發展的形勢，不斷提高了車輛產品的各項性能及質量，于2010年引進2臺意大利BBM公司生產的數控輪對壓裝機。本文對引進的意大利BBM數控輪對壓裝機設備及工藝流程進行了簡介，并詳細介紹了一起數控輪對壓裝機夾持小車位移偏差故障產生的原因分析及維修處理過程，效果良好。

1 設備及工藝流程簡介

意大利BBM公司生產的數控輪對壓裝機采用雙端油缸輪軸夾持方式和框架式機床機構，測量系統采用高精度位移傳感器，采用激光位移傳感器進行非接觸式測量，避免了測量桿變形引起的精度誤差影響[2]，從而檢測出輪對壓裝過程中車輪位置的微小變動，壓裝過程高度自動化和精確化，具有自動調整輪對的動平衡點，自動壓裝并控制內側距，自動控制輪對壓裝曲線等優點。

1.1 設備結構

設備示意圖如圖1所示。整體可分為立柱、上連

接架、夾持小車、壓頭和檢測桿等部分構成。

圖1 設備示意圖

1.2 工藝流程

壓裝步驟如圖2所示。待壓裝軸通過起重機吊運到夾持小車上，將輪對預裝到輪軸上后，調出帶壓裝程序，選擇待壓裝輪對應的車軸類型、工作號，并輸入軸號后輸入待壓裝輪對的車軸號、制動盤號、車軸各座尺寸、輪盤內孔尺寸等數據，將裝有待壓裝輪對車軸的夾持小車運行到數控壓裝機零位處。之后選擇右側油缸進給，待接觸到軸端后再選擇左側油缸進給，直到車軸被頂住后夾持小車自動回歸到初始上料位置，位移傳感器觸發感應塊，當觸發感應塊后設備自動執行輪對壓裝程序，輪對壓裝到設定尺寸后油缸卸載，夾持小車運行到數控壓裝機零位，將壓裝好的輪軸卸下進入下一道工序。

圖2 壓裝步驟

2 故障現象及分析

2.1 故障現象

夾持小車裝載上預壓裝的輪對后無法運行到數控壓裝機零位，導致無法進行下一步的油缸進給壓裝輪對。

2.2 原因分析

（1）數控壓裝機夾持小車運行導軌接近零位處存在固體雜物，導致夾持小車無法通過至零位。

（2）數控壓裝機夾持小車位移傳感器損壞。

由于該型號的巴魯夫位移傳感器無備件，備件倉庫只有一件型號為BTL5-S112B-M0250-P-S32的巴魯夫位移傳感器。由于生產任務緊張，為了不耽誤生產線的生產任務進度，將損壞的BTL5-S172B-M0250-P-S32的巴魯夫位移傳感器換成型號為BTL5-S112B-M0250-P-S32的巴魯夫位移傳感器。經測試發現夾持小車可以到達數控壓裝機零位，但是在回到初始上料位置時無法到達感應塊位置，位移傳感器與感應塊中心始終差距L，如圖4所示。

圖4 小車位置示意圖

3 故障處理

首先進行設備停機，檢查數控壓裝機夾持小車運行軌道底部異物情況，發現運行軌道下方無固體異物阻擋小車運行，小車運行通暢無阻。通過對夾持小車外觀檢查發現，裝載后的夾持小車左右下陷高度不等，通過拆卸發現夾持小車底部的巴魯夫位移傳感器固定螺栓松動，位移傳感器松動脫落后與底部運動軌道接觸，導致夾持小車運行過程中位移傳感器一直與軌道發生干摩而致損壞。損壞的巴魯夫位移傳感器如圖3所示。傳感器參數如表1所示。

圖3 巴魯夫位移傳感器

表1 位移傳感器參數

3.1 軟件調試

使用鑰匙控制將數控輪對壓裝機控制面板上調到手動模式，在控制頁面上選擇小車命令頁面，使用命令控制夾緊小車置于壓裝機零位，選擇小車命令為手動模式，按下重置報警按鈕約5 s，直到旋轉編碼與磁性編碼相等。

首先選擇P0740小車裝載位置偏移調試，將數值設置為-60mm，如圖5所示，進行手動軟件調試模式，發現夾緊小車無法到達感應塊處觸發信號。

圖5 小車裝載位置偏移調試

其次選擇P0748小車上料位置偏移調試，如圖6所示，無論賦何值進行小車動作，發現夾緊小車無法到達感應塊處觸發信號。

圖6 小車上料位置偏移調試

最后P0752小車極限位置坐標調試，如圖7所示，無論賦何值進行小車動作，發現夾緊小車無法到達感應塊處觸發信號。

圖7 小車上料位置偏移調試

3.2 改造

軟件調試無效后進行分析認為，將損壞的BTL5-S172B-M0250-P-S32型號的巴魯夫位移傳感器換成型號為BTL5-S112B-M0250-P-S32的巴魯夫位移傳感器使得格雷碼位數發生改變，系統自動根據BTL5-S112B-M0250-P-S32的格雷碼數設定極限位移，該極限位移與感應塊相距L.

根據分析，將位于小車軌道底部固定的感應塊向O數控壓裝機零位方向移動M距離，M大于L，如圖8所示。

圖8 改造實圖

3.3 效果

改造后夾持小車可以到達數控壓裝機零位和感應塊位置，數控輪對壓裝機恢復正常功能，如圖9所示。

圖9 小車恢復正常

4 結束語

設備故障出現后，分析故障的思路是從外因到內因，由簡到繁，通過拆機查證所分析的正確性，再根據工廠實況進行維修。通過對設備故障的原因排查、修復、調試到新問題出現，并通過各種技術手段解決實際問題，提高對高精尖數控設備的感性認識，為解決類似數控設備故障積累了實踐經驗，并提供了有效理論案例。

[1]劉志亮，潘 登，左明健，等.軌道車輛故障診斷研究進展[J].機械工程學報，2016，52（14）：134-146.

[2]劉 焱，王 燁.位移傳感器的技術發展現狀與發展趨勢[J].自動化技術與應用，2013，32（6）：76-80.