青島地鐵3號線不落輪鏇床側壓輪動作異常研究

王寧寧，范東生，孫海濤

（青島地鐵集團有限公司運營分公司，山東 青島 266000）

1 問題概述

青島地鐵3號線試運營初期，電客車輪對多次發生擦傷、剝離等問題，需要實施鏇輪作業。在2016年的鏇輪作業中，不落輪鏇床多次出現側壓輪動作異常現象，導致無法正常鏇修。起初操作人員通過設備重啟暫時規避改問題，然而隨著輪對鏇修次數的增加，該問題發生的頻率逐漸增大，導致鏇修效率降低。

2 故障經過

故障時間：2016年。

故障現象：右側側壓輪在裝夾過程中舉升到位后，水平方向不動作。

影響主要系統：裝夾系統、驅動舉升系統。運營影響程度：影響鏇修輪對作業。

3 問題分析及處理過程

（1）側壓輪的位置由PLC通過光柵尺進行檢測（如圖1所示）。觀察故障現象，可發現左右側側壓輪舉升高度不一樣。首先判斷為右側光柵尺故障導致右側側壓輪無法舉升到位。將左右光柵尺對換后，發現右側故障仍存在，且不隨部件位置更換而變，排除光柵尺故障。

圖1 右側測壓輪液壓系統電氣原理圖

（2）按鏇床控制側壓輪的原理，側壓輪的原點與工作點均可通過PLC程序進行控制和設定。重刷程序后，并手動設置原點和工作點，本次裝夾過程中可以消除故障。但重啟設備后或進行下次裝夾，故障會復現。

（3）現場操作人員對試切削輪對進行裝夾，裝夾過程中左右兩側側壓輪在X方向上升之后停止，Z方向上無動作。

①將機床打到JOG（手動）模式，分別選擇刀架按鍵和側壓輪X和Z方向按鍵。

②經檢查發現左側側壓輪X方向到位，Z方向未到位，右側側壓輪X方向未到位，Z方向到位。

③手動控制側壓輪升降及水平方向移動多次，側壓輪X方向實際到位后，其到位“+”“-”按鈕指示燈閃爍，或者不亮，經初步判斷，側壓輪X方向到位傳感器定位不準。然后手動卸載輪對。

④由于側壓輪X方向位置是由光柵尺及感應塊發出的模擬信號發送至機床兩側PLC計算出來的，所以可以判斷出信號線被干擾。

⑤拆卸機床鈑金及光柵尺至PLC的信號線，加裝屏蔽防波管，再次試機，此故障現場消失。

4 原因分析及整改措施

4.1 原因分析

電磁干擾（Electromagnetic Interference，EMI）是干擾電纜信號并降低信號完好性的電子噪音。電磁干擾產生的原因很多，研究表明，任何一種電磁干擾的產生都應同時具有3個基本的條件：首先，應有干擾源存在；其次，應具備傳播干擾能量能通過的途徑和通道；最后，還應有被干擾的對象。由于側壓輪X方向位置是由光柵尺及感應塊發出的模擬信號，在機床內部有AC380V三相交流電，如果信號線與動力線距離較近，就出現電磁干擾現象。

（1）在裝夾過程中，由于機床具備安全連鎖，如果側壓輪上升不到位，機床下一步動作將無法執行。

（2）在機床卸載過程中，側壓輪下降到位后，活動軌閉合，松壓爪，驅動滾輪下降，如果驅動滾輪下降過程中，側壓輪光柵尺信號受干擾，X方向位置發生變化，機床系統檢測到側壓輪不在原始位，機床會停止下一步動作，此時驅動滾輪下降就會出現不連續現象。

4.2 改進措施

將側壓輪光柵尺至PLC的信號線加裝屏蔽防波管，電磁干擾現象消失，側壓輪、驅動輪動作正常。

5 結語

通過研究發現，導致側壓輪故障的原因是線路的電磁干擾現象，該電磁干擾源屬于人為干擾源，是在完成自身功能的同時附帶產生電磁能量的發射，導致信號線不能正常傳遞信號。通過加裝屏蔽防波管，解決了電磁干擾現象。在大型設備中電磁干擾現象很多，針對此種人為干擾源通常利用屏蔽技術減少電磁干擾。通常使用屏蔽電纜、單/雙屏蔽的雙絞線或加裝屏蔽防波管解決電磁干擾現象。