HX型機車撒砂故障原因分析及改進措施

田雪姣

摘 要：對HX型機車撒砂系統原理進行介紹，并結合機車現場實際運用情況，對撒砂量不足或不撒砂問題進行了理論分析及試驗驗證，分析故障原因并提出改進措施。

撒砂系統主要作用是給機車提供符合規定要求的用砂，以提高機車黏著力，防止機車輪對空轉和緊急制動時輪對滑行。撒砂系統對機車運行狀態影響較大，撒砂系統故障不撒砂或砂量不足，輕則造成機車輪對空轉，重則造成列車坡停，嚴重影響行車安全及運輸秩序，故障隱患極大。

一、HX型機車撒砂系統作用原理介紹

撒砂系統由撒砂控制電磁閥、撒砂控制閥、砂箱及撒砂軟管等組成，機車司機室端及冷卻室端各設置一個砂箱，砂箱下部連接撒砂控制閥，砂箱內砂子在重力作用下直接進入撒砂控制閥砂槽內。

當機車發出撒砂指令時，撒砂控制電磁閥得電。此時，撒砂電空閥的進風口與出風口溝通，總風經撒砂電磁閥進入撒砂風管，撒砂風管連接到撒砂控制閥進風管，吹動撒砂控制閥砂槽內的砂子進入撒砂軟管，砂子在壓力空氣的流動和重力的作用下灑到鋼軌軌面，完成機車撒砂動作。

二、HX型機車撒砂裝置故障現象與判斷方式

在對HX型修理機車進行試驗時，頻發撒砂量不足或者是不撒砂的故障。由于涉及管路、部件較多，且更換撒砂控制閥操作較不方便，所以有效判斷撒砂故障并進行排除就顯得非常必要。根據撒砂系統工作原理，制定了撒砂系統故障處理流程，當HX型機車的撒砂裝置某部位的砂管出現不撒砂或砂量不足現象時，可按照以下步驟判斷：

（1） 將機車撒砂控制閥進風管的接頭拆開，給定一個撒砂信號，檢查壓縮空氣功能是否正常，并判斷此時的壓力大小，如果沒有壓縮空氣，則對進風管路、電線路和撒砂電磁閥進行檢查;若壓縮空氣壓力偏小，則對進風管路和撒砂電磁閥進行檢查，排除故障;

（2）將撒砂軟管和撒砂控制閥的連接接頭斷開，給定一個撒砂信號，然后檢查撒砂器出砂口是否出砂。如果沒有砂子流出，則為撒砂控制閥發生故障或砂箱內砂子堵塞;此時若出砂口有砂子流出，基本可以確定是撒砂軟管堵塞;

（3）對撒砂軟管進行檢查，查看軟管內部是否出現堵塞現象，如果撒砂軟管發生堵塞，及時進行疏通;

三、HX機車撒砂裝置故障的主要原因及改進措施

根據在試驗階段對撒砂問題處理經驗，HX型機車撒砂裝置在運行過程中出現砂量不足或不撒砂的問題主要原因如下：

1、撒砂閥或軟管堵塞

在對現場撒砂量不足或不撒砂問題處理過程中，發現撒砂閥或軟管有時會堵塞，當對軟管或撒砂閥進行清理后，故障消除。

經分析認為，若砂箱內粉末狀砂子的含量較高或運行過程中自身振動摩擦，導致砂子中存在一定粉塵，砂箱內砂子受潮，長時間會導致砂子結塊并堵塞進砂口、出砂口，進而導致不撒砂或者撒砂不足。同時，砂箱內砂子不清潔（如存在雜物、樹枝等）也易導致撒砂閥堵塞現象。

改進措施：在C6級修程時對機車砂箱砂子進行全部清理，所有砂箱蓋密封件進行更換并對撒砂閥進行下車檢修，并對所有撒砂軟管進行更新，確保撒砂閥風路暢通。

2、砂子質量問題

現場處理故障過程中發現，3、4軸撒砂狀態不良，用手觸摸撒砂管出口，明顯感覺到有壓縮空氣排出，但無砂子灑出。分析認為，HX型機車撒砂裝置對于砂子的規格、尺寸、晶體分布等參數具有一定的要求。在機車新造時，機車全部要求加砂為石英砂，顆粒大小均勻、無粉塵。但在機務段運用過程中，補充的砂子為普通砂，砂粒較大，而3、4軸撒砂軟管較長，導致壓縮空氣到達3、4軸撒砂管時動力不夠，無法大量將大顆粒砂粒吹出撒砂管;

改進措施：機車檢修時，所有砂箱內砂子全部更換為廠內使用的細砂，同時，加砂時對砂子質量進行檢查，確認無粉塵及雜物。

3、撒砂控制閥本身結構問題

在對現場撒砂故障處理過程中，在排除電氣線路、空氣管路、撒砂控制閥、撒砂管路等部件故障后，機車仍存在撒砂量不足的問題，更換撒砂控制閥后故障消除，所以判斷撒砂控制閥本身也存在一定問題。

（1）撒砂控制閥結構介紹

撒砂控制閥結構如圖2所示，砂子靠重力進入砂槽形成自然休止角，可通過調節砂量閥門A的位置來調整撒砂量，調節時按照閥體上的標記指向“L0”為減小撒砂量，反方向移動則為增加撒砂量。標記“1”“2”“3”，用于指示砂量，當指示標記在“1”和“2”之間時，撒砂器大約每分鐘向軌道撒砂0.45kg。

如果撒砂控制器工作不正常，則可通過關閉旋轉式撒砂活門。為了方便關閉，在撒砂控制閥兩側均設有手柄。清潔撒砂控制閥內部，重裝底部螺堵和快速拆卸法蘭后，再將旋轉式撒砂活門旋轉至開啟位。此時，手柄應處在直上直下的位置。

1-轉動桿;2-轉軸;3-密封圈;4-螺母;5-連接盤;6-活門座;7-活門;8-撒砂活門體;9-密封墊;10-撒砂量調節部件;11-撒砂管;12-緊固螺釘;13-彈簧;14-供砂連接法蘭;15-密封墊;16-撒砂控制器體;17-帶手柄的管螺堵。

（2）撒砂控制閥工作原理及存在的問題

當砂子靠重力進入撒砂控制閥砂槽形成自然休止角，撒砂控制電磁閥接到撒砂指令后，通過撒砂進風管向砂槽提供壓縮空氣，壓縮空氣吹動砂子進入撒砂軟管并灑向軌道。

但在對撒砂控制器進行研究時，發現撒砂控制器內部的吹砂管過長，吹砂管壓縮空氣直接吹向供砂管出口，如圖3所示，大部分在砂槽內的砂子是無法被壓縮空氣吹到，導致只有很少一部分砂子被吹砂管的壓縮空氣吹到，所以進入供砂管內砂量較少，到達軌面的砂量就會不足，不能滿足機車撒砂量標準要求。

（3）改進措施：

通過以上分析，我們認為吹砂管過長會導致到達供砂管的砂量過少。所以，我們分析可以通過縮短吹砂管使吹砂管內的壓縮空氣可以更多接觸到砂子并將砂子吹入到供砂管內，以達到機車撒砂量標準，如圖4所示。

為驗證該假設是否有效，選取舊的撒砂控制閥在撒砂閥砂量試驗臺上進行砂量試驗，記錄砂量數據;然后，對上述5個舊撒砂控制閥吹砂管在車床上進行車削，并裝車驗證。發現當撒砂閥試驗臺上撒砂閥砂量試驗在0.8-1L/min范圍內的話，裝車后機車撒砂量可滿足機車撒砂砂量要求。

經過反復車削撒砂控制閥吹砂管驗證，將吹砂管車短約17mm左右，在撒砂閥砂量試驗臺上進行砂量試驗，撒砂控制閥試驗臺試驗砂量試驗在0.8-0.9L/min，裝車后方可滿足機車撒砂量要求。對比改造前后撒砂量試驗數據，發現吹砂管變短后，撒砂量比原撒砂控制閥砂量增加了一倍。

通過對比試驗確定撒砂控制閥吹砂管過長，會導致撒砂量偏少的問題。針對HX型修理機車撒砂故障問題，后續C6修程機車撒砂控制閥吹砂管全部進行改造，以保證機車撒砂量符合要求。

4 結束語

針對 HX型機車撒砂器撒砂問題，通過改短吹砂管、對機車砂箱、砂管定期清理并提高砂子質量等措施，取得了一定的成效。從試驗結果及改造后機車運用跟蹤情況來看，機車撒砂控制閥使用效果良好，撒砂量不足問題數明顯下降，基本滿足機車運用需求。

參考文獻：

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