淺談搗固裝置部分部件故障成因及預防

（常州市瑞泰工程機械有限公司，江蘇 常州 213011）

鐵路大型養路機械在中國鐵路有砟線路的歷次提速中所起的作用巨大，而作為主力機型的搗固車更是功不可沒，其主要作用是對線路上的道砟進行搗固、夯實，提高列車運行的穩定性[1]。搗固裝置是搗固車的核心作業部件，其作業環境是高轉速、高溫、振動大、多塵，工況十分惡劣，所以比較容易發生故障，是整車中保養和維修工作量最大的部件。但是從現場的情況分析，有一部分故障或問題可以提前預防和避免。

1 振動軸油箱油位降低較快

振動軸是搗固裝置中的主要傳動部件，其工作時轉速達2 100 r/min，安裝在振動軸上的軸承通過潤滑油進行潤滑冷卻。經常有用戶反映，施工過程中振動軸油箱的油位下降較快，添加油后時間不長油位又繼續下降。遇到這種情況，首先查看連接管路及各密封處是否漏油，如果未見漏油，那就可以確定是以下原因：搗固裝置作業一段時間后，油溫升高，進入主軸承油腔的潤滑油受熱后黏度變低，在振動軸和主軸承的高速旋轉以及搗固裝置上下沖擊運動的共同作用下，潤滑油被甩起，油箱里的油不斷補充到油腔內，導致油箱內的油位下降。此時如果不斷往油箱添加潤滑油，進入主軸承油腔的油液過多，最終將從位于油腔上部的透氣帽跑出，導致油位繼續下降，從而使人感覺油位始終下降過快。綜上所述，該問題對搗固裝置正常作業沒有太大影響，重點是控制加油量。根據經驗，作業前，將振動軸油箱的油位控制在上下刻度線的中間位置比較合適，作業過程中油位下降，此時無需干涉，待作業完成，停車靜置一段時間后，油液又會重回油箱而恢復原有油位[2]。

2 DC-32搗固裝置內鎬臂漏油

對于DC-32 搗固裝置而言，內鎬臂漏油是比較常發的故障。經過現場跟蹤發現，大部分發生漏油的該類鎬臂，其內側下部都有撞擊的痕跡。在和現場施工人員交流后得出一個結論：搗固裝置在施工過程中在橫移時不到位，導致下插時靠近鋼軌的鎬臂或搗鎬強力撞擊鋼軌。由于鎬臂和搗固裝置箱體的連接存在一定的間隙，在搗鎬或鎬臂受到不斷的撞擊時，鎬臂受力的方向變得復雜，就使得在鎬臂和箱體間的密封圈和承壓盤等密封元件由于異常受力而產生變形，從而造成漏油。預防該問題發生的主要方法就是在施工過程中橫移搗固裝置一定要準確到位，如果有偏差就會使搗鎬或鎬臂撞擊鋼軌[1]。

3 DC-32搗固裝置支撐臂彎曲

DC-32搗固裝置支撐臂通過在其下方的4個螺栓與搗固裝置箱體連接，為一懸臂結構，其主要作用是安裝固定油馬達。近年來，經常有用戶報修安裝在油馬達與振動軸中間的聯軸器發生打齒而無法工作。通過現場觀察發現，發生聯軸器打齒的搗固裝置上的支撐臂均產生了明顯的彎曲現象。支撐臂產生彎曲后將導致安裝在其上面的油馬達花鍵軸與被其驅動的振動軸的同軸度誤差加大，從而在運轉時損壞相關聯接件。經過對比分析，最終確定彎曲主要是由于支撐臂上夯拍器掛鉤焊接的熱應力產生的。目前最為有效的預防方法是制作一過渡板，通過既有的4 個緊固螺栓與支撐臂連接，然后在過渡板上焊接掛鉤，有效避免熱應力對支撐臂產生影響。

4 DCL-32搗固裝置搗鎬拆裝困難

搗鎬屬于磨耗件，經常需要拆裝更換。DCL-32 搗固裝置搗鎬鎬柄是直圓柱型，而且鎬臂上帶有鎬窟撐開裝置（如圖1所示），拆裝搗鎬時可以將鎬窟內孔直徑增大，方便拆裝。近年來，有多個用戶單位反映DCL-32 搗固裝置的搗鎬難拆卸。分析DCL-32 搗固裝置鎬臂結構可知，拆裝搗鎬時，先松開2根M20 夾緊螺栓，然后將M16 專用撐開螺栓旋入中部螺紋孔，螺栓端部頂住鎬臂本體上盲孔的底部，繼續旋轉螺栓，產生撐力使鎬窟張大，便于搗鎬拆裝。但是有些用戶在操作時并不使用撐開螺栓，或者使用的不是專用的撐開螺栓，其選用的M16螺栓端部沒有一段直徑小于14 mm 的部分，導致在旋緊該螺栓時，螺栓頭部陷入盲孔中，螺栓端部外圓與盲孔孔壁劇烈摩擦，由于螺栓端部未與盲孔底部接觸，因此并未起到頂開的作用。此時強行拆裝搗鎬，鎬窟內壁將可能拉毛，產生惡性循環，使得后續搗鎬拆裝愈加困難。針對這一問題，需要從搗固裝置投入使用時就嚴格按照操作規范，在拆裝搗鎬時正確應用專用的M16 撐開螺栓撐開鎬窟；對于已經拉毛的鎬窟，應當對其拉毛部位修磨光整后再裝鎬[3-4]。

5 搗固裝置內缸缸蓋螺栓斷裂

根據相關統計，近年來，內油缸缸蓋螺栓斷裂現象發生較多，對用戶施工作業產生了較大的影響。發生斷裂的螺栓為10.9級的M16 螺栓，并且每個缸蓋均由4 只相同螺栓對稱壓緊，根據計算，4 只螺栓的強度足以抵抗液壓系統壓力對其產生的拉力。通過對搗固裝置工作原理進行分析可知，作業時，內缸大腔進油、活塞桿伸出為其常態（該狀態下活塞緊壓缸蓋），當搗固裝置下插，搗鎬插入道砟后，小腔進油，活塞桿縮回，完成對道砟的夾持，隨后又回復到伸出狀態。對現場施工進行跟蹤觀察發現，搗固裝置在下插時，由于操作原因，搗固裝置前后方向位置調整不準確，經常使搗鎬直接插到水泥枕木上，產生巨大的沖擊。該沖擊通過搗鎬、鎬臂反饋到活塞桿上，由于結構原因，對內缸活塞桿而言，產生的是巨大的往外拉的力。此時，內缸活塞緊壓在缸蓋上，該沖擊力又通過缸蓋傳遞到4 只缸蓋螺栓上，使螺栓受到拉伸。綜上所述，每次搗鎬插到枕木都會對內缸缸蓋螺栓產生一次沖擊，對于數以萬計次的搗固裝置下插來說，內缸缸蓋螺栓就不斷重復承受巨大的沖擊、拉伸，最終疲勞斷裂。這一問題的原因主要還是搗固裝置作業過程中，前后對位不準確，搗鎬撞擊水泥枕木所引起的，因此只要保證好下插時搗固裝置對位的準確性，就可以有效避免該故障的發生[5]。

6 搗固裝置內缸活塞桿O型密封圈破損漏油

內缸活塞桿總成在組裝到油缸缸體內后，安裝于缸蓋導套外圓上的O 型密封圈僅受液壓油的壓力，理論上不可能被壓破損。在用戶處了解到，該處O 型圈破損漏油前，通常都有內缸缸蓋螺栓斷裂的情況發生，而且用戶均自行更換了斷裂的缸蓋螺栓。通過進一步了解，由用戶更換斷螺栓前后拆裝缸蓋所使用的方法確定了該O 型圈破損的原因。由于內缸所處的位置結構緊湊，缸蓋處受此限制，沒有太多空間供拆裝使用，所以一旦發現缸蓋螺栓斷裂后，用戶在自行處理時，通常只是敲擊缸蓋4 個角中最靠外的那個角進行缸蓋拆裝，由于單邊受力，缸蓋發生傾斜。因為導套與缸蓋連為一體，當缸蓋連同導套傾斜著拆卸或裝入油缸時，安裝于導套外圓上的O 型圈在經過油缸口倒角位置時，與倒角轉折處的折角非正常接觸，部分區域產生刮擦，極有可能發生切割，從而導致后續漏油的發生。預防這種情況發生的方法是：拆卸缸蓋時，使用2 根M8 的螺栓同時旋入缸蓋上的2 個工藝孔平穩的頂出缸蓋；裝入時，敲擊活塞桿尾部，使活塞桿壓住缸蓋，帶到缸蓋平穩進入油缸。

7 集中潤滑裝置在低溫環境供油不足

目前搗固裝置均是采用集中潤滑裝置自動進行潤滑脂加注，對除振動軸主軸承和鎬臂以外的相關運動部位進行潤滑。在氣溫較低時（如中國北方的冬季時），經常發生供油不足，導致關節部位潤滑不良，甚至造成軸承燒毀。經過對現場跟蹤發現，發生供油不足的原因是因為搗固裝置標配的2號鋰基脂潤滑脂在氣溫降低后黏度增大，集中潤滑裝置在不變的壓力下很難推動管路內的潤滑脂到達各個潤滑點。通過實驗對比，集中潤滑裝置在0℃時加注相同油量的2 號鋰基脂潤滑脂比30℃時所需的時間延長10倍以上。所以，在低溫地區作業時，依靠集中潤滑裝置使用其標配的斷續供油模式對2號鋰基脂潤滑脂進行加注就極有可能發生供油不足的情況。解決這一問題的方法是使用適合當地氣溫的黏度低的潤滑脂，并將間歇斷續供油模式手動設置為強制不間斷供油。同時需要注意，處理前，最好先采用壓力較高的手動注油泵灌裝黏度低的潤滑脂，連接油路，手動注油，將管路內殘留的粘度高的潤滑脂排出后，再連接集中潤滑裝置自動注油。

8 結語

大型養路機械現場施工通常在野外進行，條件惡劣，操作員工工作條件艱苦，如果能夠減少設備的故障次數，可以極大地降低生產成本和員工的勞動強度，為相關企業創造更多的效益，同時也可以減少生產廠家不必要的損失。希望以上幾點可以幫助用戶解決一些實際中遇到的問題，使搗固裝置能夠更好地工作，確保施工質量，為列車安全運行保駕護航。