S700K型轉轍機故障分析及維修策略探究

譚 波

通過分析廣州地鐵近20年來S700K型道岔運營維護經驗及現場使用情況，對運營維護中常見的電氣故障（接點故障、絕緣故障）、機械故障（鎖舌回縮、雙機不同步、叉型接頭松脫、表示桿別卡等）及外界環境影響（鎖鉤卡異物、鎖鉤缺油、列車振動等）進行提煉總結［1］，以提高S700K型道岔設備的穩定性。

1 故障類型及維修策略

1.1 電氣故障

經現場調研，電氣故障主要集中在速動開關、遮斷開關和道岔絕緣。室內控制部分因信號系統制式不同，差異較大，本文暫不做討論。

1.1.1 速動開關、遮斷開關

故障現象：由于S700K轉轍機出廠時，速動開關、遮斷開關均為單個接點接通，在實際運營中易出現因某個接點阻值變大、接點發黑、外殼開裂導致表示電路斷開或間歇性通斷等問題，造成道岔故障。

應對策略：接點并聯，定期輪換分解。利用速動開關組、遮斷開關組剩余的端子進行接點并聯，實現電路的冗余（見圖1）；同時，制定周期性的輪換分解策略，定期離線對每個接點進行檢查，確保冗余功能正常［2］。

圖1 接點電路并聯冗余

運用情況及效果：廣州地鐵2、4、5、6、8號線完成電路冗余改造，并執行周期性的輪換分解策略后，再沒有發生因單個接點故障導致的電氣故障。

1.1.2 道岔絕緣

故障現象：長角鋼與鋼軌通過L鐵連接時一般采用分體式絕緣。但實際應用中會出現因絕緣破損、軌電位過高、絕緣性能下降（如鐵屑過多）、絕緣分解檢查后安裝工藝不到位等，導致燒絕緣及地線的情況。

應對策略：更換為整體式絕緣［3］，見圖2。

圖2 道岔整體絕緣

運用情況及效果：目前廣州地鐵全線網正線道岔均已替換為整體式絕緣，使用效果良好，更換整體式絕緣后的道岔未發生過燒絕緣或地線的故障。

1.2 機械故障

S700K型道岔機械方面的故障主要為卡缺口、鎖舌回縮、叉型接頭松脫、雙機不同步、調整不當等導致的表示桿異常（如螺絲松、桿件斷裂等）［4］。

1.2.1 卡缺口

故障現象：實際應用中造成道岔卡缺口的原因非常多，如缺口未調整好、調整螺母松脫等，此類問題基本可通過作業互控來發現和克服。本文著重研究表示桿調整軸套安裝錯位或磨耗導致的卡缺口問題。軸套、接頭、螺母間無法緊密配合，在列車振動的影響下，活動軸套的位置逐漸發生變化嵌入固定軸套中，導致道岔表示拉桿2個調整軸套之間有間隙，使轉轍機表示桿發生卡缺口。該類隱患在日常維護中較難通過常規檢查予以發現。

應對策略：檢修后用游標卡尺測量，進行數值對比。道岔調整后要確保有扣軸套與無扣軸套相互扣好，有扣軸套與端鐵間不留縫隙，緊固螺絲緊固且加防松鐵絲，并用游標卡尺測量有扣軸套到防松螺母的外側寬度，記錄于尖端鐵上（便于后續對比），見圖3，這樣既可確認調整軸套有無錯位安裝，也可確認有無間隙（避免出現間隙螺絲松脫后的卡缺口）。

圖3 調整軸套錯位安裝及檢修測量圖

運用情況及效果：已將該策略納入檢修工藝，執行簡單方便，可預防或發現該類設備隱患。

1.2.2 鎖舌回縮

故障現象：列車經過道岔時，轉轍機電機齒輪組及摩擦聯接器有回轉現象，造成保持聯接器與滾珠絲杠軸套間隙過大，使鎖閉桿缺口上的鎖舌回縮，表示回路被切斷，道岔發生短閃故障。

應對策略：開蓋后，采用反轉3圈的方法檢查滾珠絲杠上的絲母與保持聯結器間的間隙，應不大于6 mm，見圖4。道岔在右位時順時針搖（左位時逆時針搖），不能超過3圈。滾珠絲杠絲扣的尺寸約為5.5 mm，在道岔鎖閉并且滾珠絲杠上的絲母與保持聯結器無間隙的情況下，摩擦聯結器反轉3圈、手搖把反轉6圈，會造成鎖舌回縮超過3 mm，導致速動開關組被頂起斷開表示，由此來判斷該間隙是否大于等于6 mm。當間隙大于6 mm，說明保持連接器已發生磨損，性能下降。

圖4 滾珠絲杠軸套與保持聯結器的縫隙

運用情況及效果：已將該策略納入檢修工藝，執行該工藝后，檢修期間發現多次類似隱患，運營期間未再發生類似故障。

1.2.3 叉型接頭松脫

故障現象：因螺絲磨損、安裝工藝及檢查不方便（下叉型接頭）等原因，在運營中易出現叉型接頭螺絲松脫導致的道岔故障。

應對策略：對螺絲涂抹螺紋緊固劑及增加防松墊片，見圖5。

圖5 叉型接頭整改

運用情況及效果：已完成全線網S700K叉型接頭的整改，通過小創新、小技改，方便日常維護和檢查，效果明顯，基本杜絕該類故障的發生。

1.2.4 雙機不同步

故障現象：長期跟蹤發現，在線使用的S700K雙機道岔均存在A、B機轉換不同步的情況，表現為A機解鎖比B機快，長期易造成鎖鉤磨耗，并增加道岔轉換時鎖鉤與鎖閉鐵摩擦卡阻的可能性，導致道岔故障。

應對策略：修改鎖閉桿和鎖鉤的尺寸減少鎖閉量，解決A、B機不同步問題［5］，見圖6。

圖6 9號岔鎖閉桿、鎖鉤修改前、后尺寸圖

運用情況及效果：已完成關鍵道岔的改造，其余道岔正在逐步開展；改造后同步時間有明顯改善，鎖鉤磨耗有明顯減少，設備性能有明顯提升，該類故障未再發生。另外，也可修改啟動電路A、B機動作先后順序，改變A、B機的齒輪傳動比等。

1.2.5 表示桿別卡

故障現象：根據維護經驗，叉形接頭處與表示桿的方正、尖端鐵與尖端連接鐵的方正是S700K外鎖部分比較薄弱和發生故障較多的地方，許多檢修人員沒有意識到該處的方正與受力問題，調整完缺口后因為擔心缺口鏍絲松動會大力緊固鏍絲，造成叉形接頭處別卡受力嚴重，加快鼓型銷的磨損或叉形接頭的斷裂，導致出現道岔故障［6］。

應對策略：明確檢查方法和優化調整步驟，見圖7。道岔到位后，用手轉動上下表示桿鼓形銷，應均能轉動（左右位各轉動1次）；肉眼觀察表示桿在叉形接頭中部，沒有歪向一邊別卡住鼓形銷，操動道岔一個來回，查看表示桿在叉形接頭處隨著尖軌的曲線運動應有2 mm左右的走行量，若沒有走行量，則存在別卡可能，應將表示桿調整螺絲扭松。

圖7 表示桿別卡防范及檢查

運用情況及效果：已將該策略納入檢修工藝，運用效果明顯。

1.2.6 其他維修策略

1）增加彈簧墊圈。由于表示桿調整螺母受螺桿或螺母螺紋磨損、安裝工藝或列車振動等因素影響有可能出現松動，造成缺口變化，導致發生道岔故障，因此可在表示桿2個調整螺絲之間增加彈簧墊圈，增強防松效果。目前已在關鍵道岔及振動較大道岔處運用，使用情況良好。

2）制定L鐵安裝檢查要求及方法工藝，在確保L鐵角鋼安裝螺栓緊固良好的情況下，用0.2 mm塞尺檢查L鐵大鐵墊片（普通L鐵）或大絕緣墊板（整體絕緣）與基本軌底間有無縫隙，L鐵斜面與基本軌有無縫隙；普通的L鐵還要檢查L鐵與小鐵墊片、小鐵墊片和大鐵墊片間有無縫隙（優先保證轉轍機側），通過自行設計的小墊片克服相應的縫隙隱患，見圖8。

圖8 L鐵“三道縫”及解決方案（自行設計的小鐵墊片）

3）采用活動接頭。針對日常維護中某些道岔出現表示桿螺絲松甚至斷裂，但檢查設備時沒有發現明顯異常的情況，建議采用活動接頭，見圖9。經在關鍵道岔更換后效果明顯。

圖9 活動接頭

2 外界影響及維修策略

S700K道岔除以上原因導致的故障外，還會出現因外部其他原因導致的故障，常見外界影響如下。

2.1 鎖鉤卡異物

鎖鉤有時會因卡異物導致無法解鎖，出現道岔故障，尤其在一些特殊區域，如隧道排風口附近。有效的解決方法是在鎖鉤上加裝防護罩，見圖10，可以有效防范因風口、列車等外部異物入侵導致的鎖鉤卡異物故障。

圖10 鎖鉤防護罩

2.2 外鎖閉裝置缺油

S700K外鎖閉裝置缺油，鎖鉤落下阻力變大，會導致道岔鎖閉裝置不能正常解鎖，道岔出現轉不到位故障，尤其是露天段（高架段）道岔受暴雨、暴曬等外界天氣的影響，表現得較為突出。

采取策略是加裝外鎖閉裝置自動注油器［7］，見圖11。可基本解決道岔外鎖閉裝置在使用過程中的油潤問題，將傳統的人工注油改進為自動注油，提升轉轍機外鎖閉裝置油潤度，提高設備運行質量，節約人力［8］。

圖11 外鎖閉裝置自動注油器結構圖及加裝效果圖

2.3 減緩振動

某些位置的道岔因受土建結構、線路條件等外界影響，列車經過時，轉轍機振幅較大，道岔各部件受力較大，且較難克服。長期振動受力后，易出現部件磨耗、螺絲松脫、桿件斷裂等各類機械故障［9］。為此采取在角鋼下加裝減振裝置（使用防火絕緣膠棒）的辦法，減緩振動［10］，見圖12。

圖12 角鋼下加裝減振裝置

經測試：整治前，三方向加速度振幅在2 g左右，且持續時間為12～14 s；整治后，三方向加速度振幅約為1.5 g左右，且持續時間縮短至2s。加裝防振措施后，過車時晃動量亦有明顯的下降，由3.8 mm降低至1.8 mm左右，且浮動曲線對比降低明顯。

3 結論及建議

雖然道岔故障很難完全杜絕，但能夠從檢修工藝、新部件運用、技術小革新等方面克服和減少道岔日常隱患，降低道岔故障的發生率。據不完全統計，自采用以上措施后，廣州地鐵S700K型轉轍機故障由25件/年降低至8件/年，提高了設備可靠性。同時，建議積極與智慧運維接軌，安裝和運用道岔監測系統［11］，實時掌握道岔狀態，提前發現和克服道岔隱患，以進一步減小故障發生概率。