HTK-499紅外軸溫防雪探測(cè)箱的設(shè)計(jì)

蘇喜海

（哈爾濱威克科技股份有限公司，黑龍江哈爾濱150090）

1 前言

紅外軸溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是我國(guó)鐵路上采用的車輛安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，用于動(dòng)態(tài)檢測(cè)高速運(yùn)行列車軸承發(fā)熱情況，準(zhǔn)確預(yù)報(bào)列車運(yùn)行情況，確保行車安全。探測(cè)站分布的自然環(huán)境千差萬(wàn)別，每隔20～30km設(shè)探測(cè)站。

探測(cè)設(shè)備均安裝在距離車站較遠(yuǎn)的主線上，北方的冬季高寒多雪，冬季降雪刮風(fēng)和列車經(jīng)過(guò)時(shí)帶起的軌邊殘雪，被帶到探測(cè)箱探測(cè)孔甚至保護(hù)門上，堵塞探測(cè)孔、保護(hù)門。氣溫高雪融化、氣溫低結(jié)冰，保護(hù)門凍住不能開(kāi)或關(guān)，當(dāng)列車經(jīng)過(guò)時(shí)探測(cè)站報(bào)故障，使設(shè)備故障不斷增多，產(chǎn)生故障很難得到及時(shí)處理，軸溫漏報(bào)現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，遇到持續(xù)降雪天維護(hù)更加艱難，用戶強(qiáng)烈要求改進(jìn)設(shè)備防雪性能。目前，鐵路上采用的各種探測(cè)設(shè)備防雪功能很差。

依據(jù)用戶和調(diào)試人員反饋的信息及大量的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)觀察，設(shè)計(jì)HTK-499軸溫探測(cè)箱。經(jīng)過(guò)多年實(shí)際運(yùn)用，解決了軸溫探測(cè)箱防雪問(wèn)題。

2 軸溫探測(cè)站概述

軸溫探測(cè)站由室外設(shè)備、室內(nèi)設(shè)備組成，室外設(shè)備包括探測(cè)箱、探測(cè)器（探頭）、分線箱、車輪信號(hào)傳感器（磁鋼）及外部連接電纜等，見(jiàn)圖1，室內(nèi)設(shè)備包括主機(jī)箱、電源箱、溫控箱、信號(hào)防雷箱、電源防雷箱等。

探測(cè)箱卡于鋼軌兩側(cè)，探頭安裝在探測(cè)箱內(nèi)，探測(cè)箱起到防護(hù)探測(cè)器的作用，探頭通過(guò)探測(cè)孔探測(cè)高速運(yùn)行列車軸承部位的發(fā)熱情況（軸承部位產(chǎn)生的紅外輻射熱量）。

3 防雪探測(cè)箱總體設(shè)計(jì)

3.1 HTK-499防雪探測(cè)箱結(jié)構(gòu)概述

圖1 探測(cè)站室外設(shè)備布置圖

HTK-499探測(cè)箱由頂罩、上箱體、下箱體、承托架、調(diào)角吊架、卡具等組成，探測(cè)箱采用二級(jí)減震（長(zhǎng)條減震器在承托架上對(duì)箱體減震，平板減震器在調(diào)角吊架上直接對(duì)探測(cè)器起減震作用），探頭與車體軸承同步震動(dòng)相對(duì)位置不變。列車經(jīng)過(guò)時(shí)接到1#（開(kāi)機(jī)）磁鋼的開(kāi)機(jī)信號(hào)，探測(cè)箱保護(hù)門打開(kāi)，當(dāng)車輪壓過(guò)2#（開(kāi)門）磁鋼，探頭開(kāi)關(guān)打開(kāi)，開(kāi)始軸溫采集，車輪壓過(guò)3#（關(guān)門）磁鋼，探頭開(kāi)關(guān)關(guān)閉，結(jié)束軸溫采集，并將數(shù)據(jù)傳遞到路局紅外監(jiān)控中心，監(jiān)控中心對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理并做出最終的判斷和預(yù)報(bào)，保證行車安全。探頭可安在探測(cè)箱內(nèi)調(diào)角吊架上，與水平面成45°仰角，貨車探測(cè)位置距軌內(nèi)側(cè)415mm，客車探測(cè)位置距軌內(nèi)側(cè)260mm。增加擋渣板，保護(hù)探測(cè)箱箱體，見(jiàn)圖2。

圖2 探測(cè)箱外部結(jié)構(gòu)圖

3.2 HTK-499防雪探測(cè)箱外觀設(shè)計(jì)

探測(cè)箱采用封閉式結(jié)構(gòu)（開(kāi)放式探測(cè)箱采用開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，通風(fēng)良好，箱溫穩(wěn)定，箱體下部開(kāi)放，毫無(wú)遮攔，雪可以在下部堆積或被吹到保護(hù)門處，在保護(hù)門處產(chǎn)生積雪或冰雪混合物，只要有雪和風(fēng)的存在就很有可能產(chǎn)生雪堵故障），雪只能從上部落下，加大封閉范圍（增加存雪量），如同井一樣，東西落在底部不會(huì)在側(cè)面存在,只有量過(guò)大才會(huì)掛在較高的側(cè)面上。箱體底部封閉，當(dāng)高速列車經(jīng)過(guò)和刮大風(fēng)時(shí)卷起的雪不會(huì)從底部帶到箱內(nèi)，外部采用流線型設(shè)計(jì)，減小阻力象跳板一樣，雪大多跳過(guò)探測(cè)孔被帶走，即使有被帶起的雪落到探測(cè)箱探測(cè)口內(nèi)保護(hù)門處，也不會(huì)封住探測(cè)口，見(jiàn)圖3。

圖3 探測(cè)箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

3.3 HTK-499防雪探測(cè)箱保護(hù)門設(shè)計(jì)

老型探測(cè)箱保護(hù)門擋板與探測(cè)方向垂直，保證探測(cè)器探測(cè)廣角，這是在設(shè)計(jì)上存在的誤區(qū)。HTK-499探測(cè)箱采用豎直方向的保護(hù)門，與探測(cè)方向成45°，擴(kuò)大內(nèi)層探測(cè)口的截面同時(shí)加大保護(hù)門擋板的截面，同樣能夠保證探測(cè)廣角。豎直方向的保護(hù)門擋板如同井的側(cè)壁，當(dāng)雪被刮入到頂罩內(nèi)也不會(huì)落到保護(hù)門擋板上，只有大量的雪堆滿底部后才會(huì)落在保護(hù)門上，保證保護(hù)門電機(jī)正常工作。保護(hù)門增加自鎖裝置，防止人為打開(kāi)保護(hù)門損毀探測(cè)器。探測(cè)箱周圍即使有很多雪也不影響探測(cè)，從根本上解決了探測(cè)箱存在的冬季雪堵問(wèn)題。見(jiàn)圖3。

3.4 HTK-499探測(cè)箱其它功能完善設(shè)計(jì)

HTK-499探測(cè)箱箱內(nèi)溫度傳感器置于保護(hù)門擋板內(nèi)側(cè)，更好地反映箱體內(nèi)的實(shí)際溫度，考慮到采用封閉式箱體可能導(dǎo)致箱溫升高（受環(huán)境影響），在頂罩內(nèi)側(cè)加裝隔熱材料，保持箱溫穩(wěn)定。頂罩探測(cè)口周圍放置加熱膜，局部加熱使探測(cè)口處無(wú)雪及冰雪混合物，已在青藏鐵路驗(yàn)證效果良好。箱內(nèi)探測(cè)器用卡簧固定，方便操作。探測(cè)箱外部連接法蘭采用開(kāi)口式（配線電纜在出廠時(shí)制作好，無(wú)須現(xiàn)場(chǎng)穿線壓頭），方便現(xiàn)場(chǎng)施工。另外在材質(zhì)上采用環(huán)保的ABS塑料取代玻璃鋼等不符合環(huán)保要求的材料。

4 結(jié)束語(yǔ)

結(jié)合紅外軸溫探測(cè)設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用中存在的問(wèn)題，對(duì)紅外軸溫探測(cè)箱的應(yīng)用現(xiàn)狀及存在的雪堵故障進(jìn)行了詳細(xì)的分析，保持優(yōu)點(diǎn)標(biāo)本兼治設(shè)計(jì)出HTK-499型具有防雪功能的探測(cè)箱，使紅外軸溫探測(cè)系統(tǒng)能更好地探測(cè)、預(yù)報(bào)車輛運(yùn)行情況，保證列車運(yùn)行安全。紅外設(shè)備不再受到高寒多雪等惡劣環(huán)境條件的影響，防止故障頻發(fā)，軸溫探測(cè)信息準(zhǔn)確率進(jìn)一步提高，減少維護(hù)人員的工作量，用準(zhǔn)確的探測(cè)、預(yù)報(bào)切實(shí)保證行車安全。