DWL—48連續(xù)走行搗固穩(wěn)定車的故障分析和處理

張建平

摘 要：文章主要針對(duì)DWL-48連續(xù)搗固穩(wěn)定車幾個(gè)典型的故障類型進(jìn)行分析，查找問題以此對(duì)設(shè)備的使用保養(yǎng)提供幫助，同時(shí)能確保施工的質(zhì)量和安全正點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：DWL-48搗固車；液壓系統(tǒng)；電氣系統(tǒng)；故障處理

DWL-48連續(xù)搗固穩(wěn)定車集電氣、液壓、機(jī)械、風(fēng)路、計(jì)算機(jī)程序控制于一身。其主要作用是對(duì)線路進(jìn)行機(jī)械化維修作業(yè)，能同時(shí)對(duì)線路進(jìn)行起道撥道搗固穩(wěn)定作業(yè)。該車可以分為6大系統(tǒng)：發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、高速走行系統(tǒng)、工作裝置系統(tǒng)、風(fēng)路系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)。整車配置四臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，兩臺(tái)道依茨水冷發(fā)動(dòng)機(jī)BFM81015和BF M61013，一臺(tái)6.8kw應(yīng)急發(fā)動(dòng)機(jī)、一臺(tái)生活發(fā)動(dòng)機(jī)。1015發(fā)動(dòng)機(jī)提供整車的動(dòng)力包括液壓系統(tǒng)、風(fēng)路系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)和高速走行系統(tǒng)動(dòng)力，1013發(fā)動(dòng)機(jī)提供穩(wěn)定作業(yè)的動(dòng)力和高速走行時(shí)的輔助動(dòng)力。應(yīng)急發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)責(zé)在主發(fā)動(dòng)機(jī)故障時(shí)進(jìn)行應(yīng)急起復(fù)作業(yè)。生活發(fā)動(dòng)機(jī)提供空調(diào)和生活用電。電氣系統(tǒng)分為程序控制系統(tǒng)、作業(yè)控制系統(tǒng)、輔助控制系統(tǒng)。工作裝置系統(tǒng)分為起道系統(tǒng)、撥道系統(tǒng)、搗固系統(tǒng)、穩(wěn)定系統(tǒng)。風(fēng)路系統(tǒng)分為作業(yè)風(fēng)路、制動(dòng)風(fēng)路。液壓系統(tǒng)分為主液壓系統(tǒng)、衛(wèi)星小車液壓系統(tǒng)、搗固液壓系統(tǒng)、起撥道液壓系統(tǒng)、穩(wěn)定液壓系統(tǒng)、靜液壓走行系統(tǒng)。高速走行系統(tǒng)由ZF變速箱和分動(dòng)箱、車軸齒輪箱構(gòu)成。

1 液壓系統(tǒng)故障

故障現(xiàn)象：主發(fā)動(dòng)機(jī)突然停機(jī)且無(wú)法起機(jī)，啟動(dòng)主發(fā)動(dòng)機(jī)故障應(yīng)急預(yù)案，啟動(dòng)應(yīng)急發(fā)電機(jī)進(jìn)行應(yīng)急起復(fù)收車。但是啟動(dòng)應(yīng)急發(fā)動(dòng)機(jī)后觀察主系統(tǒng)壓力只有10bar，無(wú)法進(jìn)行正常的收車作業(yè)。

故障分析：搗穩(wěn)車設(shè)計(jì)和生產(chǎn)有著較高的安全系數(shù)，其充分考慮到了當(dāng)主發(fā)動(dòng)機(jī)故障情況下的收車需要。正常情況下主系統(tǒng)壓力由1015發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)泵齒輪箱帶動(dòng)兩個(gè)三聯(lián)泵產(chǎn)生150bar的壓力，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)故障后通過(guò)應(yīng)急發(fā)電機(jī)帶動(dòng)的應(yīng)急液壓油泵向主系統(tǒng)出供油提供動(dòng)力源。同時(shí)對(duì)電氣系統(tǒng)的故障也做了安全預(yù)防措施，當(dāng)整車失電情況下也可以人工按壓液壓閥進(jìn)行收車，對(duì)起撥道裝置的起道油缸由于結(jié)構(gòu)的特殊采用人工控制三通閥當(dāng)需要的時(shí)候轉(zhuǎn)換閥的開口使壓力油送至起道油缸的小腔控制起撥道裝置提升。此故障的發(fā)生是由于應(yīng)急液壓泵的排量較小，同時(shí)遇系統(tǒng)存在內(nèi)泄的情況下導(dǎo)致無(wú)法建立壓力或者壓力偏低。后經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)是由于起道系統(tǒng)的伺服閥機(jī)械零點(diǎn)的偏移和起道換向閥中位結(jié)構(gòu)導(dǎo)致部分液壓油由此處進(jìn)行泄壓。主壓力油經(jīng)管路分三路送至起撥道系統(tǒng)，一路經(jīng)濾清器送至起撥道閥塊，一路送至起道油缸的下腔和夾鉗油缸控制閥，一路送至下一級(jí)工作系統(tǒng)。送至起撥道閥塊的壓力油（如圖）經(jīng)兩個(gè)起道伺服閥和一個(gè)撥道伺服閥再通過(guò)相對(duì)應(yīng)的電磁換向閥回路連接至相應(yīng)的油缸。伺服閥的作用是利用較小的伺服電流精準(zhǔn)控制液壓油的注油量達(dá)到對(duì)機(jī)械進(jìn)行精準(zhǔn)控制。該車系統(tǒng)要求在車輛靜止或者走行狀態(tài)下其伺服閥的油路和換向閥的油路要求處于回油狀態(tài)，防止出現(xiàn)對(duì)線路進(jìn)行破壞作業(yè)和減小走行阻力。因此出現(xiàn)這個(gè)問題一是要觀察平時(shí)作業(yè)中起道表指針的擺動(dòng)位置，如果出現(xiàn)起道至落道區(qū)域的情況說(shuō)明，存在伺服閥的零點(diǎn)偏移可能。出現(xiàn)這個(gè)狀況可以提前對(duì)伺服閥進(jìn)行檢查防止應(yīng)急起復(fù)狀況下出現(xiàn)壓力偏低的尷尬局面。二是如果應(yīng)急起復(fù)的情況下出現(xiàn)該問題，可以人工將電源引致起道換向閥電磁線圈端，使換向閥接通起道油缸小腔端。三是更換應(yīng)急泵的排量滿足起復(fù)要求。

2 電氣系統(tǒng)故障

故障現(xiàn)象：一號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)（BFM1015）無(wú)法啟動(dòng)，檢查發(fā)現(xiàn)是由于安全系統(tǒng)故障導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)電源缺失，發(fā)動(dòng)機(jī)高壓油泵無(wú)法打開噴油嘴處無(wú)燃油，啟動(dòng)馬達(dá)無(wú)動(dòng)作。

原因分析：DWL-48安全系統(tǒng)為搗穩(wěn)車發(fā)動(dòng)機(jī)工作電源、程控系統(tǒng)電源、功放系統(tǒng)電源、串行通訊系統(tǒng)電源供電，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生意外時(shí)按下緊急停車按鈕，安全系統(tǒng)可以瞬間失電、發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)，程控功放系統(tǒng)停止供電，避免以外的情況發(fā)生。

2.1 安全系統(tǒng)工作原理

安全系統(tǒng)核心元件是邏輯繼電器，邏輯繼電器其實(shí)就是微型處理器，由編程軟件來(lái)控制。邏輯繼電器有三個(gè)指示燈：

（1）A1-A2指示燈：指示工作電源回路正常，燈亮。

（2）K1指示燈：Si34與NS51連通，K1亮，該線路為低電平信號(hào)。

（3）K2指示燈：Si39與NS50連通，K2亮，該線路為高電平信號(hào)，高電平由Si39端子輸出。

只有當(dāng)這三個(gè)指示燈都亮，邏輯繼電器才能正常工作。邏輯繼電器工作有三個(gè)必要條件：

第一啟動(dòng)條件：S33與S39連通，是啟動(dòng)邏輯繼電器的觸發(fā)信號(hào)，該信號(hào)為高電平，S33為高電平輸出端。

第二緊急停止按鈕不能按下，Si34與NS51連通，K1亮，該線路為低電平信號(hào)。

第三緊急停止按鈕不能按下，Si39與NS50連通，K2亮，該線路為高電平信號(hào)，高電平由Si39端子輸出。

安全系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，所有緊急停止按鈕復(fù)位，邏輯繼電器工作第二、第三必要條件滿足，只要S33與S39連通進(jìn)行觸發(fā)，安全系統(tǒng)就可以工作。S33與S39連通的條件：95d3繼電器得電工作。95d3繼電器得電工作回路：S2-95d3-Si44-X141開關(guān)反聯(lián)鎖-接地。S33-95d2繼電器反聯(lián)鎖-95d1繼電器反聯(lián)鎖-95d3繼電器正聯(lián)鎖-S39，觸發(fā)信號(hào)連通，邏輯繼電器就開始工作，95d1、95d2繼電器得電，安全系統(tǒng)送電，2b35安全系統(tǒng)工作指示燈亮，同時(shí)S33與S39斷開。

在作業(yè)主電源主開關(guān)關(guān)閉時(shí)，按下任何一個(gè)緊急停止開關(guān)，安全系統(tǒng)斷電，2b35安全系統(tǒng)工作指示燈滅，同時(shí)S33與S39連通觸發(fā)信號(hào)；異常情況消除后，緊急停止按鈕復(fù)位，第二，第三條件滿足，安全系統(tǒng)恢復(fù)送電。在作業(yè)主電源主開關(guān)打開時(shí)，安全系統(tǒng)停止工作，S33與S39斷開，即便緊急停止按鈕復(fù)位，第二第三條件滿足，安全系統(tǒng)也不能啟動(dòng)。有兩個(gè)方法可以恢復(fù)啟動(dòng)：一是需要關(guān)閉作業(yè)主電源，二是直接按下安全系統(tǒng)重設(shè)按鈕。由此可見緊急停止會(huì)使邏輯繼電器缺少工作的必要條件，造成安全系統(tǒng)不能工作。

2.2 安全系統(tǒng)故障處理

邏輯繼電器工作要求三個(gè)指示燈必須都亮，如果邏輯繼電器不工作首先檢查三個(gè)指示燈。

2.2.1 A1-A2指示燈不亮，說(shuō)明工作電源回路不正常，檢查電源線和接地線。

2.2.2 K1指示燈不亮，Si34與NS51回路不通。檢查方法：將Si34、NS51從連線端拆下來(lái)，用萬(wàn)用表測(cè)量線路的通斷，如果線路不通，將Si39和NS50端子也拆下來(lái)，再將Si34接到Si39上，用測(cè)量電壓的方法比較好查找。

2.2.3 K2指示燈不亮，Si39與NS50回路不通，因?yàn)樵摼€路為高電平信號(hào)，高電平由Si39端子輸出，用測(cè)量電壓的方法往上查找。

2.2.4 觸發(fā)信號(hào)S33與S39回路不通。S33為高電平輸出端，測(cè)量S39，如果無(wú)電說(shuō)明回路不通。

2.2.5 如果以上都正常，就該換邏輯繼電器。

3 工作裝置故障

DWL-48提升油缸故障調(diào)查分析：

故障現(xiàn)象：使用DWL-48搗固車以來(lái)，搗固裝置提升油缸損壞的故障頻繁發(fā)生，平均每臺(tái)車每年因該提升油缸損壞而發(fā)生的故障至少2-3起。表現(xiàn)為：油缸活塞桿最細(xì)的根部出現(xiàn)疲勞折斷；活塞桿的連接處螺紋絲牙損壞。

原因分析：

3.1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)缺陷

搗穩(wěn)車單機(jī)裝載四片搗固裝置，能一次性完成三枕?yè)v固作業(yè)。其搗固裝置的結(jié)構(gòu)同08-32、09-32車搗固裝置簡(jiǎn)單區(qū)別是去除08-32（09-32）搗固裝置的一外鎬油缸結(jié)構(gòu)，并將兩片搗固裝置共同安裝在一邊作業(yè)區(qū)。每片搗固裝置有六個(gè)夾持油缸分布在振動(dòng)軸兩側(cè)，一側(cè)為兩個(gè)外單耳油缸和兩個(gè)內(nèi)雙耳油缸，一側(cè)為兩個(gè)內(nèi)單耳油缸。其不對(duì)稱設(shè)計(jì)給搗固裝置偏心振動(dòng)帶來(lái)的搗固裝置惡劣工況埋下了不良隱患。很顯然，DWL-48車搗固裝置振動(dòng)傳遞到提升油缸活塞桿頭的橫向剪切力遠(yuǎn)大于08-32（09-32）車搗固裝置同樣工況傳遞到提升油缸的剪切力。這為DWL-48車搗固裝置提升油缸活塞桿頻繁折斷的主要原因，而08-32、09-32車搗固裝置提升油缸活塞桿折斷卻很少出現(xiàn)。

DWL-48的搗固裝置也因其不對(duì)稱設(shè)計(jì)，使其導(dǎo)柱銅套易磨損，搗固裝置振動(dòng)時(shí)，其相對(duì)導(dǎo)柱有橫向較大振幅，更易造成提升油缸折斷。我基地一臺(tái)DG58搗穩(wěn)車（出廠編號(hào)09075）在使用半年時(shí)，右后搗固裝置就出現(xiàn)上述現(xiàn)象。后來(lái)發(fā)現(xiàn)，給上振動(dòng)壓力后，該片搗固裝置相對(duì)導(dǎo)柱有約3MM擺幅晃動(dòng)，搗固裝置相關(guān)的上、下導(dǎo)柱M30螺釘折斷多次，搗固裝置導(dǎo)柱銅套磨損嚴(yán)重并間隙過(guò)大，我們?cè)趽v固次數(shù)為301521次時(shí)申請(qǐng)保內(nèi)更換該片搗固裝置。

3.2 配件質(zhì)量不過(guò)關(guān)

3.2.1 目前昆明主機(jī)廠裝機(jī)的搗固裝置提升油缸為外協(xié)國(guó)產(chǎn)油缸、供應(yīng)到我基地油缸的廠家有2-3家，提升油缸關(guān)鍵部件活塞桿材質(zhì)的選擇很為重要。目前較好的選材加工是軍工配制的40GrMIiMOA型優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛造，機(jī)械加工后采用先進(jìn)的高頻淬火處理。但國(guó)內(nèi)該材質(zhì)的強(qiáng)度是否均達(dá)標(biāo)或受質(zhì)疑；且各廠家是否都選擇該材料、也未明知。

3.2.2 該提升油缸活塞桿與搗固裝置箱體連接關(guān)鍵配件帶孔螺母的材質(zhì)也應(yīng)選擇優(yōu)質(zhì)鋼材且需淬火熱處理，其鎖緊螺釘需M10-10.9、配合齒形墊圈。而供應(yīng)我們的提升油缸和帶孔螺母不一定為一個(gè)廠家，且很少有人關(guān)注兩種帶孔螺母區(qū)別。這就會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)以下誤區(qū)：

到貨的帶孔螺母并非一個(gè)廠家，質(zhì)量不一。帶孔螺母并非一種，客戶的各個(gè)層面（材料工程師、收料員、發(fā)料員、車組使用人員）和廠家只要有一方不了解其功能結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)就會(huì)出現(xiàn)：DWL-48車使用08-32車帶孔螺母UD65.1177，其鎖緊強(qiáng)度不夠；使用的鎖緊螺母M10不為10.9級(jí)；車組裝機(jī)帶孔螺母的鎖緊螺釘未裝配齒形墊圈和齒形螺母，難保證其防松。

帶孔螺母鎖緊不良，其螺紋和活塞桿螺紋不緊密鎖定，當(dāng)二者承受縱向拉伸力后會(huì)出現(xiàn)連接螺紋拉壞。鎖緊不良時(shí)帶孔螺母也會(huì)向下轉(zhuǎn)動(dòng)，使關(guān)節(jié)軸承處間隙變大，油缸活塞桿承受的沖擊變大。當(dāng)帶孔螺母向下轉(zhuǎn)動(dòng)到活塞桿螺紋下端，其鎖緊面積減少，更易造成活塞桿和帶孔螺母螺紋拉壞。

3.2.3 使用工況不良

DWL-48車在國(guó)內(nèi)進(jìn)行線路維修作業(yè)，其高精度的作業(yè)性能應(yīng)使其服役于客專有碴線路上。而現(xiàn)實(shí)是幾乎全部的DWL-48車均在II級(jí)線路上進(jìn)行作業(yè)過(guò)。線路道床板結(jié)，增加了搗固裝置提升油缸受力負(fù)荷，使其故障率增加。而大機(jī)操作人員不能深入領(lǐng)悟其害，往往在起道量小的線路上，還按常規(guī)參數(shù)給定搗固深度，搗固裝置下插受阻時(shí)間和力度加大，減少了搗固裝置提升油缸使用壽命。

3.2.4 使用保養(yǎng)不到位

前面我們也穿插敘述了用戶使用提升油缸、搗固裝置存在的一些問題，現(xiàn)匯總?cè)缦拢?/p>

（1）未使用DWL-48帶孔螺母UD66.3273、及配套的鎖緊螺釘、齒形墊圈、齒形螺母，且未定期檢查帶孔螺母的緊固程度、調(diào)整墊片的間隙。升降油缸的活塞桿與搗固裝置箱體之間安裝時(shí)冠形絞的間隙要調(diào)整合適，間隙過(guò)小，球冠絞轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活，影響升降油缸的擺動(dòng)。間隙過(guò)大，會(huì)在搗固裝置升降時(shí)產(chǎn)生沖擊現(xiàn)象，損壞活塞桿。合理的間隙為0.1mm，通過(guò)調(diào)整墊片調(diào)整該間隙。

（2）對(duì)搗固裝置導(dǎo)柱潤(rùn)滑狀況未及時(shí)發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致導(dǎo)柱銅套磨損，增加了提升油缸橫向擺幅程度，提升油缸易折斷。

（3）在起道量小的道床板結(jié)線路進(jìn)行搗固作業(yè)時(shí)，未適當(dāng)減小搗固深度，搗固裝置下插受阻時(shí)間和力度加大，減少了搗固裝置提升油缸使用壽命。

（4）當(dāng)作業(yè)結(jié)束收車時(shí)，有的操作人員先進(jìn)行搗固裝置鎖定操作，再進(jìn)行振動(dòng)卸荷操作，這對(duì)提升油缸受橫向剪切力增大有直接影響。因其活塞桿收到最短時(shí)，且搗固裝置已鎖定，未卸荷的振動(dòng)橫向作用力僅作用于活塞桿末端，應(yīng)力無(wú)法擴(kuò)散開，長(zhǎng)期錯(cuò)誤的操作，引起活塞桿末端疲勞折斷。

3.3 預(yù)防措施加強(qiáng)規(guī)范使用、保養(yǎng)方法

3.3.1 搗固裝置提升油缸設(shè)有緩沖節(jié)流閥，調(diào)節(jié)節(jié)流閥，油缸下插過(guò)程中改變油缸小腔流出油液流量，就可調(diào)節(jié)緩沖速度。

3.3.2 選擇合適的搗固裝置下插速度檔位，并通過(guò)調(diào)整搗固板EK-1AP11=TE188.053400上的P7（下插最大電流調(diào)整）、P8（下插預(yù)置電流調(diào)整）、P12（上升最大電流調(diào)整）、P17（下插預(yù)置電流調(diào)整）、P3（搗固裝置動(dòng)作起步緩沖積分時(shí)間調(diào)整），使四片搗固裝置運(yùn)動(dòng)同步、動(dòng)作柔和。

3.3.3 定期（二周）檢查一次帶孔螺母的緊固程度、調(diào)整墊片間隙是否合適?？稍趲Э茁菽概c活塞桿和鎖緊螺栓的螺紋接觸面涂上少量的螺紋緊固膠。當(dāng)鎖緊帶孔螺母后，可通過(guò)在帶孔螺母和鎖緊螺釘?shù)慕佑|面畫上記號(hào)，定期檢查其記號(hào)是否有位移，若有，則鎖緊螺釘松了需重新緊固。

3.3.4 每日檢查導(dǎo)柱潤(rùn)滑是否良好，當(dāng)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)柱沒有新油潤(rùn)滑時(shí)需查找潤(rùn)滑系統(tǒng)問題。當(dāng)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)柱僅一側(cè)潤(rùn)滑且長(zhǎng)時(shí)間工作后導(dǎo)柱變燙，則說(shuō)明導(dǎo)柱銅套變形或?qū)е押蛽v固裝置不同心，需及時(shí)檢查調(diào)整導(dǎo)柱位置。防止振動(dòng)時(shí)搗固裝置將會(huì)出現(xiàn)橫向擺幅，增大提升油缸的橫向剪切力。

3.3.5 當(dāng)作業(yè)結(jié)束收車時(shí)，操作人員必須先進(jìn)行振動(dòng)卸荷操作，再進(jìn)行搗固裝置鎖定操作。

3.3.6 在起道量小的道床板結(jié)線路進(jìn)行搗固作業(yè)時(shí)，需適當(dāng)減小搗固深度，減少搗固裝置下插受阻時(shí)間和力度，提高搗固裝置提升油缸使用壽命。

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