激光準(zhǔn)直測(cè)量系統(tǒng)的運(yùn)用和常見(jiàn)故障處理

(天津鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院，天津 300240)

準(zhǔn)直，就是給出一條標(biāo)準(zhǔn)的直線作為測(cè)量的基準(zhǔn)線。檢測(cè)鐵路線路方向偏差的基準(zhǔn)線是張緊于搗固車下面A、D兩檢測(cè)小車中間的鋼弦線，這根基準(zhǔn)線的長(zhǎng)度只有21.lm。可以想象，用這么短的基準(zhǔn)線來(lái)檢測(cè)方向偏差并據(jù)此來(lái)?yè)艿溃@在曲線地段尚可，而在直線區(qū)段，顯然精度是不夠的，特別是在百米以上的長(zhǎng)直線區(qū)段，偏差較小而長(zhǎng)距離的方向不良(俗稱慢彎)不能撥直。為了解決這個(gè)間題，提高直線地段撥道的質(zhì)量，在鐵路線路方向偏差檢測(cè)裝置中附加了激光準(zhǔn)直測(cè)量系統(tǒng)。

一、搗固車激光準(zhǔn)直測(cè)量系統(tǒng)工作原理

我國(guó)鐵路大型搗固車都裝備有激光準(zhǔn)直測(cè)量系統(tǒng)。D08-32和D09-32型搗固車裝有一維激光準(zhǔn)直系統(tǒng)，可滿足搗固車的自動(dòng)撥道作業(yè)要求，激光準(zhǔn)直測(cè)量系統(tǒng)作為搗固車的起道或起、撥道作業(yè)導(dǎo)向，體現(xiàn)了“長(zhǎng)弦測(cè)量”的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。

D08-32、D09-32型搗固車裝備的JZT型激光準(zhǔn)直測(cè)量系統(tǒng)，如圖1所示?；竟ぷ髟硎恰惫怆娊邮铡獧C(jī)械跟蹤”；激光接收器只在水平方向自動(dòng)跟蹤(稱作”一維激光系統(tǒng)”)，適用于在長(zhǎng)直線路引導(dǎo)搗固車實(shí)現(xiàn)自動(dòng)撥道作業(yè)，最大工作距離600～800m，作業(yè)后的線路軌向精度可以達(dá)到±2mm。

圖1 激光準(zhǔn)直測(cè)量系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要由激光發(fā)射器、激光接收器、接收跟蹤架、發(fā)射調(diào)整架四部份組成。其工作原理為：定位于前方軌道中心的激光發(fā)射器，向搗固車前端的激光接收器射出一束扇形激光束，如圖2所示。接收器會(huì)自動(dòng)跟蹤激光束，使接收器中央始終處于激光束的中心；在左右跟蹤過(guò)程中發(fā)生的位移量經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)，經(jīng)控制電路處理后，指導(dǎo)搗固車的撥道機(jī)構(gòu)進(jìn)行撥道作業(yè)。激光接收器如圖3所示。

圖2 激光發(fā)射器發(fā)射扇形激光束

圖3 激光接收器

當(dāng)激光束落在接收器中央時(shí)，接收電路處于平衡狀態(tài)，無(wú)任何信號(hào)輸出；中位指示燈亮(遠(yuǎn)距離時(shí)，由于激光束在空氣中會(huì)發(fā)生漂移，搗固車的左右指示燈有節(jié)奏地交替閃爍)，如圖4所示。

圖4 指示燈閃爍

二、激光準(zhǔn)直測(cè)量系統(tǒng)的操作方法(以08-32搗固車為例)

1.搗固車的準(zhǔn)備：打開(kāi)作業(yè)電源；放下所有測(cè)量小車；張緊測(cè)量鋼弦，撥道系統(tǒng)置于“三點(diǎn)法作業(yè)”狀態(tài)，測(cè)量小車靠軌方式設(shè)為“左預(yù)加載”，并且將撥道全部輸入值回零，把搗固車停在撥道起點(diǎn)上且撥道應(yīng)在零點(diǎn)位置上(撥道表針位于紅區(qū)中央)。

2.激光發(fā)射小車放到搗固車前軌道上，裝上蓄電池盒(激光發(fā)射控制盒)，再裝上激光發(fā)射裝置并把2個(gè)固定螺栓擰緊，插上電源插頭。然后將發(fā)射小車向前推移到指定的位置(約300m)，鎖緊在基準(zhǔn)軌上(左軌)，搖動(dòng)底手柄，使激光發(fā)射架移到設(shè)定的撥道基準(zhǔn)點(diǎn)。

3.放下激光接收小車，打開(kāi)接收器護(hù)罩蓋并鎖牢;將B77 箱的b1開(kāi)關(guān)扳至工作位“Laser”，將B4箱上4b1開(kāi)關(guān)扳至調(diào)整位(中位)“adj”，此時(shí)接收器處于調(diào)整工作狀態(tài)。

4.將撥道輸入數(shù)據(jù)選擇開(kāi)關(guān)置于“2”位，檢查撥道輸入數(shù)據(jù)顯示值，如不為零則按動(dòng)B4箱上的4b13鈕或4b14鈕，將接收器顯示至“0”。

5.發(fā)射器的定位：打開(kāi)發(fā)射器上的開(kāi)關(guān)至“開(kāi)”位，發(fā)射器射出激光束：仔細(xì)調(diào)整發(fā)射調(diào)整架的微調(diào)鈕，通過(guò)瞄準(zhǔn)鏡觀察，使瞄準(zhǔn)鏡的十字絲交叉點(diǎn)落在接收屏中央，此時(shí)應(yīng)鎖緊水平粗調(diào)旋鈕，然后仔細(xì)轉(zhuǎn)動(dòng)水平微調(diào)鈕，直至搗固車前端接收指示燈的中位燈亮，或左右燈有節(jié)奏的交替閃亮，如圖4所示，即完成激光對(duì)中工作。

6.將B4箱上的4b1開(kāi)關(guān)扳至跟蹤位(右位)“on”，接收裝置處于自動(dòng)跟蹤狀態(tài)，搗固車即可開(kāi)始自動(dòng)撥道搗固作業(yè)。

7.待搗固車作業(yè)至發(fā)射小車5～10m左右時(shí)，停止作業(yè)，關(guān)閉激光發(fā)射器電源開(kāi)關(guān)，將發(fā)射小車向前推移，此時(shí)如果激光撥道顯示值仍有撥道量應(yīng)手動(dòng)把其順至零，重復(fù)前述操作步驟進(jìn)行下一段作業(yè)。注意：此時(shí)接收器不要移動(dòng)位置，作為下一次激光作業(yè)的起點(diǎn)撥道位置。

8.使用完畢后激光接收器開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)至充電位。作業(yè)中，一號(hào)位和二號(hào)位應(yīng)加強(qiáng)協(xié)調(diào)聯(lián)系，隨時(shí)注意監(jiān)視撥道表指針的擺動(dòng)狀態(tài)及撥道值的變化情況，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)停止作業(yè)。激光準(zhǔn)直測(cè)量系統(tǒng)的準(zhǔn)直距離是10～600m，準(zhǔn)直精度是300m左右，所以激光撥道距離應(yīng)在300m左右，距離太長(zhǎng)可能影響撥道精度。

三、激光準(zhǔn)直測(cè)量系統(tǒng)的故障及排除

序號(hào)故障現(xiàn)象原因排除方法1發(fā)射器不出光1.發(fā)射器電源電壓過(guò)低2.發(fā)射器失效或損壞1.更換新電池2.更換發(fā)射器2接收距離短1.發(fā)射器射出的激光束不平行2.激光管老化,功率下降1.校準(zhǔn)光束2.更換發(fā)射器3接收距離嚴(yán)重跑偏(持續(xù)向一側(cè)移動(dòng))1.接收器工作電壓低2.接收器失效或損壞1.更換蓄電池或檢查充電電路板2.更換接收器4接收跟蹤不穩(wěn)定或精度嚴(yán)重失常1.發(fā)射調(diào)整架水平軸套配合間隙增大,造成左右微擺2.橫向風(fēng)力較大(四五級(jí)以上)3.接收器光電元件老化1.更換水平移動(dòng)架2.不宜使用激光3.更換接收器51.跟蹤架位移傳感器2.牽引鋼絲繩回縮不連續(xù)、不均勻1.鋼絲輪復(fù)位彈簧失效或折斷2.鋼絲輪上鋼絲出槽1.更換復(fù)位彈簧2.重新盤(pán)繞鋼絲輪

四、激光準(zhǔn)直測(cè)量系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)

1.檢查發(fā)射器的電池電量是否充足，否則應(yīng)更換新電池。B型發(fā)射器若長(zhǎng)期不用時(shí)，電池應(yīng)及時(shí)取出，防止電池液腐蝕發(fā)射器內(nèi)部的元件。在更換電池時(shí)，不要用力擰電源控制器的外筒。應(yīng)逆時(shí)針旋開(kāi)聯(lián)接套，將尾端控制器取下，取出舊電池?fù)Q上新電池。然后將尾端控制器復(fù)原(注意對(duì)準(zhǔn)定位銷)，順時(shí)針旋緊聯(lián)接套。

2.定期測(cè)量接受器充電電源箱(B77箱)的輸出電壓值(帶負(fù)載時(shí)測(cè)量)，測(cè)量點(diǎn)在E19或E61，若低于9V，則應(yīng)更換蓄電池或檢查充電電路板是否正常。

3.定期(每三個(gè)月)檢查發(fā)射器射出的激光束是否平行(在夜間露天進(jìn)行)，否則應(yīng)及時(shí)校準(zhǔn)，校準(zhǔn)時(shí)將激光束投射到前方100m處的垂直平面上，光帶的寬度應(yīng)是12～16mm，否則光束是不平行光束。同時(shí)還要檢查和校準(zhǔn)瞄準(zhǔn)鏡十字絲中心是否對(duì)準(zhǔn)光斑中央(也是在夜間露天進(jìn)行)。

4.定期(每三個(gè)月)檢查瞄準(zhǔn)鏡十字絲中心是否對(duì)準(zhǔn)光斑中央(也是在夜間露天進(jìn)行)，否則應(yīng)及時(shí)校準(zhǔn)，校準(zhǔn)時(shí)將激光束圓斑投射到前方100m處的垂直平面上，從目鏡中觀察激光束圓光斑是否落在十字絲交點(diǎn)上。如沒(méi)有落在十字絲交點(diǎn)上，應(yīng)調(diào)整瞄準(zhǔn)鏡的水平與垂直調(diào)整鈕使十字絲落在激光圓斑中心。裝好柱面鏡，再?gòu)哪跨R中觀察十字絲的垂絲是否與激光束重合，如果不是，則旋松瞄準(zhǔn)鏡固定螺釘，微轉(zhuǎn)動(dòng)瞄準(zhǔn)鏡外筒使目鏡中的垂絲與激光束重合。

5.按圖5所示定期檢查跟蹤架位移傳感器的鋼絲繩回縮是否連續(xù)、均勻。

圖5 位移傳感器

(6)定期為接收跟蹤架的傳動(dòng)絲杠和導(dǎo)杠加注潤(rùn)滑油。

(7)經(jīng)常檢查各部螺栓聯(lián)接是否可靠。

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