許小進(jìn) 俞乃修 中國(guó)鐵路上海局集團(tuán)有限公司合肥機(jī)務(wù)段
鐵路運(yùn)輸使用的電力機(jī)車(chē)或內(nèi)燃機(jī)車(chē)均采用電傳動(dòng)方式控制。機(jī)車(chē)的控制電路、輔助電路、安全保護(hù)電路等多采用接觸器或繼電器來(lái)控制,達(dá)到互控、聯(lián)鎖功能。每臺(tái)機(jī)車(chē)均安裝多種型號(hào)、數(shù)量達(dá)幾十個(gè)接觸器。大多數(shù)都是電器故障,我們按照作業(yè)指導(dǎo)書(shū)和應(yīng)急處置的規(guī)定,可以人工閉合相應(yīng)的繼電器或接觸器維持運(yùn)行。但是由于接觸器的種類(lèi)很多,人工閉合工具多種多樣,導(dǎo)致容易混淆、丟失,造成閉合不成功。使用的方法五花八門(mén)導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)操作錯(cuò)誤增加,造成一次成功率低閉合的工具也缺乏,往往影響列車(chē)運(yùn)行。
針對(duì)上述不足,研制一種通用型接觸器繼電器人工閉合鑰匙,具有使用攜帶方便,準(zhǔn)確高效的特點(diǎn)。
2016年8月~12月份我段機(jī)車(chē)故障84起(如圖1所示),其中電器故障63起,占總次數(shù)75%,電器故障中接觸器繼電器故障46起,占總次數(shù)54%,占電器故障73%。由此可見(jiàn)接觸器繼電器故障是導(dǎo)致機(jī)車(chē)故障的主要原因。機(jī)車(chē)電器故障后,最簡(jiǎn)單快捷的方法是將未能正常吸合的接觸器繼電器人工閉合。
圖1 2016年8月-12月份我段內(nèi)燃機(jī)車(chē)故障情況調(diào)查
我們對(duì)各型號(hào)機(jī)車(chē)使用的接觸器和繼電器型號(hào)進(jìn)行梳理,發(fā)現(xiàn)機(jī)車(chē)部分接觸器 QCC1-0104、CZQ-40/22,沙爾特寶S141、S152配備人工閉合器鑰匙,其他各類(lèi)型的接觸器繼電器沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的閉合工具。配備的閉合器鑰匙丟失率嚴(yán)重,我們決定研制一種通用型接觸器繼電器人工閉合鑰匙,讓機(jī)車(chē)乘務(wù)員隨身攜帶,方便處理故障。
機(jī)車(chē)部分接觸器QCC1-0104、CZQ-40/22,沙爾特寶S141、S152配備人工閉合器鑰匙(如圖2所示),其他各類(lèi)型的接觸器繼電器沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的閉合工具。我們對(duì)機(jī)車(chē)上使用接觸器繼電器型號(hào)及人工閉合情況(表1)、各型號(hào)機(jī)車(chē)使用接觸器繼電器型號(hào)(表2)、機(jī)車(chē)上常用接觸器繼電器的人工閉合方式(表3)、機(jī)車(chē)上常用接觸器繼電器的閉合行程(表4)進(jìn)行分析,采用一體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路,利用結(jié)構(gòu)的尺寸和形狀來(lái)滿足閉合要求,研制一種通用型接觸器繼電器人工閉合鑰匙,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多種接觸器和閉合器的人工閉合。
圖2 常用人工閉合器鑰匙
表1 機(jī)車(chē)接觸器繼電器型號(hào)及人工閉合情況表
表2 各型號(hào)機(jī)車(chē)使用接觸器繼電器型號(hào)
表3 機(jī)車(chē)上常用接觸器繼電器的人工閉合方式表
表4 機(jī)車(chē)上常用接觸器繼電器的閉合行程表
根據(jù)現(xiàn)有的四種人工閉合鑰匙,分析他們的工作特點(diǎn),結(jié)構(gòu)特性,科學(xué)合理的組合成為一體,成為一種通用型人工閉合鑰匙的雛型(如圖3所示)。
圖3 通用型人工閉合鑰匙的雛型
根據(jù)ND5型內(nèi)燃機(jī)車(chē)GE通用型接觸器人工閉合的特點(diǎn),對(duì)通用型人工閉合鑰匙增加了一個(gè)斜面。根據(jù)各型號(hào)接觸器繼電器的閉合行程,利用軟件構(gòu)建了3D模型。(如圖4所示)
圖4 通用型人工閉合鑰匙3D模型
通過(guò)檢測(cè)硬質(zhì)塑料的強(qiáng)度和絕緣性能,通過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)所使用的硬質(zhì)塑料PLA的硬度是莫氏硬度為2.8,絕緣性能極好,滿足閉合器需要的強(qiáng)度和絕緣度(如圖5所示)。
圖5 通用型人工閉合鑰匙絕緣測(cè)量
測(cè)量需要使用鋼針閉合的QCC2-800和CZQ-40/22兩種接觸器的閉合孔形狀和閉合行程。鎖閉鋼針的設(shè)計(jì):大鋼針的長(zhǎng)度為14 mm,直徑為3 mm;小鋼針的長(zhǎng)度為7 mm,直徑為2 mm。
將SOLIDWORKS創(chuàng)建的3D模型,使用3D打印機(jī)打印出實(shí)物 (如圖6所示)。與之前設(shè)計(jì)的鋼釘裝配,形成一件完整的人工閉合鑰匙。
圖6 3D打印機(jī)打印實(shí)物
在機(jī)車(chē)電器間,使用通用型接觸器繼電器人工閉合鑰匙對(duì)各型號(hào)接觸器繼電器進(jìn)行人工閉合??梢詽M足作業(yè)指導(dǎo)書(shū)提到的8種類(lèi)型接觸器和繼電器的閉合(表 5)。
表5 各型接觸器現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證結(jié)果一覽表現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)
通用型接觸器繼電器人工閉合鑰匙具有體積小,重量輕,攜帶方便,能夠閉合多種繼電器接觸器,使用方便快捷,一次閉合成功率高,保障行車(chē)安全。另外在研制過(guò)程中使用3D打印技術(shù),縮短了研制周期和費(fèi)用,對(duì)今后技改工具的研制有積極的作用。