CED180型受電弓快排閥故障分析及改進(jìn)措施

王志偉

【摘 要】根據(jù) CED180型受電弓快排閥的結(jié)構(gòu)原理及工作性質(zhì)，通過對2015年上半年出現(xiàn)的20多起自動(dòng)降弓誤動(dòng)作、受電弓升不起等故障的處理分析，確定導(dǎo)致受電弓這些故障的原因，并提出整改措施。

【關(guān)鍵詞】CED180型受電弓;快排閥;自動(dòng)降弓

中圖分類號(hào)： U264.34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）12-0183-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.12.089

1 問題的提出

CED180型受電弓是一種具有快速降弓保護(hù)功能的氣囊驅(qū)動(dòng)式受電弓， 朔黃鐵路于2013年開始對37臺(tái)SS4B型電力機(jī)車采用CED180型氣囊受電弓，經(jīng)過兩年多時(shí)間的實(shí)際運(yùn)用，自動(dòng)降弓誤動(dòng)作、受電弓升不起的故障時(shí)常發(fā)生，僅2015年上半年機(jī)車運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，自動(dòng)降弓誤動(dòng)作9件、受電弓升不起13件，不僅造成檢修成本的上升，而且造成檢修職工的勞動(dòng)強(qiáng)度增加，嚴(yán)重影響了正常運(yùn)輸秩序，給安全生產(chǎn)埋下質(zhì)量隱患。

2 CED180型受電弓工作原理及快排閥構(gòu)造原理

該型受電弓主要由底架、絕緣子、鉸鏈機(jī)構(gòu)、導(dǎo)流線、弓頭、平衡桿、升弓氣囊裝置、阻尼器和閥板等部件組成。

受電弓的升弓和降弓運(yùn)動(dòng)通過控制進(jìn)入或釋放氣囊的壓縮空氣來實(shí)現(xiàn)。氣閥板上電磁閥得電，壓縮空氣通過氣路裝置和快速降弓閥進(jìn)入氣囊，氣囊收到壓縮空氣的作用膨脹抬升，使得蝴蝶座通過鋼絲繩拉拽下臂桿，這樣，受電弓在鋼絲繩的作用下，將隨著氣囊膨脹的大小而先快后慢地升弓;電磁閥失電，閥腔通大氣，快速降弓閥中的快排閥口打開，氣囊升弓裝置內(nèi)的壓縮空氣通過快排閥迅速排除，氣囊收縮，受電弓靠自重迅速降弓，整個(gè)降弓過程先快后慢。

2.1 快排閥主要構(gòu)造及主要技術(shù)參數(shù)

滑板由于任何損壞（破損或過度磨損）造成壓縮氣體泄露，氣囊將通過快排閥排氣，從而實(shí)現(xiàn)受電弓的自動(dòng)降弓?？炫砰y主要由閥體、彈簧、模板總成和上蓋等部件組成（如下圖2所示）。

2.1.1 機(jī)械性能

最小工作氣壓：0.2MPa

最大工作氣壓：0.85MPa

正常壓力工作范圍：0.20～0.85MPa

額定流量：≥3500L/min

2.1.2 開啟壓差

當(dāng)快排閥完全開啟時(shí)，進(jìn)氣腔與控制腔之間的壓力差應(yīng)為0.18±0.02MPa

2.1.3 響應(yīng)時(shí)間

開啟壓差形成與閥全開啟狀態(tài)的時(shí)間差：≤0.1s

2.2 快排閥作用原理

受電弓快排閥氣路如圖3所示，當(dāng)受電弓碳滑板受損出現(xiàn)泄漏時(shí)，受電弓的ADD氣路的壓力下降，快排閥下腔的壓力將大于快排閥上腔的壓力，快排閥膜板將打開快排閥下腔通往大氣的通路，受電弓的工作壓力將快速下降，導(dǎo)致受電弓快速降弓。與此同時(shí)壓力開關(guān)由于氣壓下降而動(dòng)作給出信號(hào)，LCU邏輯控制單元檢測到壓力開關(guān)動(dòng)作信號(hào)后執(zhí)行分主斷、降弓，兩節(jié)司機(jī)室蜂鳴報(bào)警，BCU制動(dòng)控制單元接受LCU發(fā)出的減壓信號(hào)843，執(zhí)行列車管常用制動(dòng)減壓80Kpa左右。以保證在受電弓降弓開始之前，機(jī)車能夠先行切斷機(jī)車電源和制動(dòng)停車的功能。

3 原因分析

機(jī)車壓縮空氣通過受電弓氣閥板后由快排閥進(jìn)氣口進(jìn)入到快排閥下腔，之后壓縮氣體會(huì)迅速地由快排閥膜板上的快排閥阻尼孔進(jìn)入到快排閥上腔，快排閥上下腔氣壓逐漸達(dá)到一致，由于快排閥膜板上腔的壓力接觸面積比下腔的壓力接觸面積大，快排閥上腔給膜板的壓力會(huì)比下腔大，這樣快排閥膜板封住快排閥下腔通往大氣的通路，很好地保證下腔的氣密性，從而保證受電弓快排閥的正常工作。

根據(jù)受電弓快排閥結(jié)構(gòu)及工作原理，通過對自動(dòng)降弓誤動(dòng)作、受電弓升不起等故障的查找處理、匯總分析。造成快排閥異常排氣有以下兩種原因：

（1）當(dāng)ADD 氣路及壓力開關(guān)氣路泄漏或快排閥膜板上直徑0.8mm阻尼孔堵塞，快排閥上腔氣壓小于下腔， 受電弓快排閥才會(huì)排入大氣，當(dāng)快排閥出現(xiàn)排風(fēng)現(xiàn)象時(shí)，就會(huì)將受電弓升弓氣囊中的壓縮氣體一起排向大氣，從而導(dǎo)致受電弓的自動(dòng)降弓動(dòng)作。

（2）受電弓快排閥內(nèi)橡膠模板由于材質(zhì)使用不良，主要由于凸起變形引起，橡膠層與閥口的黏結(jié)度不夠好，在模板與閥口圓周處出現(xiàn)氣隙，受電弓氣囊中的壓縮空氣通過氣隙排入大氣，導(dǎo)致受電弓升不起的情況發(fā)生。

4 采取的措施

（1）通過對受電弓故障處理情況來看，出現(xiàn)的受電弓快排閥非正常排氣現(xiàn)象，主要原因就是由于快排閥阻尼孔被雜質(zhì)堵塞，由于快排閥排風(fēng)可能會(huì)將下腔中的雜質(zhì)排出大氣，這樣拆解快排閥可能無法檢查到快排閥下腔的雜質(zhì)，回段后檢查試驗(yàn)都正常。因此，保證受電弓供風(fēng)氣路的清潔度是保證受電弓快排閥穩(wěn)定的關(guān)鍵，采取在快排閥進(jìn)氣口增加過濾網(wǎng)的方式對進(jìn)入快排閥的氣體進(jìn)行清潔過濾，這樣可以確保受電弓快排閥的正常工作。

（2）加強(qiáng)日常的維護(hù)。在機(jī)車進(jìn)行修程時(shí)，由專業(yè)班組對受電弓快排閥進(jìn)行拆解，對快排閥橡膠模板及阻尼孔暢通情況進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)模板裂損、老化、變形等情況進(jìn)行更新，快排閥內(nèi)部進(jìn)行清潔。同時(shí)，認(rèn)真做好受電弓性能試驗(yàn)，對ADD氣路及壓力開關(guān)氣路密封性進(jìn)行緊固檢查，確保氣路無泄漏。

（3）選購質(zhì)量好的橡膠模板。橡膠模板的質(zhì)量好壞直接影響到快排閥密封的效果，因此材料選購時(shí)，應(yīng)符合表面無缺料、凸起、氣泡、氣孔、裂紋、折痕、變形等缺陷，保證在-50℃-70℃的環(huán)境溫度條件下有良好的密封性和動(dòng)作靈敏性，橡膠彈性和韌性符合橡膠件要求，避免因材料質(zhì)量出現(xiàn)的故障。

5 達(dá)到的效果

通過對韶山4B型電力機(jī)車CED180型受電弓快排閥的技術(shù)改進(jìn)，經(jīng)過三個(gè)月時(shí)間機(jī)車運(yùn)行情況，未出現(xiàn)此類故障情況，保證了安全運(yùn)輸，達(dá)到了預(yù)期的效果。