HX型機車撒砂故障原因分析及改進措施

田雪姣

摘 要：對HX型機車撒砂系統(tǒng)原理進行介紹，并結(jié)合機車現(xiàn)場實際運用情況，對撒砂量不足或不撒砂問題進行了理論分析及試驗驗證，分析故障原因并提出改進措施。

撒砂系統(tǒng)主要作用是給機車提供符合規(guī)定要求的用砂，以提高機車黏著力，防止機車輪對空轉(zhuǎn)和緊急制動時輪對滑行。撒砂系統(tǒng)對機車運行狀態(tài)影響較大，撒砂系統(tǒng)故障不撒砂或砂量不足，輕則造成機車輪對空轉(zhuǎn)，重則造成列車坡停，嚴重影響行車安全及運輸秩序，故障隱患極大。

一、HX型機車撒砂系統(tǒng)作用原理介紹

撒砂系統(tǒng)由撒砂控制電磁閥、撒砂控制閥、砂箱及撒砂軟管等組成，機車司機室端及冷卻室端各設(shè)置一個砂箱，砂箱下部連接撒砂控制閥，砂箱內(nèi)砂子在重力作用下直接進入撒砂控制閥砂槽內(nèi)。

當(dāng)機車發(fā)出撒砂指令時，撒砂控制電磁閥得電。此時，撒砂電空閥的進風(fēng)口與出風(fēng)口溝通，總風(fēng)經(jīng)撒砂電磁閥進入撒砂風(fēng)管，撒砂風(fēng)管連接到撒砂控制閥進風(fēng)管，吹動撒砂控制閥砂槽內(nèi)的砂子進入撒砂軟管，砂子在壓力空氣的流動和重力的作用下灑到鋼軌軌面，完成機車撒砂動作。

二、HX型機車撒砂裝置故障現(xiàn)象與判斷方式

在對HX型修理機車進行試驗時，頻發(fā)撒砂量不足或者是不撒砂的故障。由于涉及管路、部件較多，且更換撒砂控制閥操作較不方便，所以有效判斷撒砂故障并進行排除就顯得非常必要。根據(jù)撒砂系統(tǒng)工作原理，制定了撒砂系統(tǒng)故障處理流程，當(dāng)HX型機車的撒砂裝置某部位的砂管出現(xiàn)不撒砂或砂量不足現(xiàn)象時，可按照以下步驟判斷：

（1） 將機車撒砂控制閥進風(fēng)管的接頭拆開，給定一個撒砂信號，檢查壓縮空氣功能是否正常，并判斷此時的壓力大小，如果沒有壓縮空氣，則對進風(fēng)管路、電線路和撒砂電磁閥進行檢查;若壓縮空氣壓力偏小，則對進風(fēng)管路和撒砂電磁閥進行檢查，排除故障;

（2）將撒砂軟管和撒砂控制閥的連接接頭斷開，給定一個撒砂信號，然后檢查撒砂器出砂口是否出砂。如果沒有砂子流出，則為撒砂控制閥發(fā)生故障或砂箱內(nèi)砂子堵塞;此時若出砂口有砂子流出，基本可以確定是撒砂軟管堵塞;

（3）對撒砂軟管進行檢查，查看軟管內(nèi)部是否出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，如果撒砂軟管發(fā)生堵塞，及時進行疏通;

三、HX機車撒砂裝置故障的主要原因及改進措施

根據(jù)在試驗階段對撒砂問題處理經(jīng)驗，HX型機車撒砂裝置在運行過程中出現(xiàn)砂量不足或不撒砂的問題主要原因如下：

1、撒砂閥或軟管堵塞

在對現(xiàn)場撒砂量不足或不撒砂問題處理過程中，發(fā)現(xiàn)撒砂閥或軟管有時會堵塞，當(dāng)對軟管或撒砂閥進行清理后，故障消除。

經(jīng)分析認為，若砂箱內(nèi)粉末狀砂子的含量較高或運行過程中自身振動摩擦，導(dǎo)致砂子中存在一定粉塵，砂箱內(nèi)砂子受潮，長時間會導(dǎo)致砂子結(jié)塊并堵塞進砂口、出砂口，進而導(dǎo)致不撒砂或者撒砂不足。同時，砂箱內(nèi)砂子不清潔（如存在雜物、樹枝等）也易導(dǎo)致撒砂閥堵塞現(xiàn)象。

改進措施：在C6級修程時對機車砂箱砂子進行全部清理，所有砂箱蓋密封件進行更換并對撒砂閥進行下車檢修，并對所有撒砂軟管進行更新，確保撒砂閥風(fēng)路暢通。

2、砂子質(zhì)量問題

現(xiàn)場處理故障過程中發(fā)現(xiàn)，3、4軸撒砂狀態(tài)不良，用手觸摸撒砂管出口，明顯感覺到有壓縮空氣排出，但無砂子灑出。分析認為，HX型機車撒砂裝置對于砂子的規(guī)格、尺寸、晶體分布等參數(shù)具有一定的要求。在機車新造時，機車全部要求加砂為石英砂，顆粒大小均勻、無粉塵。但在機務(wù)段運用過程中，補充的砂子為普通砂，砂粒較大，而3、4軸撒砂軟管較長，導(dǎo)致壓縮空氣到達3、4軸撒砂管時動力不夠，無法大量將大顆粒砂粒吹出撒砂管;

改進措施：機車檢修時，所有砂箱內(nèi)砂子全部更換為廠內(nèi)使用的細砂，同時，加砂時對砂子質(zhì)量進行檢查，確認無粉塵及雜物。

3、撒砂控制閥本身結(jié)構(gòu)問題

在對現(xiàn)場撒砂故障處理過程中，在排除電氣線路、空氣管路、撒砂控制閥、撒砂管路等部件故障后，機車仍存在撒砂量不足的問題，更換撒砂控制閥后故障消除，所以判斷撒砂控制閥本身也存在一定問題。

（1）撒砂控制閥結(jié)構(gòu)介紹

撒砂控制閥結(jié)構(gòu)如圖2所示，砂子靠重力進入砂槽形成自然休止角，可通過調(diào)節(jié)砂量閥門A的位置來調(diào)整撒砂量，調(diào)節(jié)時按照閥體上的標(biāo)記指向“L0”為減小撒砂量，反方向移動則為增加撒砂量。標(biāo)記“1”“2”“3”，用于指示砂量，當(dāng)指示標(biāo)記在“1”和“2”之間時，撒砂器大約每分鐘向軌道撒砂0.45kg。

如果撒砂控制器工作不正常，則可通過關(guān)閉旋轉(zhuǎn)式撒砂活門。為了方便關(guān)閉，在撒砂控制閥兩側(cè)均設(shè)有手柄。清潔撒砂控制閥內(nèi)部，重裝底部螺堵和快速拆卸法蘭后，再將旋轉(zhuǎn)式撒砂活門旋轉(zhuǎn)至開啟位。此時，手柄應(yīng)處在直上直下的位置。

1-轉(zhuǎn)動桿;2-轉(zhuǎn)軸;3-密封圈;4-螺母;5-連接盤;6-活門座;7-活門;8-撒砂活門體;9-密封墊;10-撒砂量調(diào)節(jié)部件;11-撒砂管;12-緊固螺釘;13-彈簧;14-供砂連接法蘭;15-密封墊;16-撒砂控制器體;17-帶手柄的管螺堵。

（2）撒砂控制閥工作原理及存在的問題

當(dāng)砂子靠重力進入撒砂控制閥砂槽形成自然休止角，撒砂控制電磁閥接到撒砂指令后，通過撒砂進風(fēng)管向砂槽提供壓縮空氣，壓縮空氣吹動砂子進入撒砂軟管并灑向軌道。

但在對撒砂控制器進行研究時，發(fā)現(xiàn)撒砂控制器內(nèi)部的吹砂管過長，吹砂管壓縮空氣直接吹向供砂管出口，如圖3所示，大部分在砂槽內(nèi)的砂子是無法被壓縮空氣吹到，導(dǎo)致只有很少一部分砂子被吹砂管的壓縮空氣吹到，所以進入供砂管內(nèi)砂量較少，到達軌面的砂量就會不足，不能滿足機車撒砂量標(biāo)準(zhǔn)要求。

（3）改進措施：

通過以上分析，我們認為吹砂管過長會導(dǎo)致到達供砂管的砂量過少。所以，我們分析可以通過縮短吹砂管使吹砂管內(nèi)的壓縮空氣可以更多接觸到砂子并將砂子吹入到供砂管內(nèi)，以達到機車撒砂量標(biāo)準(zhǔn)，如圖4所示。

為驗證該假設(shè)是否有效，選取舊的撒砂控制閥在撒砂閥砂量試驗臺上進行砂量試驗，記錄砂量數(shù)據(jù);然后，對上述5個舊撒砂控制閥吹砂管在車床上進行車削，并裝車驗證。發(fā)現(xiàn)當(dāng)撒砂閥試驗臺上撒砂閥砂量試驗在0.8-1L/min范圍內(nèi)的話，裝車后機車撒砂量可滿足機車撒砂砂量要求。

經(jīng)過反復(fù)車削撒砂控制閥吹砂管驗證，將吹砂管車短約17mm左右，在撒砂閥砂量試驗臺上進行砂量試驗，撒砂控制閥試驗臺試驗砂量試驗在0.8-0.9L/min，裝車后方可滿足機車撒砂量要求。對比改造前后撒砂量試驗數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)吹砂管變短后，撒砂量比原撒砂控制閥砂量增加了一倍。

通過對比試驗確定撒砂控制閥吹砂管過長，會導(dǎo)致撒砂量偏少的問題。針對HX型修理機車撒砂故障問題，后續(xù)C6修程機車撒砂控制閥吹砂管全部進行改造，以保證機車撒砂量符合要求。

4 結(jié)束語

針對 HX型機車撒砂器撒砂問題，通過改短吹砂管、對機車砂箱、砂管定期清理并提高砂子質(zhì)量等措施，取得了一定的成效。從試驗結(jié)果及改造后機車運用跟蹤情況來看，機車撒砂控制閥使用效果良好，撒砂量不足問題數(shù)明顯下降，基本滿足機車運用需求。

參考文獻：

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