DWL―48连续走行捣固稳定车的故障分析和处理

摘 要：文章主要针对DWL-48连续捣固稳定车几个典型的故障类型进行分析，查找问题以此对设备的使用保养提供帮助，同时能确保施工的质量和安全正点。

关键词：DWL-48捣固车；液压系统；电气系统；故障处理

DWL-48连续捣固稳定车集电气、液压、机械、风路、计算机程序控制于一身。其主要作用是对线路进行机械化维修作业，能同时对线路进行起道拨道捣固稳定作业。该车可以分为6大系统：发动机系统、电气系统、高速走行系统、工作装置系统、风路系统、液压系统。整车配置四台发动机，两台道依茨水冷发动机BFM81015和BF M61013，一台6.8kw应急发动机、一台生活发动机。1015发动机提供整车的动力包括液压系统、风路系统、电气系统和高速走行系统动力，1013发动机提供稳定作业的动力和高速走行时的辅助动力。应急发动机负责在主发动机故障时进行应急起复作业。生活发动机提供空调和生活用电。电气系统分为程序控制系统、作业控制系统、辅助控制系统。工作装置系统分为起道系统、拨道系统、捣固系统、稳定系统。风路系统分为作业风路、制动风路。液压系统分为主液压系统、卫星小车液压系统、捣固液压系统、起拨道液压系统、稳定液压系统、静液压走行系统。高速走行系统由ZF变速箱和分动箱、车轴齿轮箱构成。

1 液压系统故障

故障现象：主发动机突然停机且无法起机，启动主发动机故障应急预案，启动应急发电机进行应急起复收车。但是启动应急发动机后观察主系统压力只有10bar，无法进行正常的收车作业。

故障分析：捣稳车设计和生产有着较高的安全系数，其充分考虑到了当主发动机故障情况下的收车需要。正常情况下主系统压力由1015发动机通过泵齿轮箱带动两个三联泵产生150bar的压力，当发动机故障后通过应急发电机带动的应急液压油泵向主系统出供油提供动力源。同时对电气系统的故障也做了安全预防措施，当整车失电情况下也可以人工按压液压阀进行收车，对起拨道装置的起道油缸由于结构的特殊采用人工控制三通阀当需要的时候转换阀的开口使压力油送至起道油缸的小腔控制起拨道装置提升。此故障的发生是由于应急液压泵的排量较小，同时遇系统存在内泄的情况下导致无法建立压力或者压力偏低。后经检查发现是由于起道系统的伺服阀机械零点的偏移和起道换向阀中位结构导致部分液压油由此处进行泄压。主压力油经管路分三路送至起拨道系统，一路经滤清器送至起拨道阀块，一路送至起道油缸的下腔和夹钳油缸控制阀，一路送至下一级工作系统。送至起拨道阀块的压力油（如图）经两个起道伺服阀和一个拨道伺服阀再通过相对应的电磁换向阀回路连接至相应的油缸。伺服阀的作用是利用较小的伺服电流精准控制液压油的注油量达到对机械进行精准控制。该车系统要求在车辆静止或者走行状态下其伺服阀的油路和换向阀的油路要求处于回油状态，防止出现对线路进行破坏作业和减小走行阻力。因此出现这个问题一是要观察平时作业中起道表指针的摆动位置，如果出现起道至落道区域的情况说明，存在伺服阀的零点偏移可能。出现这个状况可以提前对伺服阀进行检查防止应急起复状况下出现压力偏低的尴尬局面。二是如果应急起复的情况下出现该问题，可以人工将电源引致起道换向阀电磁线圈端，使换向阀接通起道油缸小腔端。三是更换应急泵的排量满足起复要求。

2 电气系统故障

故障现象：一号发动机（BFM1015）无法启动，检查发现是由于安全系统故障导致发动机系统电源缺失，发动机高压油泵无法打开喷油嘴处无燃油，启动马达无动作。

原因分析：DWL-48安全系统为捣稳车发动机工作电源、程控系统电源、功放系统电源、串行通讯系统电源供电，当系统发生意外时按下紧急停车按钮，安全系统可以瞬间失电、发动机停机，程控功放系统停止供电，避免以外的情况发生。

2.1 安全系统工作原理

安全系统核心元件是逻辑继电器，逻辑继电器其实就是微型处理器，由编程软件来控制。逻辑继电器有三个指示灯：

（1）A1-A2指示灯：指示工作电源回路正常，灯亮。

（2）K1指示灯：Si34与NS51连通，K1亮，该线路为低电平信号。

（3）K2指示灯：Si39与NS50连通，K2亮，该线路为高电平信号，高电平由Si39端子输出。

只有当这三个指示灯都亮，逻辑继电器才能正常工作。逻辑继电器工作有三个必要条件：

第一启动条件：S33与S39连通，是启动逻辑继电器的触发信号，该信号为高电平，S33为高电平输出端。

第二紧急停止按钮不能按下，Si34与NS51连通，K1亮，该线路为低电平信号。

第三紧急停止按钮不能按下，Si39与NS50连通，K2亮，该线路为高电平信号，高电平由Si39端子输出。

安全系统启动时，所有紧急停止按钮复位，逻辑继电器工作第二、第三必要条件满足，只要S33与S39连通进行触发，安全系统就可以工作。S33与S39连通的条件：95d3继电器得电工作。95d3继电器得电工作回路：S2-95d3-Si44-X141开关反联锁-接地。S33-95d2继电器反联锁-95d1继电器反联锁-95d3继电器正联锁-S39，触发信号连通，逻辑继电器就开始工作，95d1、95d2继电器得电，安全系统送电，2b35安全系统工作指示灯亮，同时S33与S39断开。

在作业主电源主开关关闭时，按下任何一个紧急停止开关，安全系统断电，2b35安全系统工作指示灯灭，同时S33与S39连通触发信号；异常情况消除后，紧急停止按钮复位，第二，第三条件满足，安全系统恢复送电。在作业主电源主开关打开时，安全系统停止工作，S33与S39断开，即便紧急停止按钮复位，第二第三条件满足，安全系统也不能启动。有两个方法可以恢复启动：一是需要关闭作业主电源，二是直接按下安全系统重设按钮。由此可见紧急停止会使逻辑继电器缺少工作的必要条件，造成安全系统不能工作。

2.2 安全系统故障处理

逻辑继电器工作要求三个指示灯必须都亮，如果逻辑继电器不工作首先检查三个指示灯。

2.2.1 A1-A2指示灯不亮，说明工作电源回路不正常，检查电源线和接地线。

2.2.2 K1指示灯不亮，Si34与NS51回路不通。检查方法：将Si34、NS51从连线端拆下来，用万用表测量线路的通断，如果线路不通，将Si39和NS50端子也拆下来，再将Si34接到Si39上，用测量电压的方法比较好查找。

2.2.3 K2指示灯不亮，Si39与NS50回路不通，因为该线路为高电平信号，高电平由Si39端子输出，用测量电压的方法往上查找。

2.2.4 触发信号S33与S39回路不通。S33为高电平输出端，测量S39，如果无电说明回路不通。

2.2.5 如果以上都正常，就该换逻辑继电器。

3 工作装置故障

DWL-48提升油缸故障调查分析：

故障现象：使用DWL-48捣固车以来，捣固装置提升油缸损坏的故障频繁发生，平均每台车每年因该提升油缸损坏而发生的故障至少2-3起。表现为：油缸活塞杆最细的根部出现疲劳折断；活塞杆的连接处螺纹丝牙损坏。

原因分析：

3.1 产品设计缺陷

捣稳车单机装载四片捣固装置，能一次性完成三枕捣固作业。其捣固装置的结构同08-32、09-32车捣固装置简单区别是去除08-32（09-32）捣固装置的一外镐油缸结构，并将两片捣固装置共同安装在一边作业区。每片捣固装置有六个夹持油缸分布在振动轴两侧，一侧为两个外单耳油缸和两个内双耳油缸，一侧为两个内单耳油缸。其不对称设计给捣固装置偏心振动带来的捣固装置恶劣工况埋下了不良隐患。很显然，DWL-48车捣固装置振动传递到提升油缸活塞杆头的横向剪切力远大于08-32（09-32）车捣固装置同样工况传递到提升油缸的剪切力。这为DWL-48车捣固装置提升油缸活塞杆频繁折断的主要原因，而08-32、09-32车捣固装置提升油缸活塞杆折断却很少出现。

DWL-48的捣固装置也因其不对称设计，使其导柱铜套易磨损，捣固装置振动时，其相对导柱有横向较大振幅，更易造成提升油缸折断。我基地一台DG58捣稳车（出厂编号09075）在使用半年时，右后捣固装置就出现上述现象。后来发现，给上振动压力后，该片捣固装置相对导柱有约3MM摆幅晃动，捣固装置相关的上、下导柱M30螺钉折断多次，捣固装置导柱铜套磨损严重并间隙过大，我们在捣固次数为301521次时申请保内更换该片捣固装置。

3.2 配件质量不过关

3.2.1 目前昆明主机厂装机的捣固装置提升油缸为外协国产油缸、供应到我基地油缸的厂家有2-3家，提升油缸关键部件活塞杆材质的选择很为重要。目前较好的选材加工是军工配制的40GrMIiMOA型优质合金钢锻造，机械加工后采用先进的高频淬火处理。但国内该材质的强度是否均达标或受质疑；且各厂家是否都选择该材料、也未明知。

3.2.2 该提升油缸活塞杆与捣固装置箱体连接关键配件带孔螺母的材质也应选择优质钢材且需淬火热处理，其锁紧螺钉需M10-10.9、配合齿形垫圈。而供应我们的提升油缸和带孔螺母不一定为一个厂家，且很少有人关注两种带孔螺母区别。这就会导致出现以下误区：

到货的带孔螺母并非一个厂家，质量不一。带孔螺母并非一种，客户的各个层面（材料工程师、收料员、发料员、车组使用人员）和厂家只要有一方不了解其功能结构细节就会出现：DWL-48车使用08-32车带孔螺母UD65.1177，其锁紧强度不够；使用的锁紧螺母M10不为10.9级；车组装机带孔螺母的锁紧螺钉未装配齿形垫圈和齿形螺母，难保证其防松。

带孔螺母锁紧不良，其螺纹和活塞杆螺纹不紧密锁定，当二者承受纵向拉伸力后会出现连接螺纹拉坏。锁紧不良时带孔螺母也会向下转动，使关节轴承处间隙变大，油缸活塞杆承受的冲击变大。当带孔螺母向下转动到活塞杆螺纹下端，其锁紧面积减少，更易造成活塞杆和带孔螺母螺纹拉坏。

3.2.3 使用工况不良

DWL-48车在国内进行线路维修作业，其高精度的作业性能应使其服役于客专有碴线路上。而现实是几乎全部的DWL-48车均在II级线路上进行作业过。线路道床板结，增加了捣固装置提升油缸受力负荷，使其故障率增加。而大机操作人员不能深入领悟其害，往往在起道量小的线路上，还按常规参数给定捣固深度，捣固装置下插受阻时间和力度加大，减少了捣固装置提升油缸使用寿命。

3.2.4 使用保养不到位

前面我们也穿插叙述了用户使用提升油缸、捣固装置存在的一些问题，现汇总如下：

（1）未使用DWL-48带孔螺母UD66.3273、及配套的锁紧螺钉、齿形垫圈、齿形螺母，且未定期检查带孔螺母的紧固程度、调整垫片的间隙。升降油缸的活塞杆与捣固装置箱体之间安装时冠形绞的间隙要调整合适，间隙过小，球冠绞转动不灵活，影响升降油缸的摆动。间隙过大，会在捣固装置升降时产生冲击现象，损坏活塞杆。合理的间隙为0.1mm，通过调整垫片调整该间隙。

（2）对捣固装置导柱状况未及时发现，导致导柱铜套磨损，增加了提升油缸横向摆幅程度，提升油缸易折断。

（3）在起道量小的道床板结线路进行捣固作业时，未适当减小捣固深度，捣固装置下插受阻时间和力度加大，减少了捣固装置提升油缸使用寿命。

（4）当作业结束收车时，有的操作人员先进行捣固装置锁定操作，再进行振动卸荷操作，这对提升油缸受横向剪切力增大有直接影响。因其活塞杆收到最短时，且捣固装置已锁定，未卸荷的振动横向作用力仅作用于活塞杆末端，应力无法扩散开，长期错误的操作，引起活塞杆末端疲劳折断。

3.3 预防措施加强规范使用、保养方法

3.3.1 捣固装置提升油缸设有缓冲节流阀，调节节流阀，油缸下插过程中改变油缸小腔流出油液流量，就可调节缓冲速度。

3.3.2 选择合适的捣固装置下插速度档位，并通过调整捣固板EK-1AP11=TE188.053400上的P7（下插最大电流调整）、P8（下插预置电流调整）、P12（上升最大电流调整）、P17（下插预置电流调整）、P3（捣固装置动作起步缓冲积分时间调整），使四片捣固装置运动同步、动作柔和。

3.3.3 定期（二周）检查一次带孔螺母的紧固程度、调整垫片间隙是否合适。可在带孔螺母与活塞杆和锁紧螺栓的螺纹接触面涂上少量的螺纹紧固胶。当锁紧带孔螺母后，可通过在带孔螺母和锁紧螺钉的接触面画上记号，定期检查其记号是否有位移，若有，则锁紧螺钉松了需重新紧固。

3.3.4 每日检查导柱是否良好，当发现导柱没有新油时需查找系统问题。当发现导柱仅一侧且长时间工作后导柱变烫，则说明导柱铜套变形或导柱已和捣固装置不同心，需及时检查调整导柱位置。防止振动时捣固装置将会出现横向摆幅，增大提升油缸的横向剪切力。

3.3.5 当作业结束收车时，操作人员必须先进行振动卸荷操作，再进行捣固装置锁定操作。

3.3.6 在起道量小的道床板结线路进行捣固作业时，需适当减小捣固深度，减少捣固装置下插受阻时间和力度，提高捣固装置提升油缸使用寿命。

参考文献

[1]韩志青，唐定全.抄平起拨道捣固车[M].中国铁道出版社，2001.

[2]何存兴，张铁华.液压传动与气压传动[M].华中科技大学出版社，2000.