環(huán)形懸掛式貨車轉(zhuǎn)向架檢修流水線常見故障及處理方法

趙 瑞 上海鐵路局杭州北車輛段

隨著鐵路的快速發(fā)展，廠段修的生產(chǎn)任務(wù)量不斷加大，對轉(zhuǎn)向架構(gòu)架檢修要求不斷提高。為保證車輛的運行安全及車輛的運行穩(wěn)定性，對轉(zhuǎn)向架檢修作業(yè)從分解檢查到組裝恢復(fù)所用的輸送設(shè)備的性能、品質(zhì)也有了新的要求。環(huán)形懸掛式貨車檢修流水線屬于轉(zhuǎn)向架構(gòu)架空中輸送設(shè)備，具有適應(yīng)性強、智能化程度高、運行可靠性高、作業(yè)效率高、操作簡單等特點，其性能指標明顯高于原有的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架輸送設(shè)備環(huán)形道地面小車。環(huán)形懸掛式貨車檢修流水線的使用，發(fā)揮了其檢修流水線的作業(yè)優(yōu)勢，提高了轉(zhuǎn)向架的檢修速度，用它替代原有的環(huán)形道地面小車符合我國鐵路設(shè)備現(xiàn)代化的要求，是有助于貨車廠段修轉(zhuǎn)向架檢修的新技術(shù)、新設(shè)備，能夠加快我國鐵路現(xiàn)代化建設(shè)。

1 環(huán)形懸掛式貨車檢修流水線概述

環(huán)形懸掛式貨車檢修流水線是貨車車輛段用于對轉(zhuǎn)向架構(gòu)架進行空中輸送來完成檢修任務(wù)的一種新增設(shè)備，適用于 60 t、70 t等鐵路貨車構(gòu)架 （轉(zhuǎn) 8A、8AG、8G、8AB、8B，轉(zhuǎn)K2、K4、K5、K6）檢修輸送作業(yè)。

1.1 環(huán)形懸掛式貨車檢修流水線的結(jié)構(gòu)組成

環(huán)形懸掛式貨車檢修流水線由環(huán)形構(gòu)架、轉(zhuǎn)盤、小車、人機操作界面、小車故障檢修區(qū)、機械互鎖輔助設(shè)施、檢修線供電系統(tǒng)以及通訊系統(tǒng)組成。

（1）環(huán)形構(gòu)架：環(huán)形支架設(shè)置獨立的轉(zhuǎn)向架上、下線工位。設(shè)分解線一條、組裝線一條，通過支線三條，檢修小車檢修支線1條。

（2）轉(zhuǎn)盤：在檢修線不同通道的交叉節(jié)點處采用轉(zhuǎn)盤改變檢修小車的運行方向，實現(xiàn)檢修小車在不同通道之間的切換運行。檢修線共設(shè)置12個轉(zhuǎn)盤。

（3）檢修小車：用于實現(xiàn)吊掛構(gòu)架進行檢修線各工位轉(zhuǎn)運，自帶動力并具有獨立的控制系統(tǒng)。檢修小車共有30個，小車組成結(jié)構(gòu)見圖1。

（4）人機界面：用于提供對檢修小車、轉(zhuǎn)盤的操作。

（5）小車故障檢修區(qū)：檢修小車故障發(fā)生時能方便地移開檢修小車并進行快速檢修。

（6）機械互鎖輔助設(shè)施：在檢修線不同通道的交叉節(jié)點處設(shè)置互鎖輔助設(shè)施，保證檢修小車、轉(zhuǎn)盤的運行安全。

（7）檢修線供電系統(tǒng)：通過固定在環(huán)形構(gòu)架上的安全滑觸線為檢修小車和轉(zhuǎn)盤提供動力電源。

（8）通訊系統(tǒng)：用來作為檢修小車與主控制系統(tǒng)之間PROFIBUS-DP總線網(wǎng)絡(luò)通訊和檢修小車與地面人機操作界面之間485總線網(wǎng)絡(luò)通訊。

圖1 檢修小車結(jié)構(gòu)簡圖

1.2 控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)（見圖2）由主控制系統(tǒng)模塊和各個子控制系統(tǒng)模塊組成，其中子控制系統(tǒng)模塊包括檢修小車控制系統(tǒng)、工位操作控制系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤控制系統(tǒng)。

（1）主控制系統(tǒng)模塊：主要進行數(shù)據(jù)信息采集和處理功能。

（2）檢修小車控制系統(tǒng)：主要對檢修小車進行動作控制以及智能控制。每個檢修小車都有一套完善、獨立的控制系統(tǒng)，主要包括西門子S7-200 PLC控制器、控制模塊及相應(yīng)的通訊處理模塊單元。

（3）操作控制系統(tǒng)：主要提供人機操作界面，進行檢修小車的操作、調(diào)度及構(gòu)架在工位檢修信息的管理等功能，每個檢修工位提供一個工業(yè)控制人機界面進行工位級操作。

（4）旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤控制系統(tǒng)：主要用于對各個旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤、安全限位裝置等執(zhí)行機構(gòu)進行現(xiàn)場控制，協(xié)調(diào)檢修小車的運行。

圖2 控制系統(tǒng)示意圖

2 環(huán)形懸掛式貨車檢修流水線常見故障及處理方法

2.1 小車與人機界面建立不起連接

原因分析及處理方法：

（1）小車集電器通訊滑塊與通訊安全滑線接觸不良。

處理方法：檢查小車集電器滑塊是否在行走過程中受撞擊脫落或有損壞。

（2）小車未在該人機界面所控制的工位內(nèi)。

處理方法：選擇小車所在工位的人機界面進行連接。

（3）人機界面24 V電源斷路或正負極短路。

處理方法：檢查人機界面24 V電源供電是否正常，有無斷路或?qū)?4 V電源正負極接錯引起短路。

（4）小車電器控制柜內(nèi)的通訊模塊PROFIBUS-DP-EM277、導(dǎo)軌放大器PRB插頭接線松動或模塊損壞。

處理方法：檢查通訊模塊PROFIBUS-DP-EM277、導(dǎo)軌放大器PRB的接頭連線有無松動，若接頭連接完好，可更換通訊模塊PROFIBUS-DP-EM277、導(dǎo)軌放大器PRB試試。

（5）人機界面有損壞。

處理方法：通過對調(diào)不同工位的人機界面確定該人機界面是否損壞，若損壞需更換新的人機界面。

2.2 檢修小車不能智能調(diào)動

原因分析及處理方法：

（1）小車提升臂未完全提升到位，沒有上升到位信號輸入PLC模塊，系統(tǒng)處于自保護而不能智能調(diào)動。

處理方法：使檢修小車提升臂上升到位，再進行智能調(diào)動。

（2）檢修小車提升臂已提升到位但PLC未檢測到提升到位信號。

處理方法：檢測上升到位的限位開關(guān)是否松動、上升限位開關(guān)信號線與PLC輸入端是否斷路、24 V電源供電是否正常。

（3）前方或后方有檢修小車阻礙，由于產(chǎn)生防碰撞信號導(dǎo)致不能進行智能調(diào)動操作 。

處理方法：屬于正?，F(xiàn)象，等待蜂鳴器響，等前邊小車走行后再調(diào)動。

（4）此工位及附近工位檢修小車走行編碼器出現(xiàn)故障影響本工位檢修小車智能調(diào)動。

處理方法:在主控制臺觀察此工位及附近工位檢修小車車號是否與此工位及附近工位實際存在的檢修小車車號相同，如果相同說明人機界面與PLC的通訊線路存在問題；如果不相同說明在主控制臺顯示存在位置與實際位置不相符的車號走行編碼器計數(shù)出現(xiàn)故障，需在編碼器值錯誤的檢修小車端為走行編碼器重新復(fù)位。

（5）控制走行電機的空氣開關(guān)跳閘。

處理方法：檢查控制走行電機的空氣開關(guān)跳閘原因，排除故障后合上空氣開關(guān)。

（6）控制走行電機的變頻器過載報警。

處理方法：重新啟動變頻器。

（7）控制線路接頭斷路或松動。

處理方法：檢查控制走行電機的空氣開關(guān)、變頻器、走行電機之間動力線的連接狀態(tài)和PLC輸出端與變頻器連接的控制線的狀態(tài)。

2.3 檢修小車行走到目的工位時不能自動減速或定位

原因分析及處理方法：

（1）走行定位限位開關(guān)松動或損壞，PLC無法正確感應(yīng)到定位限位開關(guān)信號而不能自動減速和定位。

處理方法：檢查走行停位接近開關(guān)狀態(tài)，如不正常，可進行更換或調(diào)整。

（2）走行編碼器計數(shù)錯誤或發(fā)生故障，PLC無法正確計算減速位置停止工位。

處理方法：在檢修小車端為走行編碼器重新復(fù)位。

（3）在行走軌道上安裝的用于行走定位的感應(yīng)鐵塊損壞或脫落。

處理方法：重新調(diào)整軌道上按裝用于行走定位的感應(yīng)鐵塊。

（4）用于工位定位的接近開關(guān)信號線與PLC斷路。處理方法：檢查連線是否正常。

2.4 小車不能進行升降

原因分析及處理方法：

（1）控制升降電機的交流接觸器故障或交流接觸器線圈控制線故障。

處理方法：檢查用于控制升降電機的交流接觸器是否機械卡死不能動作及交流接觸器線圈控制線是否斷路。

（2）用于控制升降電機的空氣開關(guān)跳閘。

處理方法：檢查空氣開關(guān)跳閘原因（熱繼電器過載保護）。

（3）升降電機制動器的電源整流器損壞或制動器損壞，造成制動器無法打開。

處理方法：檢查電源整流器輸入是否正?；蛘{(diào)整制動器摩擦片的氣隙間距。

（4）控制上升到位的接近開關(guān)保護與編碼器保護出現(xiàn)不一致。

處理方法：進入人機界面系統(tǒng)狀態(tài)，進行一次升降復(fù)位。

（5）控制上升的兩個限位保護開關(guān)或其中之一產(chǎn)生錯誤信號。處理方法：檢查上升到位限位開關(guān)是否損壞。（6）用于控制升降動作的旋轉(zhuǎn)編碼器故障。

處理方法：檢查用于控制升降動作的旋轉(zhuǎn)編碼器狀態(tài)和用于連接編碼器與電動機的耦合器是否折斷及編碼器與PLC之間的聯(lián)接線。

2.5 檢修小車吊鉤不能進行0度、90度、180度智能定位旋轉(zhuǎn)

原因分析及處理方法：

（1）用于檢測旋轉(zhuǎn)原點位的限位開關(guān)故障，系統(tǒng)無法找到旋轉(zhuǎn)的原點位置。

處理方法：檢查用于檢測旋轉(zhuǎn)原點位的限位開關(guān)狀態(tài)，若旋轉(zhuǎn)限位開關(guān)正常將旋轉(zhuǎn)機構(gòu)旋轉(zhuǎn)至0度位，在人機界面系統(tǒng)狀態(tài)中進行旋轉(zhuǎn)復(fù)位，更新編碼器讀數(shù)。

（2）控制旋轉(zhuǎn)定位的編碼器與PLC之間的連線斷路。

處理方法：檢查編碼器與PLC之間的連線，排除故障。

（3）24 V電源故障，造成編碼器無電源接通。

處理方法：檢查24 V電源的供電是否正常。

（4）PLC與控制旋轉(zhuǎn)電機的變頻器之間的連線斷路或變頻器過載保護。

處理方法：檢查PLC與控制旋轉(zhuǎn)電機的變頻器之間的連線或重新啟動變頻器。

（5）控制旋轉(zhuǎn)定位的編碼器與電機軸之間的耦合器損壞或編碼器損壞。

處理方法：更換連接編碼器和電動機軸的耦合器或編碼器。

2.6 檢修小車吊鉤不能進行加緊或松開

原因分析及處理方法：

（1）用于控制加緊、松開電機的交流接觸器故障或交流接觸器線圈控制線線路故障。

處理方法：檢查用于控制升降電機的交流接觸器是否機械卡死不能動作及交流接觸器線圈控制線是否斷路。

（2）卡緊、松開的兩個終點保護限位開關(guān)或其中之一產(chǎn)生錯誤信號。

處理方法：檢查限位開關(guān)與PLC之間的連線是否斷路，若無斷路更換限位開關(guān)。

（3）用于控制加緊、松開電機的空開跳閘、交流接觸器、電機之間動力線斷路。

處理方法：檢查空開是否跳閘和動力電源線路有無斷路情況。

（4）控制加緊、松開的單相電動機啟動電容損壞。

處理方法：更換電容。

（5）機械故障。

處理方法：檢查卡緊部分機械狀況（絲杠銅套脫落，絲杠被撞彎）。

2.7 轉(zhuǎn)盤不能智能旋轉(zhuǎn)

原因分析及處理方法：

（1）轉(zhuǎn)盤附近有小車，轉(zhuǎn)盤自保護而不旋轉(zhuǎn)。

處理方法：將距離轉(zhuǎn)盤過進的小車調(diào)走。

（2）某一個小車的走行編碼器值出現(xiàn)錯誤停留在轉(zhuǎn)盤上，轉(zhuǎn)盤自保護而不旋轉(zhuǎn)。

處理方法：在主站電腦屏幕上查看是那一個小車的編碼器值錯，對該小車的編碼器值進行走行復(fù)位處理。

（3）用于判斷轉(zhuǎn)盤與主線或支線對接到位的限位開關(guān)損壞，轉(zhuǎn)盤無法停位。

處理方法：檢查用于判斷轉(zhuǎn)盤與主線或支線對接到位的限位開關(guān)的狀態(tài)及線路連接有無斷路。

（4）轉(zhuǎn)盤上判斷小車行走區(qū)間的限位開關(guān)損壞或松動。

處理方法：檢查用于判斷轉(zhuǎn)盤與主線或支線對接到位的限位開關(guān)的狀態(tài)。

（5）轉(zhuǎn)盤的機械連鎖保護裝置被小車撞擊變形卡死不能旋轉(zhuǎn)。

處理方法：將機械連鎖保護裝置恢復(fù)原形。

2.8 轉(zhuǎn)盤對接不到位或?qū)硬徽?/h3>

原因分析及處理方法：

（1）對接不到位側(cè)減速限位開關(guān)或定位限位開關(guān)故障。處理方法：檢查限位開關(guān)的連線或更換限位開關(guān)。

（2）對接不到位側(cè)用于減速或定位的限位開關(guān)與其感應(yīng)鐵塊距離不合適。

處理方法：調(diào)整限位開關(guān)與其感應(yīng)鐵塊間的距離。

2.9 轉(zhuǎn)盤無通訊信號

原因分析及處理方法：

（1）主站通訊模塊EM277電源開關(guān)未打開。

處理方法：打開主站通訊模塊EM277電源開關(guān)。

（2）轉(zhuǎn)盤電器控制柜內(nèi)的通訊模塊PROFIBUS-DPEM277、導(dǎo)軌放大器PRB插頭接線松動或模塊損壞。

處理方法：檢查通訊模塊PROFIBUS-DP-EM277、導(dǎo)軌放大器PRB的接頭連線有無松動，若接頭連接完好，可更換通訊模塊PROFIBUS-DP-EM277、導(dǎo)軌放大器PRB試試。

（3）24 V電源出現(xiàn)故障。

處理方法：檢查人機界面24 V電源供電是否正常，有無斷路或?qū)?4 V電源正負極接錯引起短路。

3 結(jié)束語

環(huán)形懸掛式貨車檢修流水線技術(shù)性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的檢修質(zhì)量和檢修效率，對生產(chǎn)起著至關(guān)重要的作用。因此通過實踐工作中的不斷總結(jié)和摸索，整理出一套比較完善的故障原因分析及處理方法，將能延長設(shè)備有效使用時間，減少停機，以獲得良好的經(jīng)濟效益，體現(xiàn)先進技術(shù)的經(jīng)濟意義，加快鐵路現(xiàn)代化建設(shè)的步伐。