西安鐵路局新豐鎮(zhèn)機(jī)務(wù)段 張 濤

U2000型不落輪車(chē)床常見(jiàn)故障分析

西安鐵路局新豐鎮(zhèn)機(jī)務(wù)段 張 濤

文章介紹了U2000型不落輪車(chē)床在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行中出現(xiàn)的常見(jiàn)故障，重點(diǎn)介紹了故障排除的思路及故障產(chǎn)生的原因，為其他單位解決類(lèi)似問(wèn)題提供了很好的借鑒。

U2000型不落輪車(chē)床 常見(jiàn)故障

新豐機(jī)務(wù)段U2000型不落輪車(chē)床系2001年由德國(guó)HEGENSCHEIDT－MFD GmbH公司制造。該車(chē)床自投入使用來(lái)利用率極高，從2009年1月份到11月份，該設(shè)備共鏇修輪對(duì)522個(gè)。隨著我段機(jī)車(chē)交路的延伸，該車(chē)床在機(jī)車(chē)檢修作業(yè)發(fā)揮的作用將越來(lái)越大。

近年來(lái)該設(shè)備在使用中出現(xiàn)多次故障，給機(jī)車(chē)輪對(duì)鏇修造成極大不便，現(xiàn)介紹其中幾起典型故障。

故障1：在自動(dòng)加工模式下當(dāng)機(jī)車(chē)輪對(duì)鏇修到達(dá)精加工前的測(cè)量時(shí)不動(dòng)作。

故障現(xiàn)象

正常情況下，不落輪車(chē)床會(huì)先對(duì)機(jī)車(chē)輪對(duì)進(jìn)行全面測(cè)量，測(cè)出輪對(duì)的直徑、輪緣厚度、輪緣高度、徑向跳動(dòng)、軸向跳動(dòng)等數(shù)據(jù)。操作人員根據(jù)測(cè)量結(jié)果及段技術(shù)科下達(dá)的鏇修技術(shù)要求輸入加工目標(biāo)值，然后車(chē)床根據(jù)加工目標(biāo)值自動(dòng)進(jìn)行分刀，先進(jìn)行粗加工。粗加工完成后車(chē)床進(jìn)行測(cè)量，將測(cè)量的結(jié)果與目標(biāo)值進(jìn)行比較后再進(jìn)行一次精加工，輪對(duì)鏇修完畢。接著車(chē)床自動(dòng)對(duì)鏇修好的輪對(duì)進(jìn)行測(cè)量，輸出加工報(bào)告。然而往往在進(jìn)行精加工測(cè)試時(shí)車(chē)床會(huì)停止動(dòng)作。對(duì)車(chē)床進(jìn)行重新啟動(dòng)有時(shí)故障現(xiàn)象能消失，車(chē)床能繼續(xù)使用，有時(shí)多次重啟車(chē)床后故障仍不能消失。

故障分析

車(chē)床在加工過(guò)程中停止動(dòng)作，原因有多種，常見(jiàn)的原因有： （1）加工過(guò)程中安全保護(hù)系統(tǒng)動(dòng)作，中斷加工程序； （2）控制系統(tǒng)電腦死機(jī)，程序不能運(yùn)行； （3）突然停電； （4）機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)故障； （5）電器控制系統(tǒng)故障； （6）急停按鈕動(dòng)作或接觸不好。

檢查和分析

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查，首先排除第3種故障可能。然后對(duì)車(chē)床空載試運(yùn)行進(jìn)行觀察，車(chē)床不動(dòng)作時(shí)安全門(mén)及安全窗均鎖閉良好，故障出現(xiàn)時(shí)顯示屏上無(wú)安全保護(hù)系統(tǒng)動(dòng)作報(bào)警，因此排除第1種可能。車(chē)床在啟動(dòng)時(shí)能正常進(jìn)行，在手動(dòng)加工情況下能移動(dòng)導(dǎo)軌和刀架，因此排除第6故障可能。機(jī)床在空載時(shí)驅(qū)動(dòng)滾輪能正常運(yùn)動(dòng)，刀架也可自由走動(dòng)，因此排除第4種故障可能。那么剩下的故障就只有第2種和第5種可能。

處理方法

在現(xiàn)場(chǎng)排除設(shè)備故障時(shí)，可遵循這樣的原則：先易后難、先外后里、先電氣后機(jī)械 （機(jī)械故障在排除時(shí)需要進(jìn)行大量的拆裝，比較麻煩）、先普遍后特殊。

首先，對(duì)不落輪車(chē)床的加工程序進(jìn)行重新安裝，然后起機(jī)試驗(yàn)，車(chē)床在進(jìn)行測(cè)量時(shí)動(dòng)作停止，排除電腦死機(jī)或加工程序有誤的可能。然后打開(kāi)電氣控制箱，在測(cè)量機(jī)構(gòu)動(dòng)作時(shí)觀察PLC的輸出端子是否有輸出 （綠燈亮）。經(jīng)觀察PLC輸出正常，再對(duì)輸出端子連接的繼電器進(jìn)行檢查，當(dāng)PLC輸出時(shí)接觸器吸合，接觸器的執(zhí)行回路電壓正常。檢查到此基本可以斷定，故障可能有兩處：一是接觸器的輸出端到測(cè)量機(jī)構(gòu)之間的連線(xiàn)斷開(kāi)或虛接；二是測(cè)量機(jī)構(gòu)壞。

對(duì)接觸器到測(cè)量機(jī)構(gòu)之間的連線(xiàn)進(jìn)行檢查，首先用萬(wàn)用表測(cè)量電阻值，正常。由于測(cè)量機(jī)構(gòu)為德國(guó)原裝進(jìn)口，無(wú)法檢查其好壞，因此將兩個(gè)刀架的測(cè)量裝置進(jìn)行互換，然后起機(jī)試驗(yàn)，故障現(xiàn)象仍存在。至此測(cè)量機(jī)構(gòu)是否良好仍不能斷定。本著先易后難、先一般后特殊的原則，對(duì)接觸器至測(cè)量機(jī)構(gòu)之間的連線(xiàn)進(jìn)行再次檢查，考慮到一般情況下靜態(tài)的線(xiàn)纜不容易出問(wèn)題，容易出問(wèn)題的一般出現(xiàn)在經(jīng)常運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)纜上，因此對(duì)隨測(cè)量機(jī)構(gòu)一起運(yùn)動(dòng)的一截纜線(xiàn)進(jìn)行更換，起機(jī)試驗(yàn)，故障消除。對(duì)被更換下來(lái)的線(xiàn)纜進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)線(xiàn)纜表皮一處有被鐵屑燙傷的痕跡。

故障原因分析

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)觀察，機(jī)車(chē)輪對(duì)鏇修時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量高溫的鐵屑。車(chē)床測(cè)量機(jī)構(gòu)在動(dòng)作時(shí)頂部的護(hù)罩自動(dòng)打開(kāi)，高溫的鐵屑就容易順著護(hù)罩進(jìn)入測(cè)量機(jī)構(gòu)內(nèi)部，燙傷線(xiàn)纜。此外，由于測(cè)量機(jī)構(gòu)經(jīng)常上下運(yùn)行，彎曲部位的線(xiàn)纜內(nèi)部金屬絲就容易折斷，或者產(chǎn)生虛接現(xiàn)象。線(xiàn)纜內(nèi)部金屬絲如果斷開(kāi)，那么測(cè)量裝置就不會(huì)動(dòng)作；如果未完全斷開(kāi)或者虛接，那么車(chē)床測(cè)量機(jī)構(gòu)在運(yùn)行時(shí)就會(huì)時(shí)好時(shí)壞現(xiàn)象，或者故障出現(xiàn)后重新啟動(dòng)車(chē)床又自動(dòng)消失。

故障2：車(chē)床在加工輪對(duì)時(shí)出現(xiàn)異常震動(dòng)，聲音如同擂鼓，一段時(shí)間后又自動(dòng)恢復(fù)正常。

故障現(xiàn)象

不落輪車(chē)床在對(duì)機(jī)車(chē)輪對(duì)的踏面鏇修時(shí)，每次從吃刀到退刀的過(guò)程中均會(huì)出現(xiàn)一陣異常震動(dòng)，震動(dòng)呈周期性，聲音如同擂鼓，往往持續(xù)1到2分鐘會(huì)自動(dòng)消失。

故障分析

不落輪車(chē)床有兩個(gè)主電機(jī)，每個(gè)主電機(jī)通過(guò)同步驅(qū)動(dòng)皮帶與兩個(gè)皮帶輪連接，每個(gè)皮帶輪通過(guò)傳動(dòng)軸帶動(dòng)軸上的蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸桿又帶動(dòng)渦輪運(yùn)動(dòng)，然后渦輪通過(guò)一系列齒輪配合帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)滾輪運(yùn)動(dòng)。在進(jìn)行輪對(duì)鏇修時(shí)，主電機(jī)通過(guò)這樣機(jī)構(gòu)傳將動(dòng)力送給同側(cè)的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)滾輪，驅(qū)動(dòng)滾輪又帶動(dòng)支撐的機(jī)車(chē)輪對(duì)一起運(yùn)動(dòng)。由此可以分析，不落輪車(chē)床產(chǎn)生異常震動(dòng)可能有以下幾種可能： （1）控制程序有誤，每次車(chē)床從吃刀到退刀時(shí)系統(tǒng)均會(huì)使電機(jī)產(chǎn)生不恒定的轉(zhuǎn)矩； （2）同步驅(qū)動(dòng)皮帶表面有毛刺或破損，產(chǎn)生周期性的震動(dòng)； （3）渦輪蝸桿箱內(nèi)齒輪位置偏差或部分齒變形； （4）機(jī)車(chē)輪對(duì)徑向跳動(dòng)過(guò)大，呈橢圓形； （5）機(jī)車(chē)輪對(duì)踏面局部有剝離或擦傷現(xiàn)象。（6）同側(cè)的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)滾輪與機(jī)車(chē)輪對(duì)接觸區(qū)域直徑大小不一，造成線(xiàn)速度不同步。

從故障現(xiàn)象來(lái)看，由于對(duì)輪對(duì)踏面鏇修時(shí)每次吃刀到退刀的過(guò)程中均會(huì)出現(xiàn)一陣次異常震動(dòng)，持續(xù)一陣后會(huì)自動(dòng)消失，因此首先排除第2種和第3種可能，因?yàn)槿绻沁@兩種情況之一，輪對(duì)鏇修時(shí)震動(dòng)就會(huì)一直持續(xù)。另外，如果是第4種或第6種情，那么車(chē)床在輪對(duì)鏇修的初期會(huì)一直有異常震動(dòng)出現(xiàn)，當(dāng)機(jī)車(chē)輪對(duì)的徑向跳動(dòng)或踏面剝離 （擦傷）被修復(fù)后，震動(dòng)將會(huì)自動(dòng)小時(shí)，因此可以排除第4種和第5種可能性。

經(jīng)過(guò)上述分析，造成不落輪車(chē)床出現(xiàn)這種異常震動(dòng)的可能性就只剩下第1種和第6種。

故障排除

本著先易后難、先電氣后機(jī)械的原則，首先重新安裝車(chē)床的加工程序，然后試運(yùn)行。故障現(xiàn)象仍然存在，排除程序有誤的可能性。將同一側(cè)的驅(qū)動(dòng)滾輪拆卸下來(lái)用專(zhuān)用工具進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)同步驅(qū)動(dòng)滾輪的曲面外徑 （與機(jī)車(chē)輪對(duì)踏面接觸部位）相差1mm。對(duì)驅(qū)動(dòng)滾輪進(jìn)行加工處理，使兩者的曲線(xiàn)外徑 （與機(jī)車(chē)輪對(duì)踏面接觸部位）一致，然后進(jìn)行試用，故障現(xiàn)象明顯減小 （由于驅(qū)動(dòng)滾輪外表面磨損嚴(yán)重，曲線(xiàn)不能完全恢復(fù)一致故故障沒(méi)能根除）。

故障原因分析

由于主電機(jī)通過(guò)同步驅(qū)動(dòng)皮帶將動(dòng)力傳遞給同側(cè)的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)滾輪，因此兩者在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)具有相同的角速度。在長(zhǎng)時(shí)間使用下，驅(qū)動(dòng)滾輪的曲面 （與機(jī)車(chē)輪對(duì)踏面接觸部分）就會(huì)產(chǎn)生一定的磨損，造成驅(qū)動(dòng)滾輪與機(jī)車(chē)輪對(duì)踏面接觸的部位直徑大小不一，從而形成不同的線(xiàn)速度。機(jī)車(chē)輪對(duì)加工位置到達(dá)踏面與驅(qū)動(dòng)滾輪接觸的部位時(shí)，由于同側(cè)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)滾輪的線(xiàn)速度不同，從而使驅(qū)動(dòng)滾輪與機(jī)車(chē)輪對(duì)出現(xiàn)異常震動(dòng)。當(dāng)機(jī)車(chē)踏面與滾輪接觸的部位加工完畢后，滾輪表面的曲面會(huì)使兩個(gè)驅(qū)動(dòng)滾輪自動(dòng)調(diào)，使線(xiàn)速度保持一致，因此震動(dòng)又自動(dòng)消失。

結(jié)束語(yǔ)

設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，作為工程技術(shù)人員要有清晰的解決思路。首先要通過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评韥?lái)判斷故障產(chǎn)生的原因，即由果索因。然后本著先易后難、先外后里、先電氣后機(jī)械、先普遍后特殊的原則，通過(guò)推理、試驗(yàn)對(duì)可能造成故障的多個(gè)因素逐一驗(yàn)證，直至找出故障產(chǎn)生的真正原因從而排除故障。