GMC16A 型鋼軌打磨列車故障處理經(jīng)驗(yàn)及打磨優(yōu)化探索

劉秦楠

（太原中車時(shí)代軌道工程機(jī)械有限公司北京分公司，北京100000）

1 概述

GMC16A 型鋼軌打磨列車由中車北京二七機(jī)車有限公司自主研發(fā)并生產(chǎn)制造。因其體型小、編組短的特點(diǎn)，被廣泛運(yùn)用在地鐵打磨領(lǐng)域；其具有對正線、道岔預(yù)防性打磨和修復(fù)性打磨的功能，可有效消除鋼軌表面疲勞裂紋，波浪磨損，斑點(diǎn)，肥邊等缺陷，延長鋼軌的使用壽命。

該車在實(shí)際運(yùn)用過程中，偶有不同程度的打磨效果不佳，造成效果不佳的原因有：磨石不匹配，小車油缸偏轉(zhuǎn)異常，（打磨電流設(shè)定不合理，打磨順序不正確）打磨模式設(shè)定不合理等。經(jīng)過長期調(diào)試及測試，在掌握大量數(shù)據(jù)后，針對改善打磨效果，總結(jié)出如下優(yōu)化思路和故障處理思路。

該車已改進(jìn)至第三代（改進(jìn)1 型），下文相關(guān)內(nèi)容皆以改進(jìn)1 型為基礎(chǔ)進(jìn)行論述。

2 打磨效果優(yōu)化探究

判定打磨效果良好的標(biāo)準(zhǔn)通常為：（1）鋼軌無發(fā)藍(lán)。（2）光帶筆直。（3）光帶包絡(luò)完全。（4）鋼軌粗糙度≤10μm。（5）起落點(diǎn)誤差≤2m。以上5 點(diǎn)中，（2）（4）項(xiàng)的優(yōu)化方向一致，通過優(yōu)化硬件（打磨小車動作機(jī)構(gòu)）的機(jī)械偏差，來改善打磨效果。（1）（3）（5）項(xiàng)的優(yōu)化是綜合性的，需要考慮硬件、軟件及打磨模式等多方面因素，共同改進(jìn)完成優(yōu)化。本文主要論述（1）（2）項(xiàng)的改善方式，其余不做詳述。

2.1 避免打磨小車機(jī)械偏差

打磨小車內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，動作機(jī)構(gòu)繁多，按系統(tǒng)可分為氣動機(jī)構(gòu)和液壓機(jī)構(gòu)。氣動機(jī)構(gòu)有電機(jī)下降氣缸，用來調(diào)節(jié)打磨時(shí)正背壓力。液壓機(jī)構(gòu)包含升降、傾斜、張緊、接觸等等共計(jì)7 種執(zhí)行機(jī)構(gòu)，相互配合實(shí)現(xiàn)正線及道岔打磨功能。其中，傾斜油缸控制打磨單元的角度變化，并將單元穩(wěn)定在預(yù)設(shè)的角度。穩(wěn)定的傾斜油缸是光帶筆直的基本條件。

保證傾斜油缸穩(wěn)定，應(yīng)從兩個方面入手：（1）角度標(biāo)定?？刂七壿嬛?，只有當(dāng)實(shí)際角度與預(yù)設(shè)角度相同時(shí)，傾斜油缸才會執(zhí)行鎖定，保證角度穩(wěn)定。當(dāng)角度標(biāo)定不合理時(shí)，會出現(xiàn)實(shí)際傾斜角度總是小于預(yù)設(shè)角度的情況，油路會一直處于解鎖狀態(tài)，打磨單元在磨削過程中，會碰撞受力，此時(shí)若不能有效鎖定，角度波動會比較明顯，影響打磨效果。所以在角度標(biāo)定時(shí)，如標(biāo)定最大負(fù)角度時(shí)，預(yù)設(shè)值應(yīng)比實(shí)際值向負(fù)值多一定量值；標(biāo)定最大正角度時(shí)，預(yù)設(shè)值應(yīng)比實(shí)際值向正值多一定量值。（2）月檢中增加針對彈簧吊板和張緊缸狀態(tài)的檢查。車輛實(shí)際運(yùn)用中，我們發(fā)現(xiàn)在偏轉(zhuǎn)角度到達(dá)預(yù)設(shè)值后，出現(xiàn)了明顯的角度回彈，這是因?yàn)閺埦o缸未工作，導(dǎo)致彈簧吊板在打磨單元偏轉(zhuǎn)時(shí)異常受力，在偏轉(zhuǎn)結(jié)束后，反向作用于傾斜油缸，反推油缸動作。通過月檢排查，可提前識別處理，規(guī)避打磨不良。

通過以上方法，可避免因機(jī)械偏差導(dǎo)致的打磨光帶寬窄不一。

2.2 改善鋼軌打磨發(fā)藍(lán)的探索

避免鋼軌打磨后發(fā)藍(lán)，其實(shí)就是阻止鋼軌局部過熱。影響鋼軌熱量積聚導(dǎo)致發(fā)藍(lán)的原因有：（1）作業(yè)速度。（2）打磨電流。（3）磨石材質(zhì)。（4）機(jī)械偏差導(dǎo)致的局部重復(fù)打磨。（5）模式設(shè)定不合理導(dǎo)致的局部重復(fù)打磨。（6）打磨病害嚴(yán)重區(qū)域時(shí)的正常發(fā)藍(lán)。本文主要論述（2）（3）（5）的優(yōu)化方向。關(guān)于作業(yè)速度，速度越慢，越容易發(fā)藍(lán)，通常為了平衡作業(yè)效率和作業(yè)質(zhì)量，選擇8km/h 的作業(yè)速度。值得注意的是，在病害嚴(yán)重的區(qū)域作業(yè)時(shí)，打磨單元為了除去病害，熱量積聚會明顯提高，出現(xiàn)打磨發(fā)藍(lán)為正?，F(xiàn)象。

2.2.1 磨石選用的探索

目前市面上各品牌的砂輪主要區(qū)別在于材料配比，不同的配比決定了砂輪的性能，如粘合劑的配比不同，砂輪磨耗率不同，砂石的配比不同，砂輪的硬度不同。在改善打磨發(fā)藍(lán)的各項(xiàng)測試中，我們針對不同品牌的砂輪，進(jìn)行打磨對比試驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)在同臺車，同線路，同模式等等都相同的情況下，僅更換不同品牌的磨石，打磨后的發(fā)藍(lán)情況相差巨大。

圖1 某進(jìn)口砂輪A 打磨效果

圖2 某進(jìn)口砂輪B 打磨效果

試驗(yàn)證明，磨石也是影響打磨發(fā)藍(lán)的因素之一。通過對打磨后砂輪狀態(tài)等的對比分析，得出部分推論：（1）砂輪質(zhì)地偏硬，更易于熱量的積聚，更容易產(chǎn)生打磨發(fā)藍(lán)。（2）砂石粘合的牢固程度直接影響砂輪本身的散熱性能，間接導(dǎo)致打磨發(fā)藍(lán)，在打磨過程中，理想情況應(yīng)是砂粒磨耗到一定程度，接觸層逐一脫落，脫落時(shí)即帶走自身熱量，保障砂輪的接觸層溫度不會過高，若粘合劑的配比不夠理想，砂粒無法及時(shí)脫落，那么砂輪接觸面的溫度會越來越高，導(dǎo)致所打磨區(qū)域產(chǎn)生發(fā)藍(lán)。

個人認(rèn)為，可根據(jù)打磨需求不同（修復(fù)性打磨、預(yù)防性打磨）使用不同種類的砂輪進(jìn)行作業(yè)。

政府早已認(rèn)識到兒科醫(yī)護(hù)人員的巨大人才缺口,開始從各個方面增加兒科醫(yī)護(hù)人員配置,對于加強(qiáng)兒童醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)提出了多方面的建議:兒科醫(yī)護(hù)人員國家免費(fèi)培養(yǎng);提高兒科醫(yī)護(hù)人員收入水平,健全以服務(wù)質(zhì)量、數(shù)量和患者滿意度為核心的內(nèi)部分配機(jī)制,做到優(yōu)績優(yōu)酬、同工同酬,確保兒科醫(yī)務(wù)人員收入不低于本單位同級別醫(yī)務(wù)人員收入平均水平;新改擴(kuò)建兒童醫(yī)院,新增兒科床位,建立健全功能明確、布局合理、規(guī)模適當(dāng)、富有效率的兒童醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)體系;加強(qiáng)兒科醫(yī)務(wù)人員隊(duì)伍建設(shè),增加每千名兒童兒科執(zhí)業(yè)(助理)醫(yī)師數(shù)等等。采用各種方式變相增加兒科醫(yī)護(hù)人員編制,減輕兒科醫(yī)護(hù)人員工作量。

2.2.2 打磨模式探索

GMC16A 型打磨車相較于大中型（48、96）打磨車而言，磨頭數(shù)量少。在有限的作業(yè)單元情況下，為平衡打磨車的作業(yè)效率與作業(yè)質(zhì)量，通過改善打磨模式來達(dá)到最優(yōu)情況是我們探索的方向之一。

打磨模式里可設(shè)定的參數(shù)有打磨電流和打磨角度兩部分。通過分析打磨試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：打磨電流恒定，即打磨電機(jī)的磨削功率不變時(shí)，鋼軌表面材料的去除率基本不變，當(dāng)電流增大，磨削深度增大，相應(yīng)就提高了傳入軌面的熱比率，形成較高磨削溫度，就容易造成鋼軌發(fā)藍(lán)。

所以在病害不嚴(yán)重的區(qū)域打磨時(shí)，電流不易偏大。在病害嚴(yán)重區(qū)域作業(yè)時(shí)，為了有效去除病害，電流應(yīng)偏大，且廓形、波磨修正等作業(yè)后的鋼軌勢必會因切削時(shí)的高溫發(fā)藍(lán)，屬于正?，F(xiàn)象，通常鋼軌病害修復(fù)完成后，會采用一遍高速打磨，來消除鋼軌表層的發(fā)藍(lán)。

二七公司16 頭打磨車由鏡像的兩節(jié)車連掛而成，此種結(jié)構(gòu)導(dǎo)致兩打磨小車中心距較遠(yuǎn)，那么在打磨作業(yè)過程中，前車打磨積聚的熱量在后車打磨時(shí)已散去部分，熱量峰值相對要低。

基于以上情況，個人認(rèn)為，在日常維護(hù)打磨時(shí)，可采用前車后車相一致的適中電流進(jìn)行打磨。修復(fù)性打磨時(shí)，應(yīng)采用前車大電流修復(fù)，后車小電流拋光的方式進(jìn)行打磨。

關(guān)于打磨模式中預(yù)設(shè)角度不合理導(dǎo)致發(fā)藍(lán)的情況，在這里也進(jìn)行說明。經(jīng)過觀察鋼軌發(fā)藍(lán)區(qū)域，發(fā)現(xiàn)部分發(fā)藍(lán)在兩光帶相接區(qū)域，對比預(yù)設(shè)角度，發(fā)現(xiàn)前后兩個預(yù)設(shè)模式中，角度設(shè)定過于接近，導(dǎo)致前一個模式打磨的區(qū)域溫度還處在高溫時(shí)，下一個模式又在該區(qū)域作業(yè)，溫度積聚，產(chǎn)生發(fā)藍(lán)。

經(jīng)過多次測試，明確前后兩個模式中相鄰角度應(yīng)最少相差3°。

2.3 改善起落點(diǎn)誤差的探索

起落點(diǎn)誤差，簡單來說就是打磨砂輪與鋼軌的實(shí)際接觸點(diǎn)和預(yù)設(shè)接觸點(diǎn)的距離偏差、實(shí)際分離點(diǎn)和預(yù)設(shè)分離點(diǎn)的距離偏差。打磨砂輪的上升下降由升降氣缸控制，升降氣缸通過正壓和背壓共同調(diào)節(jié)上升下降的速度。每套打磨單元及升降油缸的重量、摩擦力、氣管距離等因素有略微不同，導(dǎo)致在使用同樣的正背壓設(shè)定時(shí)，會呈現(xiàn)出升降不同步的現(xiàn)象，最終造成起落點(diǎn)誤差。通過反復(fù)測試驗(yàn)證，針對1～8不同位置的打磨單元，在基礎(chǔ)參數(shù)上根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行微調(diào)，彌補(bǔ)不同打磨單元之間的硬件差距，降低起落點(diǎn)誤差。

2.4 高位保護(hù)優(yōu)化

在進(jìn)行上述試驗(yàn)時(shí)，出現(xiàn)過打磨車提升打磨單元時(shí)，高位異常報(bào)警。設(shè)置此報(bào)警的目的是監(jiān)測打磨砂輪與鋼軌的接觸狀態(tài)，當(dāng)執(zhí)行提升動作后，砂輪若未進(jìn)行提升，仍處在低位打磨鋼軌，此時(shí)車輛速度若降低至0，那么砂輪會持續(xù)在所停位置打磨，導(dǎo)致鋼軌受損，造成重大事故。

保護(hù)原理為：當(dāng)PLC 接收到（末位電機(jī)提升）信號時(shí)，開始計(jì)時(shí)，監(jiān)測電機(jī)高位傳感器狀態(tài)，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)若有任意一個高位傳感器未反饋信號，觸發(fā)報(bào)警。

實(shí)際測試時(shí)，打磨單元是執(zhí)行提升動作的，但提升的速度略慢理論值，屬于誤報(bào)警，略微延長監(jiān)測時(shí)間，完善優(yōu)化程序。

另外，在分析此問題時(shí)發(fā)現(xiàn)，改進(jìn)1 型打磨車硬件優(yōu)化時(shí)新增加的軌側(cè)打磨單元高位傳感器，相關(guān)信號并未在程序中更新，高位報(bào)警判斷中也未關(guān)聯(lián)新傳感器信號。只有將軌側(cè)高位信號加入高位報(bào)警中才意味著邏輯更為嚴(yán)謹(jǐn)，合理，但軌側(cè)單元在道岔模式時(shí)，存在提升5～8mm 的特殊狀態(tài)，以目前積累的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，暫無法支撐相關(guān)程序的完善。后續(xù)在做此項(xiàng)優(yōu)化時(shí)，應(yīng)注意既要完善高位報(bào)警邏輯，也要評估對道岔模式的影響。

3 故障處理經(jīng)驗(yàn)

GMC16A 型鋼軌打磨車在調(diào)試試驗(yàn)過程中出現(xiàn)了部分故障，因?yàn)闆]有故障處理手冊作參考，各位調(diào)試人員分析排查故障花費(fèi)了較長時(shí)間。所以本人收集匯總了故障清單，并將故障處理步驟和故障處理思路在下文逐條闡述，希望對略有打磨車調(diào)試基礎(chǔ)的工作人員有所幫助。

3.1 打磨小車液壓油泄露故障

該故障在打磨小車調(diào)試初期頗為常見，一般在首次動態(tài)測試和首次試驗(yàn)線打磨測試時(shí)出現(xiàn)，處理后故障不再發(fā)生。

漏油原因：液壓油在使用過程中，溫度會逐漸升高，此時(shí)管路接頭處發(fā)生熱脹冷縮，加之管路油壓增大，組裝時(shí)未緊固到位的接頭處會有漏油的情況出現(xiàn)。

處理方法：在首次動態(tài)測試和試驗(yàn)線打磨后立即進(jìn)行停機(jī)檢查，更換密封圈，緊固漏油接頭。

常見漏點(diǎn)：扳手操作不方便的部位，如整個小車的三通接頭、打磨小車前后端控制閥組背面的連接接頭、打磨小車偏轉(zhuǎn)油缸的鎖緊堵頭、歸中油缸的進(jìn)油回油接頭、接觸油缸的進(jìn)油回油接頭。有并排接頭的部位，如打磨小車田字框四個角落的直角接頭。

3.2 打磨屏中集塵溫度顯示異常，低壓控制盒內(nèi)溫度異常顯示為HH

打磨屏中集塵溫度顯示3600℃時(shí)，通常是硬件故障導(dǎo)致。出現(xiàn)此故障后，應(yīng)優(yōu)先排查溫度傳感器接線處。此溫度傳感器的兩接線柱之間安裝了一小電阻絲，若接線時(shí)粗心大意導(dǎo)致電阻未安裝，將會出現(xiàn)此故障。

集塵低壓控制盒內(nèi)溫度異常顯示為HH 故障，通常是未標(biāo)定溫度檢測系統(tǒng)或標(biāo)定不正確造成的，按照圖3 重新標(biāo)定后，故障即可消失。

圖3 集塵低壓控制盒溫度標(biāo)定流程

3.3 網(wǎng)線冗余報(bào)警

此故障較為罕見，通常為網(wǎng)線損壞或網(wǎng)線虛接引起，更換備用網(wǎng)線即可解決。但也出現(xiàn)過極為特殊的情況，網(wǎng)線測試正常且并無虛接時(shí)，應(yīng)優(yōu)先檢查交換機(jī)端口的冗余繼電器是否燒損。

3.4 合齒困難故障

打磨車在啟動后的首次合齒時(shí)，偶爾會出現(xiàn)合齒困難的情況。在本文中不再贅述電氣線路排查、機(jī)械硬件排查以及點(diǎn)動合齒的方法。通過多次的跟車作業(yè)及調(diào)試，我們發(fā)現(xiàn)，合齒失敗的主要原因有：操作人員未等總風(fēng)壓打滿，就急于進(jìn)行合齒操作。此時(shí)風(fēng)壓并不足以克服合齒時(shí)的摩擦力等阻力，導(dǎo)致合齒失敗。個人建議在總風(fēng)壓達(dá)到8 公斤時(shí)，進(jìn)行合齒操作較為穩(wěn)妥。

3.5 滅火按鈕信號錯誤

該車滅火按鈕分為本車動力間滅火、本車小車滅火、他車動力間滅火、他車小車滅火4 種?？刂瓢粹o共計(jì)12個，受控滅火器6個，因?yàn)榭刂凭€纜多，按鈕盒、滅火器分布較為分散，調(diào)試過程頗為繁瑣。這里有1 調(diào)試案例，可供各位參考?？蓛?yōu)先排查如下故障點(diǎn)，提高調(diào)試效率。

調(diào)試過程中曾出現(xiàn)過滅火線路端子排中封板虛接的現(xiàn)象，花費(fèi)了大量人力和時(shí)間才找到此故障點(diǎn)。所以個人建議，滅火線路測試時(shí)，應(yīng)優(yōu)先檢查司機(jī)室B 柜內(nèi)滅火控制線路的接線端子排上，封板是否安裝正確。

3.6 搖籃框傾斜角度不準(zhǔn)故障

搖籃框傾斜時(shí)，在某一角度范圍內(nèi)屏顯值與實(shí)際值偏差大。標(biāo)定后故障依然存在，此時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮角位移傳感器是否損壞。排查步驟：測量角位移傳感器電阻，緩慢旋轉(zhuǎn)傳感器，觀察阻值變化狀態(tài)，如出現(xiàn)阻值斷點(diǎn)和突然的過大波動，可確認(rèn)故障點(diǎn)為傳感器損壞。

3.7 冷卻室蜂鳴異響

應(yīng)優(yōu)先檢查冷卻循環(huán)空氣系統(tǒng)的進(jìn)氣及出氣口處膠皮是否有損壞。

3.8 打磨火花

通常，砂輪打磨鋼軌產(chǎn)生的火花是向軌道內(nèi)側(cè)飛濺的，若火花向外，應(yīng)調(diào)整打磨單元的安裝角度，改變砂輪的接觸面，從而改變火花飛濺方向。打磨砂輪為圓環(huán)形狀，若水平放置于鋼軌，此時(shí)與鋼軌有兩個接觸面，那么砂輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩個接觸面會產(chǎn)生向外和向內(nèi)兩種火花。所以，調(diào)整砂輪豎直方向的安裝角度，使向外側(cè)產(chǎn)生火花的接觸面脫離鋼軌，即可解決此故障。

4 結(jié)束語

GMC16A 型鋼軌打磨列車在實(shí)際運(yùn)用中，打磨效果仍有些許不足之處。對此，仍舊需要我們相關(guān)的調(diào)試、研發(fā)人員將文中所述的打磨優(yōu)化思路進(jìn)行更加深入的探究和完善。