鐵路車輛液壓頂復救援設備故障診斷及使用建議

陳輝 王磊

摘要：在鐵路車輛的脫軌事故中廣泛采用液壓頂復救援設備進行救援作業(yè)，本文結合液壓頂復救援設備“頂升-橫移-復軌”的工作過程，分析了液壓頂復救援設備液壓系統(tǒng)的工作原理，研究了液壓頂復救援設備液壓系統(tǒng)的工作壓力故障、油缸故障、液壓系統(tǒng)泄漏、閥件不工作等常見故障現(xiàn)象并提出故障產(chǎn)生的原因及處理措施，還根據(jù)液壓頂復救援設備實際使用工況，提出了液壓泵散熱、多次起復作業(yè)、油管及管接頭選用、連接件強度校核等使用建議，為液壓頂復救援設備安全有效作業(yè)提供參考。

關鍵詞：頂復救援設備;液壓系統(tǒng);故障診斷;建議

中圖分類號：U269

鐵路車輛在運行中會發(fā)生脫軌、傾覆事故，通常采用的救援方法有頂復法、拉復法和吊復法。拉復法適合于脫離軌面距離較近的情況，吊復法實施救援時，需要拆除接觸網(wǎng)作業(yè)，因此適用場合受限。目前，常采用的救援方法是頂復法，頂復法適合于空間狹小、低矮，無電源的野外作業(yè)場合。在頂復法作業(yè)中，通過使用液壓頂復救援設備對列車進行頂復作業(yè)，實現(xiàn)列車復軌。

*基金項目： 南京鐵道職業(yè)技術學院校級項目“鐵路車輛頂復救援設備用液壓系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)”（項目編號：Yz210004）

1.液壓頂復救援設備的工作原理

液壓頂復救援設備主要由汽油機、液壓泵站、橫移梁、扣件梁、墊梁、橫移小車、橫移油缸、旋插式卡座、頂升油缸、油缸鎬帽、液壓控制閥件、液壓輔件等組成，如圖1所示為液壓頂復救援設備工作過程簡圖。液壓頂復救援設備進行頂復作業(yè)的主要過程是：準備-頂升作業(yè)-橫移作業(yè)-復軌作業(yè)-整理。準備階段：先在鋼軌上固定扣件梁，放置墊梁，然后鋪設橫移梁，將橫移小車放置在橫移梁上，橫移小車上的橫移油缸鉸鏈與旋插式卡座相連，旋插式卡座卡入橫移梁的槽孔內，頂升油缸置于橫移小車上方，連接液壓管路;頂升作業(yè)：操作啟動汽油機，開啟控制閥，頂升油缸頂升車體，當脫線車輪輪緣高于軌面均大于20mm以上時，關閉控制閥，頂升作業(yè)結束;橫移作業(yè)：開啟橫移控制閥，橫移油缸活塞桿推動旋插式卡座向前伸出，當旋插式卡座落入橫移梁操控后，控制橫移控制閥，使橫移油缸和車體一起橫移，反復操作，直至車體橫移對正鋼軌上方;復軌作業(yè)：控制頂升換向閥，使頂升油缸緩慢下降，實現(xiàn)復軌;整理：列車頂復作業(yè)完成后，各油缸回到原始位置，關閉泵站，拆解液壓管路，整理維護。

液壓頂復救援設備的起落和橫移都是依靠液壓系統(tǒng)驅動實現(xiàn)的，如圖2所示為液壓頂復救援設備液壓系統(tǒng)工作原理圖，其工作原理是：操縱換向閥10左位工作，頂升油缸9逐級伸出，頂起列車后，換向閥10中位工作，保持頂升狀態(tài);操縱換向閥7右位工作，橫移油缸8活塞桿伸出，推動旋插式卡座向前運動，當旋插式卡座芯落入橫移梁上設置的方孔后，換向閥換7左位工作，橫移油缸8向前移動，帶動橫移小車和頂升油缸9向前移動，多次移動直至脫軌列車位于鋼軌上方，使換向閥7中位工作，橫移油缸8保持當前位置不移動;操縱換向閥10右位工作，頂升油缸9逐級縮回，列車輪對與鋼軌接觸，完成復軌。

2.液壓頂復救援設備故障診斷及處理

鐵路車輛液壓頂復救援設備故障原因主要有液壓系統(tǒng)故障、機械系統(tǒng)故障和人為操作不當故障三個方面。

2.1液壓系統(tǒng)故障

液壓頂復救援設備的起降和橫移均由液壓系統(tǒng)實現(xiàn)，因此液壓頂復救援設備故障主要是液壓系統(tǒng)的故障，常見的故障有液壓系統(tǒng)工作壓力故障，油缸故障，液壓系統(tǒng)泄漏，閥件不工作，油液污染等。

（1）液壓系統(tǒng)工作壓力故障

液壓系統(tǒng)出現(xiàn)工作壓力不足或無壓力情況，主要表現(xiàn)為油缸不工作，壓力表指示值低于正常值?？赡芄收显蛴校浩蜋C故障;液壓泵故障或液壓油不足;液壓系統(tǒng)泄漏;控制閥處于錯誤位置等。處理方法：檢查汽油機工作情況及油箱發(fā)熱情況，如汽油機不工作則進一步檢查汽油機是否啟動，液壓油是否過熱;檢查液壓泵運轉情況，觀察液壓泵出口處壓力表指示值，如液壓泵故障，則進一步檢查油路是否堵塞、液壓泵是否損壞;檢查油箱中油液位置，是否存在液位過高或過低情況;檢查液壓系統(tǒng)接頭及管路有無泄漏情況，進行重新連接或更換連接件;檢查液壓回路中的控制閥是否都處在正確位置，閥件是否損壞。

（2）油缸故障

頂升油缸不能正常上升，如上升不到位、上升速度慢或上升過程中發(fā)生爬行現(xiàn)象;頂升油缸不能正常下落或下落受阻;橫移油缸不能正常伸出和縮回，如伸出不到位、伸出速度慢或出現(xiàn)爬行現(xiàn)象?？赡芄收显蛴校河透讚p壞;油缸管路接頭連接不到位;油液中混入空氣;油液壓力不足;控制閥損壞;安全閥損壞。處理方法：更換油缸;檢查液壓系統(tǒng)管路連接情況，管接頭是否連接緊密;排出油缸內部及管路中的空氣;檢查控制閥工作位置，調動控制閥觀察油缸運動情況;檢查安全閥工作情況，更換安全閥。

（3）液壓系統(tǒng)泄漏

液壓系統(tǒng)泄漏，調節(jié)調壓閥，壓力表壓力值不變化，檢查液壓系統(tǒng)管路連接情況，檢查管路接頭連接有效性，檢查液壓缸、液壓閥件外表面是否有油液滲出情況，及時進行管路的重新安裝或更換油管、管接頭、密封圈等，補足油箱中的液壓油。

（4）閥件不工作

操作控制閥時，油缸不發(fā)生運動，可多次操作控制閥，觀察控制閥閥體有無泄漏、操作是否卡滯、是否有異常聲響等情況，若控制閥件損壞，則進行更換。

（5）油液污染

液壓油是液壓系統(tǒng)的工作介質，傳遞運動和動力的介質，因此液壓油的正常運行是液壓系統(tǒng)正常工作的基本保證。在液壓系統(tǒng)中，油液會因為長期使用或受到污染等問題產(chǎn)生堵塞，造成液壓系統(tǒng)運行不暢，需定期進行油箱中液壓油的檢查，及時進行更換;有時油液中還會混入大量空氣，使油缸產(chǎn)生爬行現(xiàn)象，需進行排出空氣處理。

2.2機械系統(tǒng)故障

機械系統(tǒng)故障主要表現(xiàn)為油缸活塞桿和缸筒之間異常磨損、密封圈損壞、活塞桿彎曲變形等。故障診斷及處理：若油缸活塞桿和缸筒相對運動阻力增大，產(chǎn)生活塞桿運動不順暢、不連續(xù)，則可能為活塞桿和缸筒間異常磨損或密封圈損壞引起，需拆解油缸檢查內部密封圈是否損壞，缸筒內壁是否存在偏磨情況，及時更換配件或更換油缸;若活塞桿產(chǎn)生彎曲，或活塞桿受力點不在活塞桿中心位置，則可能為活塞桿彎曲或受力點偏移引起，需對油缸卸載后進行找正，如果是活塞桿彎曲，則需進行活塞桿的更換。

2.3人為操作不當故障

人為操作不當故障主要有調壓閥錯誤操作、換向閥錯誤操作、卸荷閥未正常開啟、閥件接反、管路連接不牢固等，因操作者的經(jīng)驗、工作態(tài)度和熟練程度而有所區(qū)別，需對操作液壓頂復救援設備的工作人員進行規(guī)范操作培訓，安排有較為豐富的實操經(jīng)驗的工作人員進行設備作業(yè)。在液壓頂復救援設備正式作業(yè)前對液壓系統(tǒng)進行認真檢查，并在操作中嚴格按照操作規(guī)范進行。至少安排2名以上作業(yè)人員同時進行鐵路車輛的頂復作業(yè)，避免人為操作不當引發(fā)的故障。

3.液壓頂復救援設備使用建議

液壓頂復救援設備主要用于線路上鐵路車輛的復軌，工作環(huán)境多樣，脫軌情況各有不同，因此在使用液壓頂復救援設備進行頂復作業(yè)時，還應根據(jù)具體實施環(huán)境、脫軌情況等問題進行具體操作。

建議1：在頂復作業(yè)環(huán)境狹小，如在隧道、橋洞內作業(yè)，這種環(huán)境通常通風散熱條件較差，環(huán)境溫度較高。液壓頂復救援設備在使用時，需對液壓泵站進行散熱處理，可使用液壓泵站安裝的散熱扇進行散熱，同時可以對鎬帽、油管等進行淋水降溫，避免因作業(yè)中油液溫度升高發(fā)生壓力降低甚至喪失壓力的故障。

建議2：在實際情況中，各節(jié)車廂會因為現(xiàn)場原因產(chǎn)生脫軌距離不同的情況，嚴重情況下，車體還會出現(xiàn)傾斜問題。在進行頂復作業(yè)時，一次不能實施完成頂復，則需要進行多次頂復，可以同時利用兩臺液壓頂復救援設備進行作業(yè)，根據(jù)距地面高度和脫軌距離，調整頂升油缸和橫移油缸的起升高度及橫移距離，經(jīng)反復多次作業(yè)后完成頂復作業(yè)。

建議3：考慮到操作安全性及環(huán)境適應性，建議液壓系統(tǒng)所用油管長度至少10m，采用高壓軟管，同一油缸的進回油管用標簽固定在一起，方便查找。油管接頭采用自封插拔式管接頭，方便現(xiàn)場液壓頂復救援設備的組裝和分拆。

建議4：由于液壓頂復救援設備承載較大，且主要由油缸承載，因此在油缸選用時，需滿足載荷要求。油缸的缸體和缸蓋連接處所使用連接件，如螺釘或螺栓需進行強度校核，并適當增加安全系數(shù)，以免出現(xiàn)強度不夠導致拉斷失效。

建議5：液壓頂復救援設備包含液壓元件較多，管路連接的有效性直接影響液壓系統(tǒng)安全運行，在現(xiàn)場進行液壓系統(tǒng)連接時極易出現(xiàn)管路連接不緊、閥件安裝錯誤等問題，因此應加強對液壓頂復救援設備作業(yè)人員的規(guī)范化操作培訓，現(xiàn)場操作時應由實踐操作經(jīng)驗豐富的作業(yè)人員進行液壓系統(tǒng)連接和閥件操作，減少人為因素產(chǎn)生故障的情況。

液壓頂復救援設備結構緊湊、操作簡便、承載力大，液壓系統(tǒng)運輸、組裝、分拆、檢修方便，在鐵路車輛的救援事故中應用廣泛。本文結合液壓頂復救援設備工作原理，詳細分析了液壓頂復救援設備液壓系統(tǒng)工作壓力故障、油缸故障、液壓系統(tǒng)泄漏、閥件不工作等常見故障及處理措施，根據(jù)液壓頂復救援設備實際使用工況，給出了合理的建議，為液壓頂復救援設備安全有效作業(yè)提供參考。

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作者簡介：陳輝（1981年9月），女，漢族，江蘇徐州，副教授，碩士研究生，主要研究方向：液壓與氣動技術。