铺轨机线路转向系统电气故障及解决措施_刘军锋.pdf

设备管理与维修2023 5（下）去除管壁上附着的氧化皮、焊渣和其他杂质。（5）循环油清洗时，宜采用充氮气并转换温度、冲洗方向等措施来提高冲洗效果。冲洗时需频繁巡视，注意油温及压力变化，发现漏油现象应及时采取措施。（6）系统冲洗经过后管道，元件按要求连成工作回路。要特别注意管接头的清洁，有条件的可以用干净的布包裹，为了防止二次污染。（7）在清洗管道之前，是否已经仔细检查了常规管道和临时管道的正确性、焊缝泄漏等情况，是否已经拧紧临时连接法兰，在清洗液压和润滑管道之前，应确保回油管留有油样的测压点，以便清洗时更容易地清除油污。（8）循环冲洗时，定时沿介质流动方向，以木锤或者橡胶锤敲打管壁，尤其适用于焊口，法兰、变径、三通、弯头等位置。敲击时要环管壁周围均匀地敲，不允许损伤管子的外表8。冲洗时应组织有关人员对管道经常敲打，使管道中的灰尘、杂物通过冲洗过滤掉，保证管道的清洁度。冲洗管道区域应设置黄色标识，悬挂“禁止乱动”标识，防止有人在冲洗管道上进行误操作，无关人员禁止进入作业区域。冲洗期间应加强巡逻，防止跑油。冲洗完毕后，清洗用油采用油桶回收，禁止乱倒乱放，以免污染环境。3结束语针对在建液压系统管路冲洗，选用适当的雷诺数、管道清洗短接头，确定清洗设备的压力、水流，清洗时做好管道的敲击、油的采样和清洁性检查。良好的冲洗回路选择及泵站，滤芯选型可以大大提高冲洗质量减少冲洗时间减少工期。广西钢铁 1#高炉液压管道建设过程中，通过选择合理的冲洗回路和合理泵站选型，冲洗 1 个月内完成了所有液压管道的冲洗工作，清洁度达到NAS6 级，取得非常良好的使用效果。参考文献1李彪强.液压管路的冲洗方案 J.包钢科技，2016，42（1）：13-15.2李敬明，王常金.液压系统管路冲洗方法分析及改进 J.山东冶金，2001（3）：13-14.3雷天觉.液压工程手册 M.北京：机械工业出版社，1990.4路甬祥.液压气动技术手册 M.北京：机械工业出版社，2002.5方庆琯.现代冶金设备液压传动与控制 M.北京：机械工业出版社，2016.6谷士强.冶金金机械安装工程手册 M.北京：冶金工业出版社，1997.7张利平.实用液压气动技术800问 M.北京：化学工业出版社，2014.8夏志新.液压系统污染控制 M.北京：机械工业出版社，1992.编辑张韵1SVM1000 型铺轨机组基本情况SVM1000 型铺轨机组由奥地利普拉塞 陶依尔公司制造生产，2002 年引进我国。本机组采用“单根轨枕铺设法”，在当时的无缝线路铺设装备中具有较高的先进性，参与了国内浙赣线、石太线、海南环岛铁路、湘桂线、锦阜高线、哈佳铁路、哈牡客专等项目的无缝线路轨道铺设，创造了可观的经济价值，为高铁建设做出突出贡献。为保持机组的先进性能，本机组于 2010 年湘桂铁路铺轨前进行了整体性能的升级改造，大大提高了整个机组的使用效率。2013 年湘桂铁路铺轨任务结束后，中铁二十二局集团第二工程有限公司（以下简称为公司）委托武汉中铁科工，重点对整机的电气系统和硬件设备进行升级优化，随后又投入到锦阜高铁无缝线路铺轨施工中。SVM1000 型铺轨机作业流程如图 1 所示。2SVM1000 型铺轨机组牵引导向原理2.1铺轨机组牵引导向原理2.1.1导向系统组成导向系统组成包括：牵引履带、履带驱动液压马达、液压油泵、电磁阀、PLC 控制器、导向弦线、划线传感器。2.1.2运行模式履带牵引机构运行方式包括手动模式和铺轨作业过程中的自动运行模式。铺轨作业前，测量人员按已复核的 CPIII 测量定位线路中线桩，每个线桩间距为直线 20 m、曲线 10 m。将线桩托架固定在 CPIII 桩头线路内侧，用钢弦线依次首尾贯通连接，将位置传感器与钢弦线搭接并自由滑动，随整个机组前进同步采集机组与钢弦线的位置。由 PLC 控制器接收位置数据，通过内部程序逻辑运算，输出动作信号，通过控制摘要：SVM1000 型铺轨机组作为最早引进国内的单根轨枕铺设法铁路施工装备，为高铁建设做出了重要贡献。该机组使用过程中线路转向系统的电气故障及其对铺设线路线形的影响进行研究，分析对位置传感器和可编程控制器输出故障的原理，并提出行之有效的现场解决措施，对同类机械设备电气故障的诊断与维修具有借鉴意义。关键词：SVM1000 型铺轨机；无缝线路线形；位置传感器；可编程控制器；检测维修中图分类号：U215.5文献标识码：BDOI：10.16621/ki.issn1001-0599.2023.05D.39铺轨机线路转向系统电气故障及解决措施刘军锋（中铁二十二局集团第二工程有限公司，北京100040）87设备管理与维修2023 5（下）图 1SVM1000 型铺轨机作业流程电磁阀通断，调整履带转向角度，使铺设线路线形与设定线路中心桩线形吻合。2.2机组前进方向自动运行原理2.2.1正常铺轨作业在正常铺轨作业过程中，铺轨机组与运送轨料大列连挂，沿直线段铺轨机组与轨料大列，在直线方向前进，左右履带均衡发力，协同性好，不会产生线路走形弯曲。2.2.2曲线段铺轨作业若进入曲线段铺轨作业，铺轨机组的作业方向由位置传感器采集钢弦线的曲度位置，并通过 PLC 控制器输出信号。该位置传感器类型为角度信号的线性旋转变压器，线性变压器的输出绕组的输出电压与转子转角呈线性关系。履带的左右单一点动信号靠近钢弦线时，左侧履带转动，使车体远离钢弦线，直至传感器无输出信号，保持当前线路方向。车体远离钢弦线时动作相反。通过传感器检测的角度位置，实时动态地调整车体前进方向，使铺设轨道的线形与钢弦线的线形一致。3影响铺轨机组整车转向的因素影响铺轨机组整车转向的因素主要有常规的机械与液压故障和电气控制系统故障两大类。其中，常规机械与液压故障对履带导线的影响主要表现为：履带驱动部分的液压马达、减速机故障和液压管路、液压控制电磁阀块损坏，故障现象比较直观，较容易诊断。通过更换相关零配件，可快速恢复正常使用功能，在此不展开论述。重点分析介绍电气控制系统相关故障及详细解决措施。4电气控制系统相关故障分析与解决措施4.1PLC 控制器输出故障分析及解决措施4.1.1故障分析（1）当机组处于自动工作状态时，在曲线段机组前进方向无法及时修正，向单方向偏离线路中线前进，导致所铺设线路偏离线路中线，与设计曲线产生偏差，增加后续线路调整工序，需要人工拨移线路。（2）自动铺设中断，切换时需要人工手动操作调整履带前进方向，才能使机组前进方向与线路方向匹配。在此期间铺轨作业不能连续进行，一旦方向发生偏离需及时停车，依靠操作司机手动调整履带的转弯角度，再切换至自动铺设状态，严重影响机组铺设效率。4.1.2解决措施逐项排查履带驱动液压马达、减速机、液压管路、液压控制电磁阀块、导线位置传感器等基础故障，无误后可确定为 PLC故障。（1）PLC 控制器输出故障检测与分析。通过通信线将 PLC主机与电脑连接，打开 PLC 运行程序并监测程序运行状态。将导线位置传感器从钢弦线上摘除，手动调整传感器位置，逐步向左摆动角度，产生电压信号传输到 PLC 控制器，查看 PLC面板对应输入点位指示灯点亮，则 PLC 输出模块正常。使左侧履带电磁阀吸合，接通左侧履带液压马达油路，左侧履带转动，说明左侧履带的信号采集驱动过程正常。相同条件下，手动调整传感器位置逐步向右摆动角度，检查 PLC 输入侧面板指示灯是否点亮。若对应输出端指示灯无点亮，使用多用表检测 P40 端子与 000 端子电压，电压为 12 V 则表明该输出端子继电器未吸合。由此可判断内部继电器损坏，无法接通信号输出的回路，导致右侧履带电磁阀吸合失败，液压油路无法导通，进而使得驱动右侧履带液压马达带动减速机驱动履带动作停止。（2）更换备件排除故障。更换同型号 PLC 控制器，重新灌入控制程序，按原接线状态恢复电路。该方案的弊端有：需购置全新 PLC 控制器，费用较高、采购时间较长，拆除原 PLC 控制器操作繁琐、费时费力。（3）使用备用端子排除故障。如果 PLC 控制器输出部分有未使用的备用端子，可将损坏的端子外部接线拆除，并接线到备用端子上，调出运行程序将对应输出点位替换为备用对应的输出继电器。为防止程序出错，需同时查找程序其他段落是否包含该输出点位，在逻辑控制上是否存在互锁或调用。确认无误后选择全部查找并替换，保存程序。将修改后的控制程序重新上传至 PLC 控制器，退出调试模式，拔出 PLC 控制器与电脑的通信线。该维修方案操作简单，无需更换原 PLC，避免了拆除原线路和重新接线的繁复操作。通过调用备用输出端子，只需修改控制可编程控制器程序中继电器相应符号。同时，减少了设备采购费用，并极大地减少了设备维修时间，减少设备窝工，提高设备利用效率。（4）启动机组，并设置为自动运行模式。手动调节位置传感器的位置，分别向左、右摆动。向左侧摆动传感器，左侧履带动作正常。向右摆动传感器，检查对应输出面板指示灯正常点亮，控制右侧履带的电磁阀通电，液压油路导通，履带恢复正常转动。4.2位置传感器故障分析及解决措施4.2.1故障分析在自动运行模式直线段工况下，两侧履带同时转动，均衡发力，铺设线形为直线形。若进入曲线段，随着线路的走向，正常情况下轨道应随同曲线进行铺设。若履带左右点动作停止，前进方向不能及时做出调整动作，而一直沿着直线段前进，则出现故障。在可编程控制无故障的情况下，应针对信号采集端进行排查，分别向左右两个方向手动旋转位置传感器，观察可编程控制88设备管理与维修2023 5（下）器输入侧指示灯是否点亮。若两个方向均无点亮，说明传感器无信号输出，PLC 接收不到来自钢弦线随曲线变化的位置信号。用多用表测量传感器的 4 根引线，如果无阻值或短路，可判定位置传感器损坏。4.2.2解决措施该故障的处理方法为更换相同的传感器。位置信号及时传递给可编程控制，可满足机组运行方向与所铺设线路线形的匹配。4.3转向系统设计缺陷分析及解决措施4.3.1故障分析原线路转向系统 PLC、触摸屏、分布式通信以及 I/O 等模块的电源直接连接于由柴油发动机蓄电池的供电电源总线上。发动机启动时转向系统同时运行，发动机启动时供电电压由 24.5 V骤降至 16 V 左右，发动机起升后又提升至 27 V，由此产生了较大的电压波动和冲击，这是导致 PLC CPU 模块和触屏内部电源电路损坏的一个重要因素。4.3.2解决措施（1）将线路转向系统 PLC、触摸屏、分布式通信和 I/O 等的模块从电源总线上分离出来，在控制面板上新增加控制电源旋钮，操作之前先启动发电机，待发电机转速稳定后再启动转向系统电源，同时在电源回路上增设 24 V 稳压器，保证系统供电电压稳定，避免故障发生。（2）给原有线路转向系统上电，核对程序手册与 PLC 内存程序是否存在差异。拆除原有 PLC、触摸屏，将原有程序灌入新系统中，连接 PLC 与触摸屏。测试转向系统运行情况，如果经过调试后的转向系统正常工作，再将分布式 I/O 模块按照顺序依次接入系统。I/O 模块接入时应先将输入和输出线路断开，调试正常后再连接外部输入线路，并空载测试各个输入、输出信号工作是否正常。确认无误后连接输出线路，检查各个执行元件工作情况，确认无误后对线路转向系统进行模拟工作。4.4拉槽不到位故障分析及解决措施4.4.1故障分析SVM1000 型铺轨机采用的是垂直向下传递轨枕布枕结构（图2），该轨枕布枕结构能够有效保证轨枕的正确铺设，且轨枕之间的距离和倾斜度可满足质量要求。但需要注意的是，必须对已经碾压成型的碎石道床设置宽为 1.2 m、深为 7.0 cm 的铺轨槽，在抽回布枕沟时不会摩擦或拖动轨枕，确保轨枕处于静止不动的状态，保证轨枕位置的准确。但是在具体的施工过程中经常会出现拉槽不到位，枕沟落枕时刮碰道砟的现象。道砟表面稍有不平就会导致轨枕的一端落地，另一端被铺轨机带动而导致轨枕倾斜或位置不准确。由于原铺轨机又未及时设置匀枕装置，增加了日后人工放枕的工作量。我国铁路专线道床施工要求采用机械设备摊铺碾压法成型，作业流程如图 3 所示，这对于铁路专线的