大型养路机械起道抄平量不足原因综合分析及解决办法.docx

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大型养路机械起道抄平量不足原因综合分析及解决办法

08－32捣固车起道抄平量不足原因综合分析及解决办法

摘要

我国铁路的第六次提速，使得铁路运输密度显著加大，铁路运输作用明显增强。

同时轨道结构的日益现代化向养路机械的作业质量提出了更高更新的要求。

在此形势下，我国铁路的养护就显得尤其重要。

D08－32型捣固车是目前国内铁路道路养护主力机型之一，是机、电、液、气一体化的机械，拥有大量的先进技术。

其中电气系统担负着全车各种作业的控制任务，因此电气系统调试的准确性就直接影响到整车作业的精度。

D08－32型捣固车的电气作业控制系统由程序控制系统、捣固控制系统、拨道控制系统、起道抄平系统及GVA组成。

捣固车属于一种技术含量比较高的机械，在实际使用中有时会出现一些影响作业精度的问题，而起道量不足这种现象时有发生。

本文的内容就是提出、分析和解决捣固车起道抄平系统在作业中出现实际起道量不足的问题。

本文从测量方法的改进进，电路控制板电位器的调节，实际线路状况及操作人员的操作方法等方面阐述了造成实际起道量不足的原因，并加以分析，以找出解决问题的方法。

本文一些电路板名称代码及电位器符号均取自于株所提供的电器控制箱上符号及D08－32电气原理图。

【关键词】养路机械电气系统起道量

第一章起道抄平系统的基本介绍

铁道线路方向及水平的检测是捣固车进行起道、拨道作业的前提条件，只有对既有线路的方向和水平进行正确的定量检测，才能很好地完成捣固作业。

D08－32型捣固车起道抄平系统是捣固车作业中一个比较重要的系统，其作业目的就在于消除线路水平偏差，使其恢复到所容许的误差范围内。

它是通过输入的轨道基本起道量和超高值并与辅助给定信号一起送入相应侧的起道伺服控制电路中，然后伺服控制电路在程控系统的协调控制下完成起道作业，也就是在横向水平和纵向水平两个方向完成作业。

然而在横向水平和纵向水平作业的同时，检测装置也在同步进行；但是两者的检测方法却又各不相同。

在前张紧小车和测量小车上左右各有一个探测杆，其上端各张一根钢弦，而拨道小车顶端左右各有一个抄平传感器，分别与对应侧的钢弦相连。

当穿过传感器的钢弦相对下方轨道有或高或低的变化时，这时两个传感器的悬臂杆绕悬臂转动，同时通过同步皮带和离合器拽动电位器转动，然后将两条钢轨的纵向水平偏差通过传感器以电信号输出并送入到起道模拟控制电路中，这种测量方式称为纵向水平检测。

但是为了避免抄平传感器在振动时发生颤抖，在悬臂轴的两端，分别安装了两个阻尼油盒，油盒内加有粘度很高的硅油及阻尼块。

这样当捣固车作业时，安装于捣固装置附近的抄平传感器不会因为捣固的急剧振动而使输出电压抖动过大。

横向水平的检测主要依赖三个电子摆的测量：

车的前摆是用来检测起道前线路的实际横向水平偏差，并把该值转换后送入到起道模拟控制电路中；中摆是用来检测起道作业过程的轨道变化，并由后司机室内的起道仪表显示；后摆用来检测作业后的线路横向水平，主要用于记录仪。

总之，起道抄平系统是一个比较复杂的作业系统，其中作业过程中所涉及到的这路系统信号统称为起道信号。

第二章起道信号产生原理

在起道模拟控制电路中，抄平传感器来的信号和理论的起道值进行比较，其差值再加上辅助起道信号就共同构成了起道总信号。

总的起道信号具体由抄平传感器信号、调零信号、3mm给定辅助起道信号、前端起道信号、起道减少信号及沉降补偿信号形成。

当每一次作业时，这六路产生出来的信号经汇总、运算放大后控制液压起道伺服阀去执行起道作业。

以下就简单介绍一下这些信号：

1、抄平传感器信号（90mv/mm）

因抄平传感器变化而输出的电信号从7u2-26z（7u4-26z）输入经电阻R1（7K）后送入到OP1A同相端，再经过可调电位器P1（5K）及电阻R7（7K）后送到OP4A的反相端。

2、调零信号（2v/mm）

调零信号来自于B7控制箱上7f11（7f12）电位器，通过手动给定信号。

信号由7u2-30b（7u4-30b）端子输入，经电阻R2（2K）和OP1B形成的电压跟随器后，再经过电阻R8（200K）送到OP4A的反相端。

由于7f11（7f12）电位器能够扭动的范围为－5mm～＋5mm，所以其能够输出的电压范围为－10v～＋10v。

3、3mm给定辅助起道信号（600mv/mm）

3mm给定手柄电位器51fOB和52fOC分别在一号工作位上的椅子左右扶手上。

当需要辅助给定时，拉动手柄，信号从7u2-26d（7u4-26d）输入经电阻R3（2K）和OP2A电压跟随器后，再经过可调电位器P5（20K）及电阻R9（50.4K）送入到OP4A的反相输入端。

由于手柄电位器给定的辅助起道量最大值为3mm，所以其能够输出的最大电压为1.8v。

4、前端起道信号

前端起道左右轨信号由GVA基本起道量、人工起道给定电位器4f3、GVA理论超高、前摆、前端理论超高电位器4f5等汇总而成。

前端左轨（右轨）的起道信号从4u5－28z（4u5－30z）送出到7u2-24z（7u4-24z）。

经电阻R4（2K）和OP2B电压跟随器后，再经过可调电位器P4（10K）及电阻R10（14K）后送到OP4A的反相端。

5、起道减少信号

前端GVA向7u2－8z（7u4－8z）送入起道减少信号，经电阻R5（7K）和OP3A电压跟随器放大后，再经过可调电位器P6（5K）及电阻R11（10K）后送到OP4A的反相端。

6、沉降补偿信号

由沉降补偿板7u3-16z（7u3-16b）向7u2-6z（7u4-6z）输入沉降补偿信号，经电阻R6（14K）送入OP3B反相端，经OP3B输出后，再经电阻R12（100K）后送到OP4A的反相端。

以上六路信号经过运算放大汇总后输入到OP4A的反相端，然后从OP4A输出，输出的信号又分成四路，这些信号又各自有着不同的作用。

第一路经R27（10K）送往OP5A输出后一路经R29送入到起道指示仪表，用来指示起道完成情况；另一路经R30（20K）送到OP5B后输出来产生起道极限信号，当实际起道量超过给定起道量大约3.94mm时，OP5B输出饱和电压，经R36（7K）加至三极管T1基极，导通后输出起道极限信号，当系统收到信号后，马上将自动起道信号切除，从而避免了不正常的起道作业。

第二路经R22（2K）送到OP4B输出后控制起道信号指示灯，当其输出的电压大于－0.52v时，起道信号指示灯灯亮。

第三路经R40（11K）到Re2的一组常闭触点经放大调节后控制起道伺服阀。

第四路通过16d输出总起道量，当它为零时，就完成了起道作业，也即当起道量达到给定值时，从OP4A输出的总起道信号将为零（当各路信号为零时，需要调节7u2－p2（7u4－p2）使OP4A输出信号为零）。

第三章起道量不足原因分析

从上章知道，总的起道信号由六路电信号合成，而这六路信号中又以抄平传感器信号最为重要，它构成起道控制的反馈信号，形成闭环控制。

在实际作业中，可能每一路的误差都不是很大，但是把各路误差汇总在一起，那么总的起道信号误差就显得比较大了，从而就影响到了实际起道量。

下面就从设计改进、电路控制、线路状况、人为因素方面分析起道量不足原因：

1、设计改进

由于机械本身原因，在实际应用中钢弦会随着捣固作业的急剧振动而发生颤动，尽管幅度不是很大，但是有时还是会使输出发生变化。

因为我们平时在作业时就会发现，当捣固头下插的时候，抄平弦不停地抖动，这必然会使测量结果不是很准确地反映线路的实际情况。

所以单从钢弦测量方式来论，这样精确度就不是很高。

如果我们把测量点固定在一个相对稳定的地方，那么前后测的结果就不会随着捣固头的下插而随时变化，相对与运用钢弦来控制作业前后的变化要稳定很多。

2、电器调试误差

（1）抄平弦刚性及张紧程度不合适，以致引起测量结果随时变化，从而使输出的信号不准确；抄平传感器零点及对应值未校准，那么使得输出的电压信号与实际电压信号不符；抄平传感器的重复精度和线性度不好，那么其值的变化就显得杂乱无章，无法测出精准的数据。

（2）当GVA和4f3输出起道量为零时，如果前端模拟输入板4u5－p1未调到位，这时4u5－22z输出的值将不为零，其值分两路输入到4u5－32z和4u5－28b。

这两路信号又分别通过OP4C和OP4A运算放大后输入到后端起道模拟控制板7u2－24z和7u4－24z。

这时由于4g1显示为零，那么结果就造成4g1显示的起道值和输入到7u2（7u4）的值不相符。

（3）由于起道模拟控制板7u2（7u4）中可调电位器P4调试未到位，造成运算放大器OP4A对前端起道信号的放大倍数改变，使前端起道信号与实际起道信号之间0.329＊R21／（P4＋R10）的倍数关系改变。

（4）起道模拟控制板7u2（7u4）中六路输入信号叠加总零点可调电位器P2调试未到位，而影响总起道量。

（5）起道模拟控制板7u2（7u4）中可调电位器P9未调，从而使得在无自动起道信号时，起道伺服阀中电流不为零，故而影响起道伺服电流，以至影响实际起道量。

3、线路状况及操作人员操作方式

（1）在一些隧道附近、路况较差的老式线路，其道床多年无人修整，或者修整情况不是很理想的，最终使得道床板结严重，当起道作业后会引起枕下石碴密实度不够，起道量不易保持。

（2）如果道床道碴较少，且需要较大起道量时，捣固车捣固作业后线路起道量不易保持，且回落量较大，轨道实际起道量减少。

（3）捣固车作业时，主操作人员在一号位一边作业时，一边还得观察几块仪表的指示情况，看看指针指向是否都在规定范围内。

B19控制箱上方19g1和19g2两块起道指示仪表就是用来反馈抄平作业质量好坏的。

若操作人员在两抄平表未完全回零以前就急着结束一个循环的捣固，那么线路就可能未完全抄平，实际起道量也就未达到给定的起道量。

从上看出，造成起道量不足的原因是多方面的，其主要原因是在电气系统方面，当然这和捣固车作业系统多以电器控制为主，电路系统比较复杂有关。

同时操作人员对于捣固车作业方式地熟悉程度也是影响作业精度的一个方面。

当然可能造成不足的原因还不止以上所列出的现象，在这里只是大体的针对比较容易出现的故障情况作出简单判断。

第四章起道量不足的解决方案

捣固车的精度调试是捣固车作业系统中最重要的一步，当各路系统出现故障时，能够快速找出问题并解决问题才是关键所在。

由于每次的故障点不同，那么解决问题的方法必然也不相同。

下面就针对上章可能造成起道量不足的原因采取以下措施：

1、由于钢弦随着捣固头的下插抖动，导致抄平传感器输出的电压不断变化，使得测试精度发生偏差。

为了不受捣固作业时产生地振动影响，我们在起道装置导向柱的某个固定地方，安装一个距离测定仪。

在作业前，距离仪测量出到钢轨的距离，然后通过转换后输入到起到模拟控制板中；通过程控系统计算后，进行作业，当距离仪测出的数值和作业前测出的数值比较转换后和其他信号相抵消时，表示作业已达到需要的高度。

这样改进后的测量方式不一样，但是工作原理和过程都是一样的，同时这样也避免了因捣固头下插引起的振动而产生的影响。

2、换一根刚性较好的钢弦，重新校准抄平钢弦张紧程度；张紧钢弦后，通过调整抄平传感器的固定螺栓使其输出为零；然后在拨道小车下方垫上10mm垫块，通过调节7u2－p1（7u4－p1）使其输出为10.0v；若还不行，更换传感器。

3、使GVA和4f3输出起道量均为零，调节可调电位器4u5－p1使4u5－20b、22b、22z输出为零。

4、使4f5输出为零，在前小车左右轮下垫起40mm，使4f3输出为－40mm，GVA所有值为零，调7u2－p4（7u4－p4）使7u2－16d（7u4－16d）为零。

5、使上述六路信号输入信号全为零，调7u2－p2（7u4－p2））使7u2－16d（7u4－16d）为零。

6、使各小车处于作业状态，弦张紧，置抄平输入的所有旋钮输出为零，按下7X3E，打开7X2E、7X2F，踏下下降脚踏开关，7b18指向左抄平伺服电流，7b10指向右，调7u2－p9使7g3指示为零；7b18指向右抄平伺服电流，7b10指向左，调7u4－p9使7g3指示为零。

7、在道床板结严重及道床道碴较少的线路应让工务段提前整治，以获得最佳的作业效果。

8、捣固车的作业操作应严格按标准化作业进行。

每次作业循环抄平表应回零，并且要有足够的捣固夹持时间，以获得最佳的抄平和捣固效果；当起道量大于50mm时，应进行双捣，并将起道方式开关7X31打在右位。

通过采取以上的措施后，捣固车所出现的这类问题得到了明显的改善。

其实在实际运用中，我们在解决这类问题时，不需要每一项都去进行重调，我们需要找出问题最有可能出现的那路，有针对性的进行。

第五章结论

捣固车是一种技术含量较高、程序控制较为复杂的一种机械。

尽管出厂前各路调试都很准确，但是恶劣的现场作业环境、粗浅的日常维护及电器的年限老化都是影响捣固车作业精度的因素。

在这种情况下，需要操作者熟悉捣固车各路系统及做好日常维护，在发现问题时，找出问题关键所在，并拿出解决措施。

当然文中介绍的测量方式的改变在实际中只是一个初步构想，它需要多方面的因素融入进去，需要改进现在的程控计算程序，具体涉及的问题比较复杂。