鐵路貨車通用SD—DC2004型微機控制單車試驗器優化改造建議

陳濤

摘 要：針對SD-DC2004型單車試驗器故障停機率高的問題，提出了對該設備進行改造的方案。基于故障數據統計和電路分析，提出對電路、風管路等改造方案，降低了SD-DC2004型單車試驗器故障停機率，為企業降低生產成本提供了技術改造實例。

關鍵詞：單車試驗器 電路 風管

中圖分類號：G710 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）03（c）-0088-01

1 問題的提出

隨著大秦專線萬噸、兩萬噸重載列車的開通，年運量逐年增加，作為太原鐵路局北部唯一的一個C80車輛檢修基地，日檢修能力逐漸攀升，對關鍵設備運行品質提出了更高的要求。微機控制單車試驗器是鐵路車輛制動裝置性能試驗檢測設備，對車輛裝配K1、K2、GK、103、120型制動閥進行檢修試驗，確保車輛在運行中達到制動技術標準的關鍵設備。湖東車輛段所使用的SD-DC2004型微機控制單車試驗器技術狀態不穩定，故障停機率高，成為制約車輛制動閥試驗的瓶頸問題。該文從微機控制單車試驗器故障分析及原因入手，提出了優化改造建議，達到減少故障發生，消除安全隱患，提高制動閥檢修效率的目的。

2 故障原因調查分析

2.1 設備組成部分及原理

微機控制單車試驗器主要由微機控制系統、風路系統、電源裝置組成。微機控制系統由計算機、I/O板、A/D板和壓力傳感器組成，壓力傳感器接在風管路上，它檢測的壓力數據通過A/D板傳輸給計算機。風路系統為：集成式閥島、過濾減壓閥經一快速接頭與總風管相連。微機控制系統裝有IC卡讀寫器；微機控制系統可分別連接N套風路系統，N套風路系統可分別經各自的快速接頭與N輛預測單車的列車管相連。其特征在于：微機控制系統、風路系統、電源裝置裝在作為載體的移動車上。

2.2 設備故障停機率

通過對一臺SD-DC2004型微機控制單車試驗器的運行技術狀態進行動態監控，結合2014年1-2月《設備故障停機記錄簿》中臨修記錄內容記載，通過計算得出結論。

（1）理論公式：単臺設備故障停機率= 考核期內設備故障停機時間/（考核期內設備實際運行時間+考核期內設備故障停機時間）×100%。

（2）實際計算：2014年1月-2月SD-DC2004型單車試驗器故障停機時間為：t=15h，故障停機率為：（15）h/（280h+15h）×100%=5%。

（3）計算結果比對：2014年01月-02月SD-DC2004型單車試驗器故障停機率高于中國鐵路總公司規定的設備故障停機率不高于1%的要求。

2.3 設備故障主要原因

（1）設備充電部設計不合理。原廠配備的12V、2-16A高頻充電器，在充電和工作過程中，易造成蓄電池過放電情況，致使充電裝置頻繁損壞。

（2）設備電路結構設計不合理。原廠家設計的電路結構過于復雜，導致設備包修員工不便于對于故障情況進行快速判斷，以致影響設備及時維修。

（3）原廠未加裝加熱裝置。由于冬季氣溫偏低，機體內部風管路受凍后易產生漏泄，氣動電磁閥工作不流暢，產生卡滯現象。

（4）缺少專用工具箱和物件掛鉤。單車試驗器使用員工無處擺放檢修生產必修的工具、配件等，有時將工具等放置于狹窄的操作控制柜內，這樣不僅對設備的電器性能造成影響，也對設備的安全使用和人身安全造成隱患。

3 優化改造過程

3.1 對設備充電部進行改造，解決充電部故障率高的問題

（1）充電部故障現象。設備原有的12V、2-16A高頻充電器，由于未加裝斷電繼電器導致電器配件損耗較大，很容易發生內部蓄電池過放電問題，使充電裝置頻繁損壞，檢修費用非常大，而且嚴重影響制動閥檢修效率。

（2）充電部改造方案。采用S-145-12的直流開關電源充電器，代替原有的12V、2-16A高頻充電器。并將輸出電壓調整到與蓄電池最高電壓一致，保證蓄電池不會發生過充電現象，不僅有效保護了蓄電池，而且也便于故障情況的判斷，方便了電工的檢修，確保設備能夠正常供電而不會出現數據不穩定情況。加裝斷電繼電器保證在充電時有回路，不充電時處于斷路狀態，排除了充電器和工作回路自行放電問題，杜絕蓄電池過放電情況的發生，并且在蓄電池電壓低于10V也能進行充電工作。

3.2 在滿足工藝要求前提下，對電路結構進行了優化改造

原廠家設計的電路結構過于復雜，導致包修員工不便于對故障情況的快速判斷并進行及時維修，在保證設備技術性能的前提下，對設備電路結構進行改造，提高了設備檢修效率（如圖1所示）。

3.3 解決冬季機體內部風管路受凍后易產生漏泄問題。

（1）風管路受凍漏泄故障現象。由于冬季氣候寒冷、氣溫偏低，機體內部風管路受凍后易產生漏泄，致使氣動電磁閥工作不流暢，產生卡滯現象，導致設備故障率升高。

（2）風管路改造方案。加裝一臺500W的微型電熱風機。該電熱風機采用PTC電熱材料，使用安全可靠，不會造成火災隱患，并具有超溫自動斷電功能，其暖風出口對準電路板并且呈100°仰角斜向上進行吹風，以便于暖風在機體內循環，使控制柜內溫度同步上升。制作安裝微型電熱風機防護支架。由于暖風出口對準電路板呈100°仰角斜向上進行吹風，為防止電暖風機傾倒，設計、制作、安裝了防護支架。

（3）在操作控制面板上加裝了手動開關。為方便現場職工操作，降低職工的勞動強度，在操作控制面板上加裝了手動開關，并在控制線路上設置了安全保險，在對壓力傳感器進行預熱的同時，把手動開關轉到加熱位置，這樣可確保機箱內溫度維持在15℃左右，滿足了生產工藝要求。

3.4 機體外部改造

（1）機體外部設置問題。微機控制單車試驗器使用者無處擺放檢修生產必修的工具、配件等，有些職工為圖省事，將這些工具、配件等放置于狹窄的操作控制柜內，這樣不僅對設備的電器性能造成影響，也對設備的安全使用和人身安全造成隱患。同時該設備風管路長，散落地上，不僅容易管路損壞而且易造成人身安全隱患。

（2）機體外部改造方案。制作工具箱。為避免設備使用者將檢修必須的工具、器具放入設備機體內，結合微機控制單車試驗器的外觀尺寸以及工具、器具的長度和數量，通過比對、設計、計算，制作了一個工具箱，通過焊接的方式，將工具箱固定在單車試驗器上。這樣設備使用者便可將一些檢修生產必需的工具、配件等放置于工具箱內，避免再放進機器內而造成電器損壞，短路等不安全隱患，也為設備使用者維護保養設備創造了便利條件。

4 結語

經過改造并全面保養后，SD-DC2004型微機控制單車試驗器性能均可達到要求。SD-DC2004型微機控制單車試驗器作為車輛試風的關鍵試驗設備，改造完成后，設備技術狀態穩定，性能優良，適應高強度作業的需要，為段車輛檢修提供了可靠的設備保證。

參考文獻

[1] 聞邦椿.機械設計手冊[M].北京：機械工業出版社，2011.

[2] 鐵路貨車檢修規程[S].北京：中國鐵道出版社，1995.

[3] 崔忠圻，賈耀春.金屬材料及熱處理[M].北京：機械工業出版社，2011.