數(shù)控輪對壓裝機夾持小車位移偏差故障的分析及處理

劉飛鵬，宋 凱

（中車青島四方機車車輛股份有限公司資產(chǎn)管理部，山東 青島266111）

0 前言

隨著中國高鐵時代的到來，列車運行的安全性和穩(wěn)定性越來越成為重中之重，輪對作為機車轉向架的重要組成部分，其壓裝質(zhì)量直接影響到鐵路運輸?shù)陌踩院褪孢m性[1]，是高速列車轉向技術重要的考核指標之一。中車青島四方機車車輛股份有限公司基于中國高鐵持續(xù)并快速發(fā)展的形勢，不斷提高了車輛產(chǎn)品的各項性能及質(zhì)量，于2010年引進2臺意大利BBM公司生產(chǎn)的數(shù)控輪對壓裝機。本文對引進的意大利BBM數(shù)控輪對壓裝機設備及工藝流程進行了簡介，并詳細介紹了一起數(shù)控輪對壓裝機夾持小車位移偏差故障產(chǎn)生的原因分析及維修處理過程，效果良好。

1 設備及工藝流程簡介

意大利BBM公司生產(chǎn)的數(shù)控輪對壓裝機采用雙端油缸輪軸夾持方式和框架式機床機構，測量系統(tǒng)采用高精度位移傳感器，采用激光位移傳感器進行非接觸式測量，避免了測量桿變形引起的精度誤差影響[2]，從而檢測出輪對壓裝過程中車輪位置的微小變動，壓裝過程高度自動化和精確化，具有自動調(diào)整輪對的動平衡點，自動壓裝并控制內(nèi)側距，自動控制輪對壓裝曲線等優(yōu)點。

1.1 設備結構

設備示意圖如圖1所示。整體可分為立柱、上連

接架、夾持小車、壓頭和檢測桿等部分構成。

圖1 設備示意圖

1.2 工藝流程

壓裝步驟如圖2所示。待壓裝軸通過起重機吊運到夾持小車上，將輪對預裝到輪軸上后，調(diào)出帶壓裝程序，選擇待壓裝輪對應的車軸類型、工作號，并輸入軸號后輸入待壓裝輪對的車軸號、制動盤號、車軸各座尺寸、輪盤內(nèi)孔尺寸等數(shù)據(jù)，將裝有待壓裝輪對車軸的夾持小車運行到數(shù)控壓裝機零位處。之后選擇右側油缸進給，待接觸到軸端后再選擇左側油缸進給，直到車軸被頂住后夾持小車自動回歸到初始上料位置，位移傳感器觸發(fā)感應塊，當觸發(fā)感應塊后設備自動執(zhí)行輪對壓裝程序，輪對壓裝到設定尺寸后油缸卸載，夾持小車運行到數(shù)控壓裝機零位，將壓裝好的輪軸卸下進入下一道工序。

圖2 壓裝步驟

2 故障現(xiàn)象及分析

2.1 故障現(xiàn)象

夾持小車裝載上預壓裝的輪對后無法運行到數(shù)控壓裝機零位，導致無法進行下一步的油缸進給壓裝輪對。

2.2 原因分析

（1）數(shù)控壓裝機夾持小車運行導軌接近零位處存在固體雜物，導致夾持小車無法通過至零位。

（2）數(shù)控壓裝機夾持小車位移傳感器損壞。

由于該型號的巴魯夫位移傳感器無備件，備件倉庫只有一件型號為BTL5-S112B-M0250-P-S32的巴魯夫位移傳感器。由于生產(chǎn)任務緊張，為了不耽誤生產(chǎn)線的生產(chǎn)任務進度，將損壞的BTL5-S172B-M0250-P-S32的巴魯夫位移傳感器換成型號為BTL5-S112B-M0250-P-S32的巴魯夫位移傳感器。經(jīng)測試發(fā)現(xiàn)夾持小車可以到達數(shù)控壓裝機零位，但是在回到初始上料位置時無法到達感應塊位置，位移傳感器與感應塊中心始終差距L，如圖4所示。

圖4 小車位置示意圖

3 故障處理

首先進行設備停機，檢查數(shù)控壓裝機夾持小車運行軌道底部異物情況，發(fā)現(xiàn)運行軌道下方無固體異物阻擋小車運行，小車運行通暢無阻。通過對夾持小車外觀檢查發(fā)現(xiàn)，裝載后的夾持小車左右下陷高度不等，通過拆卸發(fā)現(xiàn)夾持小車底部的巴魯夫位移傳感器固定螺栓松動，位移傳感器松動脫落后與底部運動軌道接觸，導致夾持小車運行過程中位移傳感器一直與軌道發(fā)生干摩而致?lián)p壞。損壞的巴魯夫位移傳感器如圖3所示。傳感器參數(shù)如表1所示。

圖3 巴魯夫位移傳感器

表1 位移傳感器參數(shù)

3.1 軟件調(diào)試

使用鑰匙控制將數(shù)控輪對壓裝機控制面板上調(diào)到手動模式，在控制頁面上選擇小車命令頁面，使用命令控制夾緊小車置于壓裝機零位，選擇小車命令為手動模式，按下重置報警按鈕約5 s，直到旋轉編碼與磁性編碼相等。

首先選擇P0740小車裝載位置偏移調(diào)試，將數(shù)值設置為-60mm，如圖5所示，進行手動軟件調(diào)試模式，發(fā)現(xiàn)夾緊小車無法到達感應塊處觸發(fā)信號。

圖5 小車裝載位置偏移調(diào)試

其次選擇P0748小車上料位置偏移調(diào)試，如圖6所示，無論賦何值進行小車動作，發(fā)現(xiàn)夾緊小車無法到達感應塊處觸發(fā)信號。

圖6 小車上料位置偏移調(diào)試

最后P0752小車極限位置坐標調(diào)試，如圖7所示，無論賦何值進行小車動作，發(fā)現(xiàn)夾緊小車無法到達感應塊處觸發(fā)信號。

圖7 小車上料位置偏移調(diào)試

3.2 改造

軟件調(diào)試無效后進行分析認為，將損壞的BTL5-S172B-M0250-P-S32型號的巴魯夫位移傳感器換成型號為BTL5-S112B-M0250-P-S32的巴魯夫位移傳感器使得格雷碼位數(shù)發(fā)生改變，系統(tǒng)自動根據(jù)BTL5-S112B-M0250-P-S32的格雷碼數(shù)設定極限位移，該極限位移與感應塊相距L.

根據(jù)分析，將位于小車軌道底部固定的感應塊向O數(shù)控壓裝機零位方向移動M距離，M大于L，如圖8所示。

圖8 改造實圖

3.3 效果

改造后夾持小車可以到達數(shù)控壓裝機零位和感應塊位置，數(shù)控輪對壓裝機恢復正常功能，如圖9所示。

圖9 小車恢復正常

4 結束語

設備故障出現(xiàn)后，分析故障的思路是從外因到內(nèi)因，由簡到繁，通過拆機查證所分析的正確性，再根據(jù)工廠實況進行維修。通過對設備故障的原因排查、修復、調(diào)試到新問題出現(xiàn)，并通過各種技術手段解決實際問題，提高對高精尖數(shù)控設備的感性認識，為解決類似數(shù)控設備故障積累了實踐經(jīng)驗，并提供了有效理論案例。

[1]劉志亮，潘 登，左明健，等.軌道車輛故障診斷研究進展[J].機械工程學報，2016，52（14）：134-146.

[2]劉 焱，王 燁.位移傳感器的技術發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].自動化技術與應用，2013，32（6）：76-80.