和諧型機車走行部安全監測裝置復合傳感器故障原因分析及改進措施

龐 慶 彭 俊 楊浩正

（廣州電力機車有限公司，廣東 廣州510850）

本研究基于機車走行部故障監測子系統式[1]。機車走行部故障監測子系統用于對軸箱軸承、齒輪箱軸承、電機軸承進行在線故障診斷、檢測和預警功能，充分保證機車的運行安全可靠。該系統硬件部分主要由數據前置處理器、復合傳感器和轉接線組成，安裝在機車轉向架上。因此，鑒于對機車行車安全有著重要的作用，分析其發生故障原因，并提出改進措施是必要的。

1 和諧型機車走行部復合傳感器運營質量情況

1.1 故障信息統計分析

2019 年1 月1 日至7 月24 日，經各段售后質量信息匯總，和諧型機車“走行部監測復合傳感器”質量問題共發生135 件（占6A 系統故障總比例58.95%），總停時為7 天，機破占2 件、臨修占32 件、碎修占101 件，主要分布機務段為南昌、烏魯木齊段，其中南昌段該故障率尤其突出；車型主要分布HXD1D、HXD3D 型機車，其中HXD1D 型機車該故障率尤其突出。和諧型機車“走行部監測復合傳感器”質量問題共發生135 件（占6A系統故障總比例58.95%），故障帶來了系列的問題，其中機破占2 件、臨修占32 件、碎修占101 件，主要分布機務段為南昌、烏魯木齊段；車型主要分布HXD1D、HXD3D 型機車，其中HXD1D型機車該故障率尤其突出。

根據統計，HXD1D 車型及南昌段質量問題明顯偏高，分別占故障總比例97.04%、95.56%，其次為烏魯木齊段，并且集中在2018 年度C5 檢修回段機車（111 件），故障體現在各位溫度傳感器Ⅰ級報警、溫度傳感器Ⅱ級報警、溫升超溫報警等質量問題。

1.2 和諧型機車走行部監測復合傳感器故障位置統計與分析

若按故障位置劃分：43 位（4 軸3 位）走行部監測復合傳感器故障率明顯偏高，占故障總比例22.96%；其次，34 位（3 軸4位）、44 位（4 軸4 位）走行部監測復合傳感器故障分別占總比例16.30%、15.56%；同時，33 位（3 軸3 位）、41 位（4 軸1 位）走行部監測復合傳感器故障分別占總比例11.85%、7.41%。若按驅動同軸故障率劃分：D4 位、D3 位走行部監測復合傳感器故障率明顯偏高于其它驅動，尤其南昌段配屬HXD1D0290（15 件）、0294（11 件）、0021（11 件）、0192（8 件）、0186（6 件）、0194（6 件）、0202（6 件）、0291（6 件）、0293（6 件）等機車，頻繁性發生同位置走行部監測復合傳感器故障，故障主要集中在33 位（3 軸3 位）、34位（3 軸4 位）、43 位（4 軸3 位）、44 位（4 軸4 位）走行部監測復合傳感器，引起客戶高度關注（各監測點位置說明詳附表1）。

表1

2 故障鑒定

2.1. 現場故障鑒定與確認

接到反饋信息后，立即與技術科專業工程師、車間技術人員及唐智科技售后人員聯系，共同對機車故障進行檢查與確認。通過現場檢查及故障確認，6A 終端顯示屏顯示“溫度傳感器Ⅰ級報警、溫度傳感器Ⅱ級報警、溫升超溫報警”等故障記錄，各軸各位走行部監測復合傳感器連接狀態良好、無松動及防護不到位等現象，通過JK1142 維護器對走行部監測復合傳感器進行故障診斷，傳感器顯示異常，更換走行部監測復合傳感器后故障消除，頂輪檢測數據正常。

2.2 故障集中位置

針對故障主要在33 位（3 軸3 位）、34 位（3 軸4 位）、43 位（4 軸3 位）、44 位（4 軸4 位）走行部監測復合傳感器，并且故障點集中在轉向架的3 軸和4 軸，進行現場查看轉向架3、4 軸復合傳感器的安裝情況，發現這兩個位置位于冷卻塔下方，航空插頭處密封性能下降進水導致故障的發生。

3 質量分析

走行部監測復合傳感器屬于6A 系統附屬部件，不僅對軸溫狀態進行實時監測，還對軸承、齒輪等關鍵部件的滾動或嚙合工作面和輪對踏面進行全面性監測診斷，為運用數據庫的建立、分析，提供了有效的支撐，從而降低、消除及預防因軸承、齒輪、輪對踏面等質量問題導致重大質量事件。通過現場檢查及分析，得出初步結論：

a. 因6A 系統未列入C5 修規程進行檢修，只保證出廠前狀態良好，南昌段HXD1D、HXD3D 型機車走行部監測復合傳感器屬于故障檢修，故障率均集中在未檢修或未更換的產品上。

b. 機車運用中，受線路、環境、電磁（電流）干擾等因素影響，導致走行部監測復合傳感器內部芯片失效或插頭內滲入雜物（灰塵、水等），致使6A 終端顯示屏報故障報警。

c. 南昌段和諧機車庫內整備，均使用高壓水槍對構架、驅動、車身等表面進行沖洗，由于連接器長期受高壓水槍沖洗，再加上機車走行部監測復合傳感器運用工況比較惡劣，經過一個C5 修的運用后航空插頭處密封性能下降的作用下，致使水滲入連接器（前置處理器與走行部監測復合傳感器連接處），引起內部短路，造成走行部監測復合傳感器失效。

4 改進措施

4.1 檢修工藝改進

4.1.1 制定出完善的工藝措施，明確拆解時對部件的防護要求，要求在拆解時必須使用工藝防護堵頭進行防護，避免傳感器受到損傷。

4.1.2 清潔時明確對部件的清潔要求，明確只能使用中性清洗劑（嚴禁使用水洗），避免清洗劑對部件造成腐蝕。

4.1.3 同時須制作出合適的工裝避免部件在轉運的過程中受到磕碰。

4.1.4 增加上車前的檢測工序，運用通過JK1157 網絡檢測儀對復合傳感器進行提前監測，提前檢驗車傳感器的溫度及振動是否正常。

4.2 組裝工藝的改進

在檢修工藝進行改進的基礎上，考慮到轉向架3.4 軸連接器因為進水的問題，在安裝時連接處采用絕緣膠布進行防護，避免水進行連接器。

4.3 機車試驗試運改進

機車在廠低壓試驗時，對傳感器進行敲擊試驗，以檢查傳感器測點位置是否正確。同時對系統進行綜合試驗，發現問題及時更換配件，確保系統性能正常。試運時對系統進行復驗，系統各部件功能正常方可出廠。

4.4 運用改進

對走行部監測復合傳感器連接及防護狀態的工作普查，做好普查記錄，對狀態不良的復合，并與客戶溝通關于高壓水槍對關鍵部件沖洗事宜，避免高壓水槍直接沖洗。

4.5 改進后的反饋

通過工藝改進后，6A 故障問題得到了有效的整治。截至目前為止，走行部監測復合傳感器“質量問題發生8 件，改進效果有效。

5 結論

通過對走行部復合傳感器故障原因進行分析，找出問題的原因，在這個基礎上制定出改進措施，可以減少走行部安全監測裝置的故障率，確保機車的正常運行。