铁路车辆液压顶复救援设备故障诊断及使用建议.docx

    铁路车辆液压顶复救援设备故障诊断及使用建议    陈辉 王磊Summary：在铁路车辆的脱轨事故中广泛采用液压顶复救援设备进行救援作业，本文结合液压顶复救援设备“顶升-横移-复轨”的工作过程，分析了液压顶复救援设备液压系统的工作原理，研究了液压顶复救援设备液压系统的工作压力故障、油缸故障、液压系统泄漏、阀件不工作等常见故障现象并提出故障产生的原因及处理措施，还根据液压顶复救援设备实际使用工况，提出了液压泵散热、多次起复作业、油管及管接头选用、连接件强度校核等使用建议，为液压顶复救援设备安全有效作业提供参考Key：顶复救援设备;液压系统;故障诊断;建议：U269铁路车辆在运行中会发生脱轨、倾覆事故，通常采用的救援方法有顶复法、拉复法和吊复法拉复法适合于脱离轨面距离较近的情况，吊复法实施救援时，需要拆除接触网作业，因此适用场合受限目前，常采用的救援方法是顶复法，顶复法适合于空间狭小、低矮，无电源的野外作业场合在顶复法作业中，通过使用液压顶复救援设备对列车进行顶复作业，实现列车复轨基金项目： 南京铁道职业技术学院校级项目“铁路车辆顶复救援设备用液压系统的设计与实现”（项目编号：Yz210004）1.液压顶复救援设备的工作原理液压顶复救援设备主要由汽油机、液压泵站、横移梁、扣件梁、垫梁、横移小车、横移油缸、旋插式卡座、顶升油缸、油缸镐帽、液压控制阀件、液压辅件等组成，如图1所示为液压顶复救援设备工作过程简图。

液压顶复救援设备进行顶复作业的主要过程是：准备-顶升作业-横移作业-复轨作业-整理准备阶段：先在钢轨上固定扣件梁，放置垫梁，然后铺设横移梁，将横移小车放置在横移梁上，横移小车上的横移油缸铰链与旋插式卡座相连，旋插式卡座卡入横移梁的槽孔内，顶升油缸置于横移小车上方，连接液压管路;顶升作业：操作启动汽油机，开启控制阀，顶升油缸顶升车体，当脱线车轮轮缘高于轨面均大于20mm以上时，关闭控制阀，顶升作业结束;横移作业：开启横移控制阀，横移油缸活塞杆推动旋插式卡座向前伸出，当旋插式卡座落入横移梁操控后，控制横移控制阀，使横移油缸和车体一起横移，反复操作，直至车体横移对正钢轨上方;复轨作业：控制顶升换向阀，使顶升油缸缓慢下降，实现复轨;整理：列车顶复作业完成后，各油缸回到原始位置，关闭泵站，拆解液压管路，整理维护液压顶复救援设备的起落和横移都是依靠液压系统驱动实现的，如图2所示为液压顶复救援设备液压系统工作原理图，其工作原理是：操纵换向阀10左位工作，顶升油缸9逐级伸出，顶起列车后，换向阀10中位工作，保持顶升状态;操纵换向阀7右位工作，横移油缸8活塞杆伸出，推动旋插式卡座向前运动，当旋插式卡座芯落入横移梁上设置的方孔后，换向阀换7左位工作，横移油缸8向前移动，带动横移小车和顶升油缸9向前移动，多次移动直至脱轨列车位于钢轨上方，使换向阀7中位工作，横移油缸8保持当前位置不移动;操纵换向阀10右位工作，顶升油缸9逐级缩回，列车轮对与钢轨接触，完成复轨。

2.液压顶复救援设备故障诊断及处理铁路车辆液压顶复救援设备故障原因主要有液压系统故障、机械系统故障和人为操作不当故障三个方面2.1液压系统故障液压顶复救援设备的起降和横移均由液压系统实现，因此液压顶复救援设备故障主要是液压系统的故障，常见的故障有液压系统工作压力故障，油缸故障，液压系统泄漏，阀件不工作，油液污染等1）液压系统工作压力故障液压系统出现工作压力不足或无压力情況，主要表现为油缸不工作，压力表指示值低于正常值可能故障原因有：汽油机故障;液压泵故障或液压油不足;液压系统泄漏;控制阀处于错误位置等处理方法：检查汽油机工作情况及油箱发热情况，如汽油机不工作则进一步检查汽油机是否启动，液压油是否过热;检查液压泵运转情况，观察液压泵出口处压力表指示值，如液压泵故障，则进一步检查油路是否堵塞、液压泵是否损坏;检查油箱中油液位置，是否存在液位过高或过低情况;检查液压系统接头及管路有无泄漏情况，进行重新连接或更换连接件;检查液压回路中的控制阀是否都处在正确位置，阀件是否损坏2）油缸故障顶升油缸不能正常上升，如上升不到位、上升速度慢或上升过程中发生爬行现象;顶升油缸不能正常下落或下落受阻;横移油缸不能正常伸出和缩回，如伸出不到位、伸出速度慢或出现爬行现象。

可能故障原因有：油缸损坏;油缸管路接头连接不到位;油液中混入空气;油液压力不足;控制阀损坏;安全阀损坏处理方法：更换油缸;检查液压系统管路连接情况，管接头是否连接紧密;排出油缸内部及管路中的空气;检查控制阀工作位置，调动控制阀观察油缸运动情况;检查安全阀工作情况，更换安全阀3）液压系统泄漏液压系统泄漏，调节调压阀，压力表压力值不变化，检查液压系统管路连接情况，检查管路接头连接有效性，检查液压缸、液压阀件外表面是否有油液渗出情况，及时进行管路的重新安装或更换油管、管接头、密封圈等，补足油箱中的液压油4）阀件不工作操作控制阀时，油缸不发生运动，可多次操作控制阀，观察控制阀阀体有无泄漏、操作是否卡滞、是否有异常声响等情况，若控制阀件损坏，则进行更换5）油液污染液压油是液压系统的工作介质，传递运动和动力的介质，因此液压油的正常运行是液压系统正常工作的基本保证在液压系统中，油液会因为长期使用或受到污染等问题产生堵塞，造成液压系统运行不畅，需定期进行油箱中液压油的检查，及时进行更换;有时油液中还会混入大量空气，使油缸产生爬行现象，需进行排出空气处理2.2机械系统故障机械系统故障主要表现为油缸活塞杆和缸筒之间异常磨损、密封圈损坏、活塞杆弯曲变形等。

故障诊断及处理：若油缸活塞杆和缸筒相对运动阻力增大，产生活塞杆运动不顺畅、不连续，则可能为活塞杆和缸筒间异常磨损或密封圈损坏引起，需拆解油缸检查内部密封圈是否损坏，缸筒内壁是否存在偏磨情况，及时更换配件或更换油缸;若活塞杆产生弯曲，或活塞杆受力点不在活塞杆中心位置，则可能为活塞杆弯曲或受力点偏移引起，需对油缸卸载后进行找正，如果是活塞杆弯曲，则需进行活塞杆的更换2.3人为操作不当故障人为操作不当故障主要有调压阀错误操作、换向阀错误操作、卸荷阀未正常开启、阀件接反、管路连接不牢固等，因操作者的经验、工作态度和熟练程度而有所区别，需对操作液压顶复救援设备的工作人员进行规范操作培训，安排有较为丰富的实操经验的工作人员进行设备作业在液压顶复救援设备正式作业前对液压系统进行认真检查，并在操作中严格按照操作规范进行至少安排2名以上作业人员同时进行铁路车辆的顶复作业，避免人为操作不当引发的故障3.液压顶复救援设备使用建议液压顶复救援设备主要用于线路上铁路车辆的复轨，工作环境多样，脱轨情况各有不同，因此在使用液压顶复救援设备进行顶复作业时，还应根据具体实施环境、脱轨情况等问题进行具体操作建议1：在顶复作业环境狭小，如在隧道、桥洞内作业，这种环境通常通风散热条件较差，环境温度较高。

液压顶复救援设备在使用时，需对液压泵站进行散热处理，可使用液压泵站安装的散热扇进行散热，同时可以对镐帽、油管等进行淋水降温，避免因作业中油液温度升高发生压力降低甚至丧失压力的故障建议2：在实际情况中，各节车厢会因为现场原因产生脱轨距离不同的情况，严重情况下，车体还会出现倾斜问题在进行顶复作业时，一次不能实施完成顶复，则需要进行多次顶复，可以同时利用两台液压顶复救援设备进行作业，根据距地面高度和脱轨距离，调整顶升油缸和横移油缸的起升高度及横移距离，经反复多次作业后完成顶复作业建议3：考虑到操作安全性及环境适应性，建议液压系统所用油管长度至少10m，采用高压软管，同一油缸的进回油管用标签固定在一起，方便查找油管接头采用自封插拔式管接头，方便现场液压顶复救援设备的组装和分拆建议4：由于液压顶复救援设备承载较大，且主要由油缸承载，因此在油缸选用时，需满足载荷要求油缸的缸体和缸盖连接处所使用连接件，如螺钉或螺栓需进行强度校核，并适当增加安全系数，以免出现强度不够导致拉断失效建议5：液压顶复救援设备包含液压元件较多，管路连接的有效性直接影响液压系统安全运行，在现场进行液压系统连接时极易出现管路连接不紧、阀件安装错误等问题，因此应加强对液压顶复救援设备作业人员的规范化操作培训，现场操作时应由实践操作经验丰富的作业人员进行液压系统连接和阀件操作，减少人为因素产生故障的情况。

液壓顶复救援设备结构紧凑、操作简便、承载力大，液压系统运输、组装、分拆、检修方便，在铁路车辆的救援事故中应用广泛本文结合液压顶复救援设备工作原理，详细分析了液压顶复救援设备液压系统工作压力故障、油缸故障、液压系统泄漏、阀件不工作等常见故障及处理措施，根据液压顶复救援设备实际使用工况，给出了合理的建议，为液压顶复救援设备安全有效作业提供参考Reference：[1]宋建华.顶复救援设备的故障分析与解决[J].铁道机车车辆工人，2010（11）.[2]曹显利，韩慧仙.某型机车液压顶复救援设备故障分析与解决措施[J].液压与气动，2012（1）.[3]马林.铁路行车事故应急救援方法及装备[M].北京：中国铁道出版社，2013.[4]童黎明.关于FX—5系列液压顶复救援设备使用问题分析和建议[J].中小企业管理与科技，2016（7）.[5]孔庆春.铁路交通事故应急救援[M].北京：中国铁道出版社，2013.[6]长沙铁路总公司长铁安全设备工程技术部.TGYQ高强度铝合金铁道机车车辆液压顶复救援设备[J].中国铁路，2004，（6）：63-64.[7]湛从昌，傅连东，陈新元.液压可靠性与故障诊断[M].北京：冶金工业出版社，2009.[8]朱高岭，高洪声.HXD3型机车顶复救援顶托加固装置和走行部故障救援方案的研究[J].铁道机车车辆，2012（2）.[9]肖昱，张苏.铁路“隧道群”定义与防灾救援设施相互影响分析[J].高速铁路技术，2016（6）.  -全文完-。