宋小晶
陕西城际铁路有限公司 陕西省
咸阳市 712035
摘要：自机场线开通运营以来，车间按照部门生产部署，组织班组人员对电客车进行了5次架车作业，在架车过程中时常会发生一组或两组转向架支撑柱计数不准确或未计数现象，导致每组转向架支撑柱上升或下降数据偏差过大，系统报超调故障，自动停机。在此期间维修人员定期对设备保养试机时也时常发生此类故障，对此车间组织相关技术人员进行分析研究。
关键词：固定式架车机 PLC 丝杆 脉冲传感器
一、问题概述：
巡检人员在试机过程中发现固架2号坑转向架支撑柱在上升过程中数据比整体数据偏低，导致相邻两组架车机转向架支撑柱高度差相差12mm以上，系统无法自行修复，自动停机。
固架在架升电客时，系统自检初始状态正常，转向架上升10mm后自动停机，系统报告超调故障，经检查发现6号坑转向架支撑柱数据显示未“0”。
结合车间生产，班组开展固架操作演练时，将设备空载上升到高度1500mm后下降时，发现设备无法动作，经检查发现4号坑转向架高度计数传感器应长时间固定不牢靠和丝杆相撞，设备系统无法接收到相关高度数据。
二、工作原理
固架控制系统采用双PLC结构，其中主控PLC采用西门子S7-300系列产品作为控制系统的核心，用于完成整个系统的功能选择、位置检测及逻辑控制；监控系统采用西门子 S7-1500 系列作为监控系统的核心，用于对整个系统的升降状态及高度脉冲等进行监控；高度脉冲检测传感器主要用于各举升柱之间丝杠转数脉冲的获得及同步控制。其中主控PLC子站和监控PLC子站采集坑内各信号的状态，通过各自的通讯电缆将其分别上传到主控PLC和监控PLC，主控PLC和监控PLC再根据程序运算将坑内的各控制信号通过通讯电缆下传到主控PLC子站和监控PLC子站，完成指定的控制动作。
三、故障查找方法：
根据以上现象，需要分别对同步脉冲传感器硬件部分、同步控制软件部分、PLC电气部件、设备运行期间的数据进行分析。为了便于分析，需要从以下几个方面进行查找。
1、检查同步脉冲传感器原件是否存在故障，包括检查速度传感器外观、速度传感器磁性探头是否有损伤或者是否吸附了较多轴承内部磨损的铁粉或油脂。
2、检查同步脉冲传感器连接插头处插针是否存在松动、开路、屏蔽层破损等异常现象。
3、测量轴承旋转时与同步脉冲传感器磁性探头之间的间隙是否符合安装规范要求；用吊线锤检测丝杆是否垂直。
4、检查架车机在运行过程中，电机是否有震动现象，震动幅度是否在标准值之内。
5、反复空载试运行，检测各架车机转向架支撑柱数据是否同步，检查并适时观察最大误差值和最小误差值。
四、分析结论：
1根据固架使用说明书要求转向架支撑柱在上升或下降过程中，各支撑柱高度差在±4mm内系统将自动调节到正常值；车间经过长期作业分析及实验发现，在上升或下降过程中会有1到2个转向架支撑柱发生高度差偏大现象，最大误差达到12mm。
2、此固架采用AC380V/1.5KW，SEWKF67系列电机，按照《电动机振动国家标准》中规定额定转速1500r/min的转机，轴承振动值不超过0.085mm；目前固架在上升或下降过程中电机会生产220mm/min的转速，其振动值在国家规定的范围之内，但在实际中，需要同时带动12m丝杆旋转，由于丝杆过长，其要求丝杆的垂直度要保持在±1mm、螺旋升角为3°42′，虽然设备本身的各参数在标准范围内，但是电机带动丝杆转动时还是有较小的振动现象，在启机和停机过程中最为明显，长期抖动就会对部件螺栓产出一定的松动。
3、机场线固定式架车机采用XSAV11801系列电感式接近传感器，其主要由振荡器、开关电路及放大输出电路等组成，通过振荡器产生一个交变磁场，当金属目标接近这一磁场，并达到感应距离时，在金属目标内产生涡流，从而导致振荡衰减，以至停振，振荡器振荡及停振的变化被后级放大电路处理并转换成开关信号，触发驱动控制器件，从而达到非接触式之检测目的；转数脉冲检测装置（电感式接近传感器）作为固架同步上升或下降的重要部件，它和丝杆的距离要保持在4-5mm之间，厂家在安装过程中未充分考虑设备运转所带来的振动现象，只是简单加装了两个螺母（内侧1个、外侧1个），导致在设备运转时，长时间震动会使两个螺母朝相反的方向慢慢的旋转，此时传感器发生松动，丝杆和传感器不能在有效的距离内，无法探测到丝杆旋转的数据或离丝杆过近相撞等现象发生。
五、改进措施：
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1、目前给所有转向架支撑柱和车间支撑柱高度脉冲检测传感器外侧加装弹簧垫片和平垫，用外部螺母压平后,增大了接触面积，减小压力，弹簧垫圈会产生一个持续的弹力,使螺母与螺栓的螺纹连接副持续保持一个摩擦力,产生阻力矩,从而防止螺母松动。
2、调整丝杆和高度脉冲检测传感器接触距离，使其在一个合理的范围内，通过丝杆凹槽旋转来确认传感器感应电源是否接触，以保证部件功能状态良好。
六、结论：
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通过分析总结，对固架电机轴承机构及设计参数有了足够的了解，并结合实际生产对相应部件进行改造修复，反复试验后架车机高度脉冲检测传感器和法兰盘安装位置始终保持在4-5mm，达到了使用要求，并且在后期架升电客车过程中未在发生此类故障，保证了设备的安全可靠。