地铁钢轨打磨车打磨石进给油缸自动下落缺陷改造

地铁钢轨打磨车打磨石进给油缸自动下落缺陷改造

徐新春

深圳市地铁集团有限公司运营总部客运三分公司广东深圳518000

摘要：为了解决地铁钢轨打磨车打磨小车磨石因设计缺陷导致钢轨打磨石在发动机停机的状态下会自动下落，如果是刚更换的新磨石，距轨面仅10mm左右，钢轨打磨车在行驶中存在被碰撞了安全风险，严重威胁地铁列车的运行安全。

关键词：钢轨打磨车；打磨石；油缸自动下落；缺陷；改造

RGH10系列C1-49/50钢轨打磨车主要用于地铁或大铁上的钢轨打磨工作；磨轨有两个主要目的：一是维持轨型，二是减低钢轨表面缺陷如轨道波磨。维持好轨型和轨面使滚动声和动态负荷减到最低，得到的经济效益和延长铁轨寿命，减少燃油消耗和车辆维修等，打磨石是钢轨打磨车的直接工作部件，打磨石的故障不但会造成钢轨打磨车的瘫痪，还会严重威胁地铁列车的运行安全及人的生命安全.

柴油机起机后，柴油发动机输出轴带动进给油泵工作，进给油泵输出10MPa的高压液压油到达打磨石进给油缸的有杆腔，打磨石提升，此时磨石距轨面达130mm，不会危及行车安全.但当发动机停机后，发动机输出轴不动作，进给油泵不工作，机车液压系统无压力保持，打磨石进给油缸在打磨头及打磨马达的重力作用下下落，只要几分钟，磨头就会下降到最低点，此时磨头距轨面只有10mm，远远低于国家规定（国家规定：地铁列车车低的悬挂部件距轨面应≥50mm），打磨车在行驶中存在被碰撞了安全风险，严重威胁地铁列车的运行安全。如何有效延长打磨石升降油缸下落时间，保证地铁行车安全，是此次改造工作的重点。根据液压系统图分析，发现液压油只有三种泄漏方式。

1.液压油经有杆腔进油管前的比例换向阀泄漏回进给油泵408255或通过A-PAGE2流向其他液压系统。

在比例换向阀前的进油管路加装一个单向阀进行试验，附图1：

图1打磨头液压控制回路图

发现加装单向阀后，进给油缸下落至最低位置的时间延长至12h，既在液压马达加打磨石的重力下，液压油不通过进油管回流回进给油泵或通过A-PAGE2流向别的液压系统的情况下，有杆腔的液压油泄漏完需要12h。既液压油还会通过别的方式继续泄油。

2.液压油通过比例换向阀泄漏往回油管，通过回油管流回油箱。

在进给油缸和比例换向阀之间的进油管处加装一个单向阀进行试验，附图2：

图2加装单向阀试验图

发现加装单向阀后，进给油缸下落至最低位置的时间延长至12小时，跟第一种方法时间一样，既液压油不会通过比例阀泄漏到回油管。

3.液压油经液压缸活塞与缸筒间的间隙泄漏到无杆腔。

在比例换向阀前的进油管路加装一个单向阀（第一种试验方法，然后更换一个进给油缸，发现更换完液压缸后，进给油缸下落至最低位置的时间延长至72小时以上，远远大于打磨车一个检修周期的间隔时间（一个检修周期的间隔时间≥14小时），能满足打磨车的使用要求，但因进给油缸价格昂贵，一个液压缸为3.5万元，更换十个液压缸需3.5×10=35万元，不符合经济改进的目的，更换下来的油缸也会造成巨大的浪费，新的油缸经过长久使用也会因活塞磨损导致继续泄油现象，没有根本解决设计的缺陷问题，因此不考虑通过更换进给油缸来延长打磨石下落时间。

经过以上三种试验，发现进给油缸有杆里的液压油是经过流回进给油泵和通过活塞与缸筒之间的间隙泄漏的，改进的方法将从这两方面入手。

经了解，香港地铁、深圳地铁同样出现这种缺陷，通过交流得知：

香港地铁采用挂链条的方法解决此问题，每个磨头在检修完工或者使用完工后，采用链条加钩子钩住磨头，防止磨头下落，但因比较繁琐，并且有一定的风险，因此不考虑此种方法。

深圳地铁则采用专人跟车方法，既每次动车前都派专人起动打磨车发动机，此种方法不但耗费人力物力，还会增加机械磨损，因此也不考虑此种方法。

经过液压系统图纸的分析，结合自己对液压系统的了解，制定了以下的改进方案，改进后效果良好，能满足公司打磨车的使用要求，节省公司财政投入。

1、在液压系统中加装单向阀，截断液压油通过进油管流回进给油泵的通路。

2、在加装的单向阀后边再加装一个液压蓄能器，补充液压油通过活塞与缸筒之间的间隙及比例换向阀泄漏的液压油，同时保证发动机停机后系统有压力保持。

3、加装的单向阀及蓄能器必须不能影响液压系统的使用性能。

加装单向阀和蓄能器后，打磨石与轨面距离≥50mm的时间应大于14个小时（一个检修周期的间隔时间）.在打磨头进给油缸的电磁换向阀前的进油管路加装一个单向阀及蓄能器，能防止进给油缸有杆腔中油液流回油泵及其他液压系统的同时，使系统在一定的时间能有压力保持，延长油缸下落时间.最直接选用液压系统自带的直通型单向阀，型号C600S，接口3/8"，最高压力5000psi。经过试验，加装单向阀后，进给油缸下落至最低位置的时间延长至12h，既在液压马达加打磨石的重力下，进给油缸有杆腔里的液压油通过油缸活塞与缸筒间的间隙泄漏完的时间

改造前公司采取的方法：车辆段调车时工程车维修组同事协助磨轨车起机，去正线打磨工作时基建维修人员协助磨轨车起机。缺点：工程车维修组在调车时，必须安排人员协助，2小时/次，每周2.5次平均，每年2×2.5×52＝260小时，磨轨车动机浪费：柴油平均23L/小时，每周正线工作2.5次，每次来回2.5小时计算，每年23×2.5×2.5×52＝7475L，每升柴油5元计算：7475×5=37375元。每年发动机多运行325小时，每200小时更换一次机油，将尽增加一倍的运行时间，长期怠速机件磨损加快。经过改进后，打磨石进给油缸的有效保持时间超过14小时以上，刚好够一个检修周期的间隔时间，免去维修人员的协助起机工作，减少机械磨损，大大节省公司的人力及财力的投入，保证列车的运行安全。

4.结束语

综上所述，钢轨属于地铁系统中比较重要的组成部分，其施工质量的高低将会直接决定地铁运行系统的效率和安全性。而钢轨打磨是地铁钢轨施工阶段比较关键的一个施工环节，其不仅可以改善钢轨表面缺陷，提高钢轨的整体质量，而且还可以提高钢轨的使用寿命，确保地铁车辆的安全通行。但是，在地铁钢轨打磨过程中，可能会因为打磨车中的打磨石进给油缸出现了自动下落缺陷，从而导致钢轨打磨效果不理想，对地铁列车的运行安全产生严重的威胁，此时就需要对该缺陷进行分析，并提出有效的、针对性的解决对策，这样既能够有效延长打磨石升降油缸下落时间，而且还能够保证地铁的行车安全。

参考文献：

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