道岔轉轍機故障案例分析

道岔轉換設備故障占信號設備故障總數的30％以上，已成為提高信號設備運用質量的主要矛盾。為防止外鎖閉道岔轉換設備發生故障，以及縮短處理故障時間，建議在維護和故障處理工作中考慮以下幾點，供大家參考。  
1 外鎖閉道岔轉換設備的維護  
 1.1 增加巡視尖軌、基本軌“爬行量”的內容     《鐵路信號維護規則》要求外鎖閉道岔轉換設備的檢修周期每月不少于2次，目前普遍存在檢修次數少或時間不夠、單純增加“巡視”次數的現象。減少或防止故障發生、提高轉換設備運用質量的有效方法是在巡視工作中發現設備故障癥狀，然后在“天窗”點內檢修或及時要點修復。    
外鎖閉道岔轉換設備安裝在岔枕上，不可避免地承受車輛的沖擊振動，屬于動態設備，其穩定性受道岔結構和車輛的直接影響，因此建議增加以下巡視內容：尖軌與基本軌、心軌與翼軌，以及兩基本軌間的相對位移量（爬行量）；觀察列車通過時轉換設備的振動幅度（或牽引點處岔枕的振動幅度）。尖軌和基本軌位移量（爬行量）超標容易使外鎖閉鎖鉤“卡阻”發生轉換不良故障；振動幅度大過大容易使機械件磨損或斷裂，同樣會增加外鎖閉“卡阻”故障，嚴重的會發生“鎖閉”失效故障。    
建議維護部門（以車間為單位）按照《維規》要求的內容進行檢修的同時，可根據本地區的溫差、線路、車輛和道岔狀態，統計分析“爬行量”和“振動幅度”等數據，找出外鎖閉裝置“卡阻”規律并量化，并將其列入巡視工作內容，在檢修中進行調整或整治，達到預防故障發生的目的。  
 1.2 《維規》中外鎖閉道岔不采用2 mm鎖閉的原因    
外鎖閉道岔轉換設備與傳統的內鎖閉轉換設備有質的差別，因此《鐵路信號維護規則》規定的技術標準也不相同。比如內鎖閉道岔強調2 mm鎖閉、4mm不鎖閉，使尖軌與基本軌間既保證4 mm不鎖閉的安全指標，又使尖軌與基本軌之間有適當的密貼力（標準規定100kgf）。   但外鎖閉裝置只要求密貼段各個鎖閉點4 mm不鎖閉，尖軌與基本軌之間宏觀密貼（有縫隙了大于0.5mm），沒有要求2mm鎖閉。因為外鎖閉的鎖鉤和鎖鉤軸的鋼度較大，最大6000N的轉換力不能使其變形。如果采用2 mm鎖閉標準，則尖軌與基本軌之間理論上就會有2 mm的縫隙。當歹車通過時，車輪就會使尖軌向基本軌方向移動2 mm，尖軌移動的次數與通過的車輪數量相等，移動速度則與列車通過的速度成正比，這種現象使外鎖閉裝置的鎖鉤孔與軸之間、鎖鉤的鎖閉面與鎖閉鐵的鎖閉面之間形成沖擊力，結果是加速軸孔和接觸面的磨損（嚴重的將會影響高速列車的平穩性），沖擊力與尖軌的質量以及尖軌的移動速度的平方成正比。為避免過快的磨損，外鎖閉裝置不采用2mm鎖閉指標。    
1.3 及時對道岔外鎖密貼狀態進行調整    新開通使用的道岔，尖軌與基本軌間在鎖閉點保證4 mm鎖閉的前提下，留有1mm左右的縫隙，以減小道岔轉換阻力是可行的。但當道岔結構相對穩定后，應調整至標準狀態（即縫隙不大于0.5 mm）。  
2 外鎖閉道岔轉換設備的常見故障    
2.1 外鎖閉裝置    外鎖閉裝置卡阻故障在道岔轉換不良故障中比較常見，可歸納為“不解鎖”和“不鎖閉”兩大類故障。    
發生不解鎖故障有以下原因：
①鎖鉤的鎖閉面與鎖閉鐵的鎖閉面接觸面積發生變化；
②    鎖鉤不能在軸上移動，阻力加大；
③鎖閉拉板在鎖閉框中有別卡現象。由于尖軌和基本軌爬行，使基本軌上的鎖閉框、尖軌上的連接鐵發生相對位移，改變了聯調、聯試時尖軌和基本軌的位置和轉換參數。    
檢查方法
重點檢查鎖閉面的接觸痕跡是否均勻；鎖鉤在軸上是否有移動痕跡；鎖閉拉桿在鎖閉框中左右是否有曠量。    
發生不鎖閉故障有以下原因：
①鎖鉤在尖軌伸縮時沒有在軸上移動，鎖鉤的鎖閉面、鎖閉鐵的鎖閉面與鎖鉤軸三者不在同一平行線上；
②鎖閉拉板在鎖閉框中有別卡現象（由于鎖閉框隨基本軌移動，鎖鉤軸隨尖軌移動，鎖閉拉桿相對固定在岔枕上），造成鎖閉阻力大。   道岔在預鋪時，轉換設備工作參數正常，而在使用中由于道岔轉換阻力增加過多，轉轍機輸出力不能克服該阻力，造成不能正常解鎖或鎖閉的轉換故障。    
處理方法
鎖鉤孔與軸的曠量不宜大于1 mm（更換曠量較大的鎖鉤孔套，孔軸之間的曠量過大雖利于鎖閉，但不利于解鎖）；松開定反位鎖閉框的螺栓，電動轉換尖軌使鎖閉框“自動”找正（鎖閉框上的橢圓孔是為調整設計的，調整量有不適應尖軌爬行量的現象）；調整鎖鉤使其在鎖閉過程中與鎖閉鐵鎖閉面成為“面”接觸，需檢查鎖閉拉桿在鎖閉框中左右是否有曠動量；尖軌或基本軌爬行后，如果鎖鉤不能在軸上滑動，則會使鎖閉力加大，應在鎖閉框與基本軌的接觸面上墊薄鐵片，使鎖鉤的鎖閉面與鎖閉鐵的鎖閉面及鎖鉤軸中心線平行，減小轉換阻力。    
2.2 轉轍機    
2.2.1 S700K-C型電動轉轍機    
1、使用中斷開表示接點。長期不扳動的轉轍機，機內的鎖舌因振動會發生位移，當移動量達到3 mm時就確有斷開機內表示接點的可能。  
原因分析。S700K-C型電動轉轍機的機內鎖閉機構不設鎖閉動程，傳動機構走完動作動程后，鎖舌在彈簧力的作用下伸出并接通表示，即插入鎖閉；解鎖時，動作桿移動的同時動作鎖舌，鎖舌動作接點斷開表示。為保證鎖舌的可靠動作，鎖舌與鎖鐵之間有2°~7°的角度。在使用中由于鎖舌重復地插入和拔出，斜面磨損，角度不斷增大。當該角度大于15°時，理論上就失去了自鎖功能，在列車的振動下，鎖閉鐵擠壓鎖舌向外移動并被保持，當鎖舌移動達到3 mm及以上動程時，接點組接點就會斷開。    
檢查方法。建議在鎖舌上做一標記線，巡視時檢查鎖舌相對標記線移動的距離。    
處理方法。巡視或檢修作業時，電動或手搖轉轍機一次，鎖舌即恢復至原位。記錄鎖舌的移動量變化周期，當移動量變化周期縮短時，應更換鎖舌或縮短檢查周期。    
2、牽引點尖軌與基本軌之間4 mm不鎖閉指標發生變化。插入試片試驗4 mm時發生鎖閉現象，但大部分情況下電動機摩擦一定時間后即消失。即：第1次扳動道岔插入4 mm鐵片時，鎖閉會失效，定、反位試驗幾次后就可以滿足4 mm不鎖閉要求。原因是機內摩擦片摩擦幾次后摩擦系數變小并穩定，長時間不扳動的轉轍機摩擦連接器在初次摩擦時摩擦系數大，動作桿的輸出力大，尖軌的變形大，所以4 mm鎖閉容易失效。摩擦系數與動作桿的輸出力成正比。    處理辦法。調整轉轍機的拉力在額定拉力的1.2~1.5倍之間（每個牽引點轉轍機的額定拉力在安裝圖上有標注），并使尖軌與基本軌之間有0.5 mm以上間隙，既利于4 mm不鎖閉指標，又可以減小轉轍機的摩擦力。    
3、機械件磨損和桿件折斷。S700K-C型電動轉轍機是在德國使用的S700K型基礎上改進的。原型機是50m/s2的耐振標準，改進時對滾珠絲杠等部件做了加強，但不可能改變其系統結構，實際使用中出現的如機蓋鎖和密封不良、接點接觸不良、滾珠絲杠松動、表示桿折斷、齒輪組磨損、銷軸擋圈脫落、方孔套磨損等情況，分析認為與轉轍機承受的振動加速度過大有關。 

處理辦法。一是做好聯合整治道岔工作，使岔枕在過車時不出現明顯的振動；二是在轉轍機下面填充石砟或設置減振裝置，減小轉轍機上的振動加速度。用加速度測試儀在轉轍機上測試，振動加速度不宜大于50 m/s2，目測過車時轉轍機不應有明顯的振動。    
2.2.2 ZYJ7型電動液壓轉轍機    
1、液壓系統的密封分為固定密封和動密封，固定密封處的漏油現象是在密封處周圍有明顯的油漬（每次檢查此處都有明顯的油漬），如果隨著時間增加油漬不再擴大，可定義為“泄漏”，此種故障不會立即影響使用，但應適時更換密封件（長時間會造成漏油故障）。更換時應查清原因，一般有密封面光潔度不夠（或有毛刺）、密封平面不平行度超標、螺桿光潔度不夠等。    密封螺堵、焊接屬于固定密封范圍，這些部位出現油漬，稱為“漏油”，處理辦法是更換密封螺堵或更換虛焊的零件。    
2、動密封主要指油缸活塞桿、溢流閥調整桿處的密封。國家根據行業特點的不同對動密封的“泄漏”指標有不同的標準。液壓轉轍機油缸的“泄漏”指標規定：活塞桿全動程、滿負載連續往返動作300次，活塞桿出口處不得形成油滴。    實際使用中，由于轉轍機是間息工作制，不可能出現定、反位連續扳動300次的情況，因此使用中的轉轍機活塞桿與油缸的結合處、溢流閥的調整桿處不允許有“油漬”，否則稱之為“漏油”。    動密封處漏油大部分是由于生產廠在組裝過程中損壞了密封件的密封性能造成的，使用中的設備如出現類似情況，以更換整機為好。因為在現場更換活塞上的密封圈無法進行密封性能測試。    
3、啟動片與動作板、蓋板卡阻。油缸上的動接點組上的啟動片，與動作板及其蓋板之間有1~1.5 mm的間隙，以保證啟動片在動作過程中不與動作板和蓋板相碰。    使用中由于振動、接點組的固定螺栓松動、油缸的橫向微量移動、接點組花鍵軸組合曠量等原因，都可以引起啟動片與動作板、蓋板的間隙發生變化，日常維護應注意檢查（觀察）螺栓是否松動，曠量是否超標。檢查周期一般1年進行一次。對于振動加速度較大的道岔，可以適當縮短檢查周期。  
4、滾輪在動作板上不能正常滾動，道岔不能正常轉換。主要原因是滾輪軸鉚接不正（含鉚釘松動），滾輪與動作板摩擦運動（滾輪不轉動，動作桿負載能力下降），嚴重的使啟動片與動作板卡阻（轉轍機動作桿不能動作）。滾輪軸是鉚接在啟動片上的，滾輪軸中心線與滾輪中心線、接點組花鍵軸中心線應該平行，滾輪表面與動作板平面也應平行，這樣才能保證滾輪在動作板上靈活轉動。   檢查方法。轉換過程中觀察滾輪在動作板上是否轉動靈活，滾輪與動作板平面是否均勻接觸。處理辦法是更換啟動片組（含滾輪及軸）。  
2.3 密貼檢查器    
為滿足160 km/h及以上線路的道岔，兩牽引點之間夾有5 mm及以上異物時，不能接通道岔表示電路的技術要求，牽引點之間應設置密貼檢查器。    密貼檢查器的常見故障是表示接點接觸不良，主要原因有以下4個方面：一是密貼檢查器表示桿動作阻力大，影響表示桿動程，因為密貼檢查器表示桿是由尖軌帶動的，當表示桿阻力增大時，密貼尖軌變形丟失表示桿動程；
二是表示桿連接銷軸曠量增大；
三是尖軌或基本軌竄動量增大，使密貼檢查器表示桿的動程不夠；
四是密貼檢查器處尖軌與基本軌之間出現大于0.5mm的縫隙。    
處理方法。檢查表示桿阻力（推拉表示桿其阻力不應大于200 N）、各銷軸曠量不大0.5mm，尖軌或基本軌的竄動量不超過±10 mm（18號道岔）。    安裝密貼檢查器處尖軌與基本軌之間的縫隙是影響表示的主要原因。大部分道岔在鋪設時，尖軌與基本軌之間就可能存在大于0.5 mm縫隙，即使鋪設時尖軌與基本軌密貼狀態符合標準要求，但在車輪碾壓過程中，也會因釋放殘余應力而引起尖軌變形，其變形量與制造中的殘余應力成正比。    檢查與處理方法。卸去密貼檢查器連接桿，測量尖軌與基本軌的縫隙X，裝上表示連接桿，調整至(5+X)mm，使密貼檢查器表示接點斷開，并將此種情況及時通知道岔維修部門，要求對尖軌進行整治，在消除X值后，再將表示動程調整至5 mm斷開表示。    
2.4 安裝裝置    
提速道岔轉換設備安裝在托板上，托板固定在岔枕上，相對角鋼安裝方式減小了轉換設備上的振動加速度（理論上可以減小1個數量級），不僅可減少桿件和銷軸的磨損，也可以減少安裝裝置的絕緣件數量，日常維護工作量也不大。新開通使用的安裝裝置，其托板外側高于基本軌一側5mm，由于托板承重量較大，在長時間振動情況下會發生變形，使托板外側低于基本軌側，雨水順著轉轍機自表示桿、動作桿流入機內，造成機內零部件銹蝕、接點接觸不良和電氣絕緣特性下降，引發轉換設備故障。處理方法。可在轉轍機下部填滿石砟，設置減振裝置或減振物，減小振動，調整岔枕上的托板，使托板外側高于鋼軌側5 mm。  
3 與轉換設備相關的結合部    轉換設備的運用質量與道岔結構的穩定程度相關。“結合部”影響轉換可靠性和造成轉換設備故障的主要原因有以下幾個方面。    
3.1 道岔轉換阻力   目前，用于轉換分動外鎖閉提速道岔的幾種轉轍機，單臺最大拉力為6000N（約600kgf）。由于牽引點要求4mm不鎖閉和牽引點之間要求5mm縫隙不接通表示電路，因此轉轍機的拉力不應過多地大于各牽引點的尖軌阻力，否則尖軌被拉變形，影響4 mm和5mm安全指標（這是轉轍機拉力不能隨意增大的主要原因）。運用中道岔的轉換阻力是發生變化的（主要是尖軌的彈性力和竄動后鎖閉拉桿、外鎖閉裝置的卡阻力），不常扳動的道岔直股尖軌由于經常受車輪碾壓，彈性下降，阻力減小；彎股尖軌由于長期不走車，彈性變化小，則道岔定、反位轉換阻力相差較大。    電動轉轍機設置一個摩擦聯接器，其功能之一是調整動作桿的輸出力。現場普遍存在反位尖軌轉換阻力大于定位的現象，如果按反位調整動作桿的輸出力，則定位的“4 mm”不鎖閉和密貼檢查器檢查“5mm”的標準就會受影響，建議適當減小定位尖軌與基本軌的縫隙，使道岔定、反位鎖閉時的阻力基本相等（使轉轍機動作桿的定、反位的拉力基本相等）；如果是電液轉轍機，則可根據定、反位尖軌阻力分別調整溢流壓力，使反位的溢流壓力大于定位的溢流壓力。    
3.2 尖軌密貼狀態    未安裝轉換設備前，應檢查尖軌（心軌）無“翻背拱腰”等影響密貼的缺陷，尖軌（心軌）刨切部分應能與基本軌（冀軌）密貼，縫隙不大于lmm；安裝轉換鎖閉設備后牽引點（尖軌、心軌刨切部分的牽引點）應保證4 mm不鎖閉，目測兩尖軌刨切部分與基本軌應宏觀密貼，允許有不大于0.5 mm的縫隙。    頂鐵與密貼尖軌（心軌）的縫隙應不大于0.5 mm，且縫隙均勻。這一指標應引起維護人員的重視。因為車輪在密貼尖軌（心軌）上走行時，尖軌（心軌）在車輪的作用下向基本軌（冀軌）側移動，頂鐵與密貼尖軌（心軌）的縫隙越大，形成的沖擊就越大，沖擊力是引起外鎖閉裝置卡阻和磨損的重要原因之一。    
3.3 尖軌（心軌）、基本軌（冀軌）的伸縮量   尖軌（心軌）相對基本軌（冀軌）、兩基本軌之間，因溫度變化和車輪碾壓，都會有伸縮量（或稱爬行量），外鎖閉裝置適應尖軌（心軌）的伸縮量為± 15mm，適應基本軌的伸縮量為±5 mm。對尖軌（心軌）和基本軌的伸縮量較大的道岔，特別是取消間隔鐵、限位器的道岔，應設標志對伸縮量進行監測、記錄，經統計分析后向道岔養護部門通報監測情況，制定整治措施。   日常維護中，應注意外鎖閉裝置活動余量是否適應尖軌和基本軌的伸縮，這樣有利于減少轉換不良故障。具體檢查方法：觀察鎖鉤在連接軸上是否能自由移動（能自由移動的有明顯的痕跡）；鎖閉拉桿在鎖閉框內橫向兩側有2 mm以上的曠量；鎖閉拉桿與轉轍機動作桿成一直線；鎖閉框在基本軌（冀軌）上有—定的調整量。    
3.4 轉轍機上的振動加速度    提速道岔轉換設備是經托板安裝在岔枕上的，轉轍機上的振動加速度與岔枕起伏成正比，影響轉換設備壽命和造成外鎖閉裝置磨損較大的是低頻大振幅和高頻小振幅形成的沖擊力。通用技術條件規定：轉轍機應能承受210 m/s2的振動加速度。目前還沒有條件在維護工作中，對轉轍機上的振動加速度進行實時測量，一般是根據經驗觀察。斥離尖軌的防跳裝置應起作用，防跳輪與尖軌的間隙2~3 mm，并不影響尖軌轉換（列車通過道岔時斥離尖軌不應有過大的上下跳動）；列車通過道岔時轉轍機上下振動幅值不宜大于5 mm（牽引點前后4塊滑床板應有3塊及以上與尖軌軌底密貼，心軌牽引點前后兩塊臺板應與心軌軌底密貼）；外鎖閉拉桿鎖閉側相對鎖閉框上下不應有曠量（該曠量與鎖鉤的松緊有關），列車通過時斥離側的鎖閉拉桿上下振動不應大于2mm。    道岔轉換設備是動態設備，隨列車運行和時間推移會不斷發生變化，其變化規律與車輛型號、線路狀態、列車運行條件及其地區自然狀況有關。統一全路道岔轉換故障模式十分困難，建議維護單位根據本地區的實際情況積累“結合部”變化數據，總結適應本地區的維護和整治經驗，從而達到減少道岔