田敏輝

摘 要：上海磁浮線經(jīng)過(guò)10多年的商業(yè)運(yùn)行，設(shè)備存在不同程度的老化現(xiàn)象，急需采取更好的維護(hù)保障措施加以保障。道岔作為整個(gè)磁懸浮線路中極為關(guān)鍵的一環(huán)，意義非常重要。它擔(dān)負(fù)著正線與支線、正線與正線互相連通的重要職責(zé)。道岔分為三個(gè)部分：電氣部分、機(jī)械部分和下部基礎(chǔ)。整個(gè)道岔系統(tǒng)主要由子系統(tǒng)構(gòu)成，包括：彎曲梁鋼結(jié)構(gòu)（三段）、道岔驅(qū)動(dòng)單元、鎖銷單元、墩柱、支撐、道岔開(kāi)關(guān)站、供電系統(tǒng)、道岔控制系統(tǒng)、道岔反饋系統(tǒng)、電纜、接地系統(tǒng)、診斷系統(tǒng)、連接支撐。本文以PDCA的循環(huán)原理，聚焦于磁浮系統(tǒng)中線路道岔子系統(tǒng)存在的問(wèn)題，努力通過(guò)創(chuàng)新工藝，延長(zhǎng)設(shè)備設(shè)施的使用壽命，提高專業(yè)維護(hù)技能。

關(guān)鍵詞：PDCA 磁浮道岔 創(chuàng)新工藝

中圖分類號(hào)：TH13 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）04（b）-0042-04

全線共有8個(gè)道岔，其中3個(gè)在浦東機(jī)場(chǎng)附近，1個(gè)三位道岔位于維修基地，4個(gè)位于龍陽(yáng)路站外側(cè)的正線上。

道岔由PLC控制5#和3#墩上的驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)道岔運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)換線操作，運(yùn)動(dòng)完成之后再通過(guò)鎖銷單元，鎖定道岔。道岔電氣系統(tǒng)作為整副道岔的控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，對(duì)其控制的準(zhǔn)確性和可靠性的要求是相當(dāng)嚴(yán)格的。為滿足上述要求，整個(gè)控制系統(tǒng)采用了冗余設(shè)計(jì)方案，從控制PLC到位置控制元件；從供電到驅(qū)動(dòng)都采用冗余控制。此外還安裝有故障診斷系統(tǒng)，對(duì)道岔常見(jiàn)故障做當(dāng)?shù)睾瓦h(yuǎn)程的監(jiān)控。

彎曲梁采用高塑鋼焊接而成，全長(zhǎng)25m，最大單側(cè)橫向位移為3.5m，實(shí)現(xiàn)道岔的換向功能。驅(qū)動(dòng)橫梁既作為彎曲梁的支撐，又起到帶動(dòng)彎曲梁運(yùn)動(dòng)的作用。鎖銷系統(tǒng)是在道岔到達(dá)所需線性位置時(shí)，保持線性狀態(tài)的結(jié)構(gòu)。支撐部件由軌道、支撐件、底板、限位器等組成，用于支撐整副道岔和限定其移動(dòng)范圍的作用。

1 背景簡(jiǎn)介

上海磁浮示范運(yùn)營(yíng)線是世界上第一條商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的磁浮列車示范線。磁浮線共有8個(gè)道岔，道岔作為整個(gè)磁懸浮線路中極為關(guān)鍵的一環(huán)，意義非常重要。它擔(dān)負(fù)著正線與支線、正線與正線互相連通的作用。道岔主要分為三個(gè)部分，即電氣部分、機(jī)械部分和下部基礎(chǔ)；而變頻器是道岔系統(tǒng)的核心部件，承載著整個(gè)道岔系統(tǒng)正常工作的重任。

2 故障現(xiàn)狀

統(tǒng)計(jì)2016年7月至2016年12月磁浮線機(jī)電設(shè)施故障，并通過(guò)磁浮系統(tǒng)數(shù)據(jù)后臺(tái)，得到道岔變頻器的故障數(shù)量。

對(duì)來(lái)自各個(gè)磁浮子系統(tǒng)的故障特征進(jìn)行技術(shù)評(píng)估，并采用權(quán)重分析法，評(píng)價(jià)各類故障發(fā)生的頻率以及對(duì)磁浮運(yùn)行的影響程度，制成如下表格，繪制散布圖（見(jiàn)表2、圖1）。由表2和圖1，我們可以得到相關(guān)結(jié)論：道岔變頻器故障位于散布圖的第一象限，其故障發(fā)生頻率和對(duì)運(yùn)行影響程度數(shù)值都較大，其整體故障重要度處在高位水平。

因此，把降低磁浮線道岔變頻器故障發(fā)生率作為此次論文的課題。

根據(jù)原因型系統(tǒng)圖（見(jiàn)圖2），小組成員進(jìn)行了反復(fù)討論，對(duì)每一個(gè)末端因素原因逐一進(jìn)行了分析并制作了要因確認(rèn)表（見(jiàn)表3）。

3 制定對(duì)策以及措施

（1）針對(duì)以上所確定的要因，小組成員對(duì)道岔機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，得到道岔橫移驅(qū)動(dòng)部分機(jī)械部件老化是導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)電流過(guò)大的原因，其中道岔軸磨損是主要機(jī)械磨損部分，如圖3所示。

（2）小組成員對(duì)所有處理道岔軸磨損的方案都進(jìn)行了認(rèn)真的討論并優(yōu)化，優(yōu)化方案如表4所示。

（3）按照“5W1H”的原則，制定了相應(yīng)的對(duì)策和措施見(jiàn)表5。

（4）實(shí)施打磨道岔軸并安裝防水端蓋工程（2017年4～6月）。

小組成員制定了打磨道岔軸并安裝防水端蓋的具體方案；設(shè)計(jì)并測(cè)試了具有良好防水效果的防水端蓋；按計(jì)劃順利地打磨6號(hào)道岔驅(qū)動(dòng)軸并在上方安裝防水端蓋，成功使道岔的SO5M驅(qū)動(dòng)電流從146.2%下降到119.5%。具體工作如圖4、圖5所示。

4 經(jīng)濟(jì)效益

（1）降低磁浮線道岔變頻器故障發(fā)生率，更保障了磁浮安全有序運(yùn)行。

（2）增加道岔軸系使用壽命，節(jié)約換軸費(fèi)用300萬(wàn)元。（按每一根道岔軸制造費(fèi)用5萬(wàn)元計(jì)算）。

（3）目前該防水端蓋設(shè)計(jì)正在申報(bào)國(guó)家發(fā)明專利。

5 鞏固措施

本次QC小組活動(dòng)，主要通過(guò)打磨道岔軸并安裝防水端蓋的方式解決道岔變頻器過(guò)載的故障。為了鞏固本次降低道岔變頻器故障成果，針對(duì)道岔變頻器故障的特點(diǎn)，總結(jié)維護(hù)排故經(jīng)驗(yàn)，我們修訂了公司級(jí)的《高速磁浮交通上海示范運(yùn)營(yíng)線道岔（電氣）維護(hù)規(guī)程》（公司文件號(hào)：SMTDC-RE-L-04-02-051020A）和部門級(jí)的《向變頻器拷貝參數(shù)工作步驟》。

6 總結(jié)及下一步打算

此次QC活動(dòng)歷經(jīng)了一年左右的時(shí)間，充分發(fā)揮了小組成員的能動(dòng)性和積極性，通過(guò)3個(gè)月艱苦的設(shè)計(jì)并安裝防水端蓋、打磨道岔軸等工作，短時(shí)間內(nèi)有效地降低磁浮線道岔變頻器故障的發(fā)生率，達(dá)到了預(yù)期的目的。并且制定了道岔變頻器維護(hù)與故障處理的相關(guān)規(guī)程制度，保障了道岔變頻器的安全工作，為降低變頻器故障發(fā)生率和故障影響做好了鞏固措施。

通過(guò)QC小組活動(dòng)，我們把各個(gè)磁浮道岔系統(tǒng)知識(shí)吃透，對(duì)變頻器研究到位，為同一個(gè)研究課題而齊心協(xié)力、積極進(jìn)取地工作，體現(xiàn)了很好的團(tuán)隊(duì)精神。

同時(shí)，我們小組全體成員的質(zhì)量意識(shí)和個(gè)人能力都有了較大提高，掌握運(yùn)用QC活動(dòng)解決問(wèn)題的方法，為今后QC活動(dòng)在磁浮公司蓬勃發(fā)展打下了扎實(shí)的人員基礎(chǔ)。本次QC活動(dòng)成功降低了磁浮線道岔變頻器故障發(fā)生率，有力地保障了磁浮線安全有序運(yùn)行。但磁浮線其余機(jī)電設(shè)備的安全隱患還是比較多的，需要我們QC小組繼往開(kāi)來(lái)，不斷努力，在總結(jié)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步應(yīng)用科學(xué)的方法，實(shí)現(xiàn)新的PDCA循環(huán)，讓QC在實(shí)際工作中得到更加廣泛應(yīng)用。為此，我們小組將繼續(xù)著眼于機(jī)電設(shè)施設(shè)備安全問(wèn)題，努力完成新的課題，為磁浮線安全運(yùn)行做出新的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫豐濤.變頻器故障診斷技術(shù)與分析[J].電機(jī)與控制學(xué)報(bào)，2005，9（3）：272-274.

[2] 周東華.容錯(cuò)控制理論及其應(yīng)用[J].自動(dòng)化學(xué)報(bào)，2000，26（6）：788-797.

[3] 于泳.變頻器IGBT開(kāi)路故障診斷方法[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2011，31（9）：30-35.

[4] 李永東.交流電機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2012.