賈思晉 王涵 沈陽地鐵集團有限公司運營分公司
自沈陽地鐵九號線試運行之日以來,電客車發(fā)生多起車門安全環(huán)線斷開故障,即關(guān)閉客室車門后,TCMS 顯示所有車門狀態(tài)正常關(guān)閉,但安全環(huán)線斷開,列車牽引封鎖。
本文針對安全環(huán)線斷開故障,分析引起該故障的主要原因,并提出相應(yīng)的優(yōu)化方案,以達到降低故障率的目的。
單個車門內(nèi)接入安全環(huán)線的五個行程開關(guān)包括:S1 鎖閉到位開關(guān)、S2 左關(guān)門到位開關(guān)、S3 右關(guān)門到位開關(guān)、S4 隔離開關(guān)、S5 緊急解鎖開關(guān)。在S1、S2、S3 行程開關(guān)被觸發(fā),且沒有緊急解鎖的情況下,單個門門關(guān)好線才能導(dǎo)通。在單個車門故障時,通過操作隔離鎖,觸發(fā) S4 行程開關(guān),同樣可以使門關(guān)好線導(dǎo)通。
在牽引回路中,串接入門關(guān)好繼電器常開觸點。在列車各門之間,門關(guān)好線通過串聯(lián)方式連接,只有在所有車門關(guān)到位的情況下,門關(guān)好繼電器得電,列車才能發(fā)出牽引指令。門關(guān)好繼電器得電后,司機臺上的“客室門關(guān)好”指示燈亮起,從而傳遞門關(guān)好信息。
同時,九號線電客車在TCMS 顯示屏有單個車門安全環(huán)線狀態(tài)的顯示,目的是為了能夠及時定位導(dǎo)致門安全環(huán)線斷開的故障點。將單門安全回路的兩端分別連接到門控器,門控器通過兩個輸入線的電平信號來判斷單門安全線的狀態(tài)。
結(jié)合安全環(huán)線的結(jié)構(gòu)組成、控制原理等方面,分析影響安全環(huán)線故障的主要因素有以下幾個方面。
1.車門端子排接線
車門端子排組成的X99:22 和X99:17線為單門安全環(huán)線的輸入和輸出線,如出現(xiàn)虛接情況,則會導(dǎo)致車門安全環(huán)線斷路。
2.行程開關(guān)接線
客室車門各行程開關(guān)的觸點接線端子進行壓接后通過連接插頭實現(xiàn)硬線導(dǎo)通。因此行程開關(guān)的接線、接線端子壓接情況、連接插頭的緊固狀態(tài)均是保證安全環(huán)線正常接通的重要因素。
3.行程開關(guān)
沈陽地鐵九號線電客車客室車門的行程開關(guān)內(nèi)部具有1 對常閉觸點和1 對為常開觸點。通過不同形式觸動行程開關(guān)的擺臂滾輪,從而觸發(fā)行程開關(guān)內(nèi)部觸點,使其導(dǎo)通或斷開,實現(xiàn)安全環(huán)線的斷合。因此,行程開關(guān)也是影響該故障的重要因素之一。
自九號線電客車試運行之日起,發(fā)生的安全環(huán)線斷開故障現(xiàn)象為:站臺關(guān)門作業(yè)完畢后,客室門全關(guān)閉指示燈不亮,TCMS 顯示車門全部關(guān)好狀態(tài),但部分車門安全環(huán)線斷開,隨后在重新開關(guān)門之后故障消除。
通過查看故障發(fā)生時的ER 記錄,發(fā)現(xiàn)均存在某個車門有安全環(huán)線輸入反饋,但無安全環(huán)線輸出反饋,通過ER 能夠確定具體故障車門。
結(jié)合安全環(huán)線的影響因素,對故障車門情況進行排查并對九號線電客車車門進行全面普查。端子排接線及壓線工藝未發(fā)現(xiàn)異常,且行程開關(guān)接線未發(fā)現(xiàn)虛接或損壞現(xiàn)象。該故障發(fā)生具有偶發(fā)性,且故障消除后再發(fā)生的概率較低,分析該故障的原因為偶發(fā)性行程開關(guān)觸發(fā)不良。從各方面分析具體故障原因有如下兩個方面:
(1)行程開關(guān)安裝位置
行程開關(guān)安裝位置影響開關(guān)的觸發(fā)狀態(tài),如果車門行程開關(guān)安裝間隙不符合標(biāo)準(zhǔn),開關(guān)空行程較大,會導(dǎo)致車門關(guān)閉后行程開關(guān)觸點圓柱面沒有在開關(guān)碰片的正上方,或正線運行時由于車輛震動等原因使行程開關(guān)擺臂滾輪產(chǎn)生微小動作,行程開關(guān)觸點沒有完全觸發(fā)。因此,行程開關(guān)安裝位置不規(guī)范是導(dǎo)致車門安全環(huán)線斷開的原因之一。
(2)行程開關(guān)動作卡滯
行程開關(guān)外殼采用PBT 塑料材質(zhì),較軟并易變形,安裝要求極高。如果安裝工藝未能精準(zhǔn)控制,極易因安裝調(diào)整不當(dāng)使開關(guān)受應(yīng)力變形,造成開關(guān)內(nèi)部動作卡滯的現(xiàn)象。結(jié)合行程開關(guān)現(xiàn)場安裝工藝分析,開關(guān)殼體受壓變形導(dǎo)致芯體在動作時偶發(fā)性卡滯是造成安全環(huán)路斷開故障的原因之一。
為保證機構(gòu)良好觸發(fā)行程開關(guān),需對其安裝位置作出相應(yīng)的規(guī)范。
(1)鎖閉行程開關(guān)
經(jīng)調(diào)研,該型號開關(guān)的最佳觸發(fā)位置為到開關(guān)死點距離為1-1.4mm。因此當(dāng)鎖鉤處于復(fù)位狀態(tài)時,開關(guān)滾輪與鎖鉤上平面間需要有1-1.4mm 的縫隙,這個間隙既能保證開關(guān)的靈活性,又能使得開關(guān)擺臂動作后內(nèi)部觸點接觸較徹底。同時為了保證鎖鉤觸發(fā)行程開關(guān)時,鎖鉤已完全復(fù)位。確定行程開關(guān)滾輪左垂直面與鎖鉤左平面的最佳距離為4mm。
(2)門關(guān)到位行程開關(guān)
經(jīng)調(diào)研,該型號行程開關(guān)的最佳觸發(fā)位置是滾輪擺臂擺到40-45 度的位置,極限觸發(fā)位置是擺到65 度的位置。經(jīng)過計算,當(dāng)門處于關(guān)閉狀態(tài)時,規(guī)定門到位開關(guān)死點到開關(guān)碰片頂面距離為7±1mm。
行程開關(guān)螺絲安裝預(yù)緊力過大導(dǎo)致其出現(xiàn)復(fù)位不靈活,從而造成故障。為防止該故障的發(fā)生,有2 種可行方法:
(1)設(shè)置行程開關(guān)安裝扭力值,從而避免出現(xiàn)安裝過緊的現(xiàn)象。因此設(shè)置九號線客室車門行程開關(guān)的安裝扭力值為1.3N·m,減少了行程開關(guān)故障。
(2)增加金屬墊圈,減小安裝螺絲對開關(guān)外殼的集中受力。從避免開關(guān)外殼受擠壓變形的角度出發(fā),在鎖閉開關(guān)安裝孔處加裝金屬墊圈,起到保護安裝孔、增加安裝孔強度的作用,從而減小螺釘對開關(guān)殼體的擠壓力。
本文針對九號線出現(xiàn)的客室車門安全環(huán)線斷開的故障,結(jié)合車門安全環(huán)線的設(shè)計原理,從行程開關(guān)安裝位置及安裝工藝等方面對導(dǎo)致該現(xiàn)象的故障原因進行分析,并提出相應(yīng)的優(yōu)化方案,具體情況如下:
(1)行程開關(guān)安裝位置不規(guī)范,導(dǎo)致開關(guān)觸發(fā)行程不足。明確了鎖閉行程開關(guān)和門到位行程開關(guān)的安裝標(biāo)準(zhǔn)。
(2)行程開關(guān)受應(yīng)力變形是內(nèi)部動作卡滯也是主要原因之一。設(shè)置行程開關(guān)安裝扭力值,同時增加金屬墊圈,減小安裝螺栓對開關(guān)外殼的集中受力。