S700K型转辙机故障分析及维修策略探究

伪圆舞曲 2023-01-31 发布于北京

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谭波

通过分析广州地铁近20年来S700K型道岔运营维护经验及现场使用情况，对运营维护中常见的电气故障（接点故障、绝缘故障）、机械故障（锁舌回缩、双机不同步、叉型接头松脱、表示杆别卡等）及外界环境影响（锁钩卡异物、锁钩缺油、列车振动等）进行提炼总结［1］，以提高S700K型道岔设备的稳定性。

1 故障类型及维修策略

1.1 电气故障

经现场调研，电气故障主要集中在速动开关、遮断开关和道岔绝缘。室内控制部分因信号系统制式不同，差异较大，本文暂不做讨论。

1.1.1 速动开关、遮断开关

故障现象：由于S700K转辙机出厂时，速动开关、遮断开关均为单个接点接通，在实际运营中易出现因某个接点阻值变大、接点发黑、外壳开裂导致表示电路断开或间歇性通断等问题，造成道岔故障。

应对策略：接点并联，定期轮换分解。利用速动开关组、遮断开关组剩余的端子进行接点并联，实现电路的冗余（见图1）；同时，制定周期性的轮换分解策略，定期离线对每个接点进行检查，确保冗余功能正常［2］。

图1 接点电路并联冗余

运用情况及效果：广州地铁2、4、5、6、8号线完成电路冗余改造，并执行周期性的轮换分解策略后，再没有发生因单个接点故障导致的电气故障。

1.1.2 道岔绝缘

故障现象：长角钢与钢轨通过L铁连接时一般采用分体式绝缘。但实际应用中会出现因绝缘破损、轨电位过高、绝缘性能下降（如铁屑过多）、绝缘分解检查后安装工艺不到位等，导致烧绝缘及地线的情况。

应对策略：更换为整体式绝缘［3］，见图2。

图2 道岔整体绝缘

运用情况及效果：目前广州地铁全线网正线道岔均已替换为整体式绝缘，使用效果良好，更换整体式绝缘后的道岔未发生过烧绝缘或地线的故障。

1.2 机械故障

S700K型道岔机械方面的故障主要为卡缺口、锁舌回缩、叉型接头松脱、双机不同步、调整不当等导致的表示杆异常（如螺丝松、杆件断裂等）［4］。

1.2.1 卡缺口

故障现象：实际应用中造成道岔卡缺口的原因非常多，如缺口未调整好、调整螺母松脱等，此类问题基本可通过作业互控来发现和克服。本文着重研究表示杆调整轴套安装错位或磨耗导致的卡缺口问题。轴套、接头、螺母间无法紧密配合，在列车振动的影响下，活动轴套的位置逐渐发生变化嵌入固定轴套中，导致道岔表示拉杆2个调整轴套之间有间隙，使转辙机表示杆发生卡缺口。该类隐患在日常维护中较难通过常规检查予以发现。

应对策略：检修后用游标卡尺测量，进行数值对比。道岔调整后要确保有扣轴套与无扣轴套相互扣好，有扣轴套与端铁间不留缝隙，紧固螺丝紧固且加防松铁丝，并用游标卡尺测量有扣轴套到防松螺母的外侧宽度，记录于尖端铁上（便于后续对比），见图3，这样既可确认调整轴套有无错位安装，也可确认有无间隙（避免出现间隙螺丝松脱后的卡缺口）。

图3 调整轴套错位安装及检修测量图

运用情况及效果：已将该策略纳入检修工艺，执行简单方便，可预防或发现该类设备隐患。

1.2.2 锁舌回缩

故障现象：列车经过道岔时，转辙机电机齿轮组及摩擦联接器有回转现象，造成保持联接器与滚珠丝杠轴套间隙过大，使锁闭杆缺口上的锁舌回缩，表示回路被切断，道岔发生短闪故障。

应对策略：开盖后，采用反转3圈的方法检查滚珠丝杠上的丝母与保持联结器间的间隙，应不大于6 mm，见图4。道岔在右位时顺时针摇（左位时逆时针摇），不能超过3圈。滚珠丝杠丝扣的尺寸约为5.5 mm，在道岔锁闭并且滚珠丝杠上的丝母与保持联结器无间隙的情况下，摩擦联结器反转3圈、手摇把反转6圈，会造成锁舌回缩超过3 mm，导致速动开关组被顶起断开表示，由此来判断该间隙是否大于等于6 mm。当间隙大于6 mm，说明保持连接器已发生磨损，性能下降。

图4 滚珠丝杠轴套与保持联结器的缝隙

运用情况及效果：已将该策略纳入检修工艺，执行该工艺后，检修期间发现多次类似隐患，运营期间未再发生类似故障。

1.2.3 叉型接头松脱

故障现象：因螺丝磨损、安装工艺及检查不方便（下叉型接头）等原因，在运营中易出现叉型接头螺丝松脱导致的道岔故障。

应对策略：对螺丝涂抹螺纹紧固剂及增加防松垫片，见图5。

图5 叉型接头整改

运用情况及效果：已完成全线网S700K叉型接头的整改，通过小创新、小技改，方便日常维护和检查，效果明显，基本杜绝该类故障的发生。

1.2.4 双机不同步

故障现象：长期跟踪发现，在线使用的S700K双机道岔均存在A、B机转换不同步的情况，表现为A机解锁比B机快，长期易造成锁钩磨耗，并增加道岔转换时锁钩与锁闭铁摩擦卡阻的可能性，导致道岔故障。

应对策略：修改锁闭杆和锁钩的尺寸减少锁闭量，解决A、B机不同步问题［5］，见图6。

图6 9号岔锁闭杆、锁钩修改前、后尺寸图

运用情况及效果：已完成关键道岔的改造，其余道岔正在逐步开展；改造后同步时间有明显改善，锁钩磨耗有明显减少，设备性能有明显提升，该类故障未再发生。另外，也可修改启动电路A、B机动作先后顺序，改变A、B机的齿轮传动比等。

1.2.5 表示杆别卡

故障现象：根据维护经验，叉形接头处与表示杆的方正、尖端铁与尖端连接铁的方正是S700K外锁部分比较薄弱和发生故障较多的地方，许多检修人员没有意识到该处的方正与受力问题，调整完缺口后因为担心缺口镙丝松动会大力紧固镙丝，造成叉形接头处别卡受力严重，加快鼓型销的磨损或叉形接头的断裂，导致出现道岔故障［6］。

应对策略：明确检查方法和优化调整步骤，见图7。道岔到位后，用手转动上下表示杆鼓形销，应均能转动（左右位各转动1次）；肉眼观察表示杆在叉形接头中部，没有歪向一边别卡住鼓形销，操动道岔一个来回，查看表示杆在叉形接头处随着尖轨的曲线运动应有2 mm左右的走行量，若没有走行量，则存在别卡可能，应将表示杆调整螺丝扭松。

图7 表示杆别卡防范及检查

运用情况及效果：已将该策略纳入检修工艺，运用效果明显。

1.2.6 其他维修策略

1）增加弹簧垫圈。由于表示杆调整螺母受螺杆或螺母螺纹磨损、安装工艺或列车振动等因素影响有可能出现松动，造成缺口变化，导致发生道岔故障，因此可在表示杆2个调整螺丝之间增加弹簧垫圈，增强防松效果。目前已在关键道岔及振动较大道岔处运用，使用情况良好。

2）制定L铁安装检查要求及方法工艺，在确保L铁角钢安装螺栓紧固良好的情况下，用0.2 mm塞尺检查L铁大铁垫片（普通L铁）或大绝缘垫板（整体绝缘）与基本轨底间有无缝隙，L铁斜面与基本轨有无缝隙；普通的L铁还要检查L铁与小铁垫片、小铁垫片和大铁垫片间有无缝隙（优先保证转辙机侧），通过自行设计的小垫片克服相应的缝隙隐患，见图8。

图8 L铁“三道缝”及解决方案（自行设计的小铁垫片）

3）采用活动接头。针对日常维护中某些道岔出现表示杆螺丝松甚至断裂，但检查设备时没有发现明显异常的情况，建议采用活动接头，见图9。经在关键道岔更换后效果明显。

图9 活动接头

2 外界影响及维修策略

S700K道岔除以上原因导致的故障外，还会出现因外部其他原因导致的故障，常见外界影响如下。

2.1 锁钩卡异物

锁钩有时会因卡异物导致无法解锁，出现道岔故障，尤其在一些特殊区域，如隧道排风口附近。有效的解决方法是在锁钩上加装防护罩，见图10，可以有效防范因风口、列车等外部异物入侵导致的锁钩卡异物故障。

图10 锁钩防护罩

2.2 外锁闭装置缺油

S700K外锁闭装置缺油，锁钩落下阻力变大，会导致道岔锁闭装置不能正常解锁，道岔出现转不到位故障，尤其是露天段（高架段）道岔受暴雨、暴晒等外界天气的影响，表现得较为突出。

采取策略是加装外锁闭装置自动注油器［7］，见图11。可基本解决道岔外锁闭装置在使用过程中的油润问题，将传统的人工注油改进为自动注油，提升转辙机外锁闭装置油润度，提高设备运行质量，节约人力［8］。

图11 外锁闭装置自动注油器结构图及加装效果图

2.3 减缓振动

某些位置的道岔因受土建结构、线路条件等外界影响，列车经过时，转辙机振幅较大，道岔各部件受力较大，且较难克服。长期振动受力后，易出现部件磨耗、螺丝松脱、杆件断裂等各类机械故障［9］。为此采取在角钢下加装减振装置（使用防火绝缘胶棒）的办法，减缓振动［10］，见图12。

图12 角钢下加装减振装置

经测试：整治前，三方向加速度振幅在2 g左右，且持续时间为12～14 s；整治后，三方向加速度振幅约为1.5 g左右，且持续时间缩短至2s。加装防振措施后，过车时晃动量亦有明显的下降，由3.8 mm降低至1.8 mm左右，且浮动曲线对比降低明显。

3 结论及建议

虽然道岔故障很难完全杜绝，但能够从检修工艺、新部件运用、技术小革新等方面克服和减少道岔日常隐患，降低道岔故障的发生率。据不完全统计，自采用以上措施后，广州地铁S700K型转辙机故障由25件/年降低至8件/年，提高了设备可靠性。同时，建议积极与智慧运维接轨，安装和运用道岔监测系统［11］，实时掌握道岔状态，提前发现和克服道岔隐患，以进一步减小故障发生概率。