HXN5机车17KC120型司机控制器电阻制动8位卡滞的分析与处理论文_王婧文

摘要：检修后的HXN5机车17KC120型司机控制器在运用过程中，手柄在电阻制动8位时发生卡滞的故障。对故障的司机控制器进行原因分析、制定改进措施并进行装车验证，有效解决了司机控制器在电阻制动8位卡滞的故障。

关键词：司机控制器 电阻制动位 卡滞

司机控制器是用来操作机车运行的主令电器，其利用控制电路的低压电器来间接控制主电路的电气设备。其动作的好坏直接影响到机车的平稳操纵及各种工况的实现。司机控制器卡滞将直接导致机车司机无法操作,从而影响机车安全运行。

1．17KC120型司机控制器

17KC120型司机控制器是触头为开放式、外接电阻盘式的司机控制器。该司机控制器由两个手柄组成,即换向手柄和控制手柄（如图1所示）。

换向手柄通过选择前进（远离司机方向）和后退（朝向司机方向）决定机车方向。控制手柄决定牵引（朝向司机 ）或电阻制动（远离司机）。两个手柄间具有机械互锁,以避免误操作。每个手柄均能分开和闭合有凸轮驱动的触点。

图 1司机控制器控制手柄和换向手柄位置

换向手柄决定机车运行的方向。它有3个位置:后退（REVERSE）、居中（OFF）和前进（FORWARD）。

控制手柄控制柴油机转速（牵引（THROTTLE）及惰转(IDLE）和电阻制动（电阻制动(DYNAMIC BRAKE)和设置(SETUP)）。朝向司机的一侧由惰转位置和8个牵引档位组成。将手柄拉向司机，提高档位，可增加牵引力。 远离司机的一侧由电阻制动设置和电阻制动两个位置组成。电阻制动范围可无级调节，从1位（最小）至8位（最大），将手柄推离司机可增加电阻制动力。微机识别电阻制动的档位信号是通过比较滑动电阻盘每个阶段的电压差来判断当前档位，每个档位对应一个压差范围。

2．问题描述

经检修后17KC120型司机控制器在运用过程中发生手柄在电阻制动位时发生卡滞的故障。其中约80%的故障发生在电阻制动位8位。

3．原因分析

根据对该型司机控制器的机械结构进行分析，可能造成卡滞的原因有：齿轮间啮合不好、凸轮与滚轮间有卡滞、调节杆发生移位等。

故障的司机控制器在分析过程中未发现齿轮间啮合不好、凸轮与滚轮间有卡滞、调节杆发生移位的现象，但其中一台故障的司机控制器电阻盘有明显故障，如下图所示：

图 2 故障的电阻盘

对其他电阻制动8位卡滞的司机控制器进行更换电阻盘，更换后卡滞现象消失。初步分析认为是：当执行推送电阻制动8位的惯性冲击力较大时，电阻盘陶瓷体内动触头侧倾卡滞。电阻盘主要由转动臂、陶瓷体、动触头、静触头、接线柱、限位板、接线柱等结构组成。通过对电阻盘的机械结构进行分析，造成动触头侧倾卡滞的主要原因如下：

（1）动触头（动触头）与陶瓷体内孔的间隙较大；

（2）陶瓷体下表面与静触头之间的距离过大；

（3）陶瓷体与转动臂、陶瓷体与动触头配合面的粗糙度过大；

（4）转动臂与静触头平面的平行度差；

造成转动臂与静触头平面的平行度差的主要原因有两个：

①转动臂与转动轴采用点焊的方式，转动臂与电阻盘结合面之间的间隙不均匀。个别电阻盘转动臂与转动轴焊点有脱落的现象。

②静触头平面的加工基准与电阻盘组装在司机控制器所参考的组装基准不一致。

（5）动触头底面棱边倒角过小。

4．改进措施

针对导致电阻盘动触头侧倾卡滞的原因制定了措施，如下表所示

1 动触头（滑块）与陶瓷体内孔的间隙较大 提高陶瓷块内孔的精度控制，在动触头尺寸精度控制不发生变化的情况下提高陶瓷块内孔的精度 动触头的尺寸精度未发生变化，陶瓷体内孔尺寸精度由原来的最粗级提升至中等级

2 陶瓷体下表面与静触头之间的距离过大 减小陶瓷体下表面与静触头之间的间距 动触头尺寸未发生变化，改进了陶瓷体的轴向尺寸

3 陶瓷体与转动臂、陶瓷体与动触头配合面的粗糙度过大 提高陶瓷体与转动臂、陶瓷体与动触头配合面的粗糙度 对陶瓷体与转动臂、陶瓷体与动触头配合面的粗糙度进行改进

4 转动盘与静触头平面的平行度差 转动盘与转轴采用满焊的方式，并在焊接过程中采用工装保证转轴与转动盘平面的垂直度，进而保证组装后转动盘与静触头平面的平行度； 用工装保证焊接尺寸精度，采用满焊保证焊接强度

在加工静触头的平面时，加工基准与电阻盘组装至司机控制器的组装基准保证一致 加工静触头平面时采用工装，该工装保证组装基准与加工基准一致

5 动触头底面棱边倒角过小 动触点四周增加倒角，确保与静触点之间滑动过程平滑过渡 加大动触点底面棱边的倒角

6 / 对电阻盘动机械性能进行重复性测试，对动触头与静触头的磨合 组装完成电阻盘进行100次转动试验，保证转动力矩的平稳性

4. 措施验证

改进后的电阻盘进行装车运用，未发生司机控制器电阻制动8位卡滞的故障。充分说明上述措施有效的解决了司机控制器在电阻制动8位卡滞的故障。

5.总结

通过对电阻制动8位卡滞的司机控制器进行分析，将故障原因聚焦于电阻盘。对电阻盘的机械结构进行分析，针对造成卡滞的各个原因制定改进措施，并对改进后的司机控制器进行了装车验证，制定的措施有效的解决了司机控制器在电阻制动8位卡滞的故障。

参考文献：

[1]朱琳,韩春阳.HXD1C机车司控器工作原理及常见故障分析研究[J].河南科技,2013(23):132-133.

[2]蒋律,冷洁峰,陆玉鸣,许文激. 双司机室HXN5型内燃机车电阻制动原理及故障处理[J]. 中国机械,2015,(7):140-140,141.

论文作者:王婧文

论文发表刊物:《科学与技术》2019年第20期

论文发表时间:2020/4/28

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