關(guān)于雙針壓力表示值偏差過大問題的分析
1 概述
HXD1C型電力機(jī)車雙針壓力表采用某廠家的軌道車輛專用軸向雙針雙管壓力表, 主要用于測(cè)量機(jī)車總風(fēng)缸和制動(dòng)缸內(nèi)的空氣壓力并顯示壓力值。此外, 司機(jī)室內(nèi)的制動(dòng)顯示屏也能通過在制動(dòng)機(jī)上的總風(fēng)壓力傳感器, 監(jiān)控機(jī)車的總風(fēng)缸壓力。雙針壓力表與制動(dòng)顯示屏同時(shí)監(jiān)控總風(fēng)缸的壓力, 確保機(jī)車的行車安全。
在2018年公司50臺(tái)HXD1C型電力機(jī)車項(xiàng)目中, 多次出現(xiàn)總風(fēng)壓力表示值與制動(dòng)顯示屏中顯示的值差距過大的情況 (如圖1所示) , 且問題反復(fù)出現(xiàn)。本文通過分析對(duì)雙針壓力表的自身結(jié)構(gòu)、安裝方式, 來分析雙針壓力表示值偏差過大的原因, 為解決該問題提供一種思路。
2 問題現(xiàn)狀
在對(duì)公司內(nèi)還未出廠的HXD1C型電力機(jī)車進(jìn)行制動(dòng)調(diào)試時(shí), 發(fā)現(xiàn)多個(gè)雙針壓力表顯示的總風(fēng)缸壓力值與制動(dòng)顯示屏中顯示的總風(fēng)缸壓力值相差過大, 超過工藝文件中的壓力值示值差要求 (示值差≤20 kP) 。再對(duì)這部分雙針壓力表進(jìn)行更換后, 問題得到初步解決。但部分雙針壓力表在繼續(xù)工作后, 依舊反應(yīng)出壓力值示值差過大的情況。
3 原因分析
總風(fēng)缸壓力值示值偏差過大影響著機(jī)車運(yùn)行安全, 為解決該問題, 將著重從雙針壓力表安裝方式、運(yùn)用、自身結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行分析。
3.1 雙針壓力表簡(jiǎn)述
HXD1C型電力機(jī)車采用的YTS-100Z軌道車輛專用軸向雙針雙管壓力表 (圖2) , 可同時(shí)測(cè)量2個(gè)相同或不同的壓力。屬于精密儀表, 在安裝和使用過程中不能承受劇烈震動(dòng)和沖擊。雙針壓力表由兩套各自獨(dú)立的測(cè)量系統(tǒng)、和指示裝置、照明和外殼等組成。
圖2 雙針壓力表 下載原圖
3.2 雙針壓力表工作原理
雙針壓力表的工作原理:基于彈性元件 (測(cè)量系統(tǒng)中的彈簧管) 的彈性變形。即在被測(cè)介質(zhì)的壓力作用下, 追使兩彈簧管之末端各自產(chǎn)生相應(yīng)的位移, 借助于拉桿經(jīng)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)并予放大, 由固定齒輪軸上的紅、黑指針將2個(gè)被測(cè)值分別在的盤度上指示出來。
3.3 雙針壓力表安裝方式
雙針壓力表通過安裝支架的固定作用將其固定到儀表安裝板上, 并通過緊固螺母正向緊固和反向鎖緊螺母反向緊固的固定作用確保安裝支架與雙針壓力表之間無相對(duì)位移發(fā)生, 減少儀表的震動(dòng)。如圖3所示。
圖3 壓力表安裝 下載原圖
3.4 安裝方式引起的示值偏差
在對(duì)儀表的安裝進(jìn)行跟蹤調(diào)查以后, 確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐安裝方式與規(guī)定安裝要求存在一定不同。一方面, 反向鎖緊螺母太厚, 導(dǎo)致安裝支架變形。為減少形變, 需要對(duì)反向鎖緊螺母正向緊固。此時(shí)反向鎖緊螺母就會(huì)對(duì)儀表外殼進(jìn)行擠壓。另一方面, 在實(shí)際安裝過程中, 并未對(duì)反向鎖緊螺母進(jìn)行反向緊固, 以鎖緊安裝支架。
為進(jìn)一步確認(rèn)安裝方式對(duì)壓力儀表示值的影響情況, 隨即對(duì)10塊未安裝雙針壓力表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。將10塊雙針壓力表逐一安裝在HXD1C6475號(hào)機(jī)車上, 僅連接風(fēng)表表管, 不對(duì)其他部件進(jìn)行安裝緊固, 進(jìn)行三組壓力試驗(yàn), 壓力值分別為1 000 kPa和600 kPa (實(shí)際值會(huì)不同) , 待風(fēng)壓達(dá)到相應(yīng)試驗(yàn)值時(shí), 確保壓力穩(wěn)定后再進(jìn)行壓力值的讀取。具體數(shù)據(jù)如表1所示。
表1 壓力試驗(yàn)數(shù)據(jù) 下載原表
從表1中, 可以知道10塊雙針壓力表中只有第4塊 (編號(hào):1803A203) 的試驗(yàn)數(shù)據(jù)不滿足工藝要求 (兩示值差≤20 kPa) , 其余儀表均滿足要求, 但均存在相對(duì)較大的示值差。
將滿足要求的9塊雙針壓力表按照要求進(jìn)行安裝, 并進(jìn)行制動(dòng)調(diào)試后, 依舊有3塊雙針壓力表顯示的總風(fēng)缸壓力值與制動(dòng)顯示屏中總風(fēng)缸壓力值之間的示值差超過20 kPa。
經(jīng)上述對(duì)比分析, 說明現(xiàn)有的雙針壓力表安裝方式對(duì)儀表的示值大小有影響。
3.5 運(yùn)用中引起的示值偏差
機(jī)車在進(jìn)行調(diào)試階段時(shí), 在短時(shí)間內(nèi)會(huì)頻繁地對(duì)總風(fēng)缸進(jìn)行充風(fēng)和排風(fēng)的操作。在一段時(shí)間內(nèi), 頻繁地突然減壓會(huì)引起表芯游絲紊亂的情況, 從而導(dǎo)致壓力表示值超差。同時(shí), 當(dāng)機(jī)車剛充完風(fēng), 總風(fēng)管路中空氣壓力還處于不穩(wěn)定狀態(tài)。通常需要等待一段時(shí)間, 空氣壓力才能達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。因?yàn)樵诎惭b時(shí)反向鎖對(duì)儀表外殼產(chǎn)生擠壓, 儀表外殼存在一定形變, 進(jìn)一步擠壓彈簧管。所以在空氣壓力穩(wěn)定過程中, 儀表內(nèi)的彈簧管回彈不足, 導(dǎo)致示值超差。
在HXD1C型電力機(jī)車項(xiàng)目后5臺(tái)的機(jī)車上, 安裝了另外一廠家的雙針壓力表。在跟蹤調(diào)查過程中, 發(fā)現(xiàn)在采用相同安裝方式的情況下進(jìn)行機(jī)車調(diào)試, 新廠家的壓力表顯示的總風(fēng)壓力值與制動(dòng)顯示屏上的壓力值一致, 未出現(xiàn)示值偏差。
4 結(jié)語
結(jié)合上述分析, 可以知道在采用舊廠家的雙針壓力表時(shí), 安裝方式和調(diào)試過程中的頻繁充排風(fēng)對(duì)雙針壓力表示值一定的影響。若繼續(xù)使用舊廠家的雙針壓力表, 則需要對(duì)安裝方式以及充排風(fēng)進(jìn)行控制。
此外, 通過與新廠家的雙針壓力表使用情況進(jìn)行對(duì)比, 側(cè)面說明舊廠家的雙針壓力表自身存在一定的設(shè)計(jì)缺陷。
