赵广乐，牛学信，全 君，易 丹
（1.株洲国创轨道科技有限公司，湖南 株洲412005；2.太原时代轨道工程机械有限公司北京分公司，北京100055）
1 概述
GMC-96B型钢轨打磨列车（以下简称96 头打磨车）可在运行中对线路上的钢轨进行磨削，以消除因重载、高速运输对钢轨造成的损伤，延长钢轨使用寿命，保证高速列车平稳安全运行[1]。列车具有区间高速运行和打磨作业运行两种工作状态[2]。区间高速运行工况下最高速度100km/h，采用液力传动，见图1，减速箱处于脱齿状态，动力传动方向为：柴油机→弹性联轴器→万向轴→液力传动箱（充油）→万向轴→车轴齿轮箱。打磨作业工况下运行速度为3～15km/h，采用液压传动，见图2，动力传动方向为：柴油机→弹性联轴器→万向轴→液力传动箱（不充油）输入轴→分动箱→走行泵→马达→减速箱（合齿）→万向轴→液力传动箱（不充油）输出轴→万向轴→车轴齿轮箱。
2 96 头打磨车减速箱脱齿故障简介
图1 液力传动系统（灰色箭头为动力传动方向）
图2 液压传动系统（灰色箭头为动力传动方向）
GMC-96B型钢轨打磨列车减速箱设置气动齿式离合装置控制减速箱脱合齿状态。列车在进行减速箱脱齿操作时，由于电气或机械故障可能会出现显示屏显示脱齿成功，但实际离合器未成功脱开的减速箱脱齿故障。此时如果启动列车并进入自运行或连挂运行状态，会导致马达跟随液力箱反转。由于马达的最高允许转速较低，传动箱拖动马达旋转转速超过其最大转速，将会造成马达反拖损坏。为此，列车增加了报警功能，当列车处于高速运行工况下，马达转速超过设定值时将进行声光报警，收到报警信号后，必须停车检查。如果检查确定发生减速箱机械脱齿故障，必须断开减速箱-传动箱间万向轴，减速箱无输入转速即可防止马达反拖。此处万向轴位于列车下方，法兰直径为285mm，长度为1045mm，重量约180kg，将万向轴拆卸并转运至车上方可行车离开故障现场，耗时长、人工工作难度大、作业量大。为了便于拆卸万向轴，断开其与传动箱法兰的接触，设计了应急工装，便于操作，省时省力。
图3 原列车车下结构
图4 改造施工方案
图5 一般脱齿故障
图6 机械脱齿故障
3 减速箱脱齿故障应急处置装置
3.1 既有列车车下结构
既有列车传动箱-减速箱万向轴附近安装有万向轴防护装置，见图3。本着成本低、改动小、易实现的原则，在现有结构的基础上进行改造，用以支撑和固定万向轴。
3.2 应急处置装置结构
应急处置装置结构改造施工方案如图4 所示，其中4-法兰固定板为中部带有万向轴法兰形状凹槽的厚钢板，通过螺栓与3-连接板连接，3-连接板通过螺栓与2-吊板连接。在吊板与图3 中的2-横梁之间加装调整垫，使用螺栓连接。连接完成后，应急工装可以随车一起运行，在出现紧急故障后通过调整连接板和法兰固定板的安装位置，固定万向轴法兰。
3.3 应急处置方法
3.3.1 脱齿故障判断方法
96 头打磨车由作业工况进入运行工况后，将司机控制器调速手轮调至非0，操作列车走行。列车启动后，注意观察蜂鸣器及牵引显示屏故障栏状态，如出现“马达反拖”，应立即将调速手轮回零，待柴油机转速至怠速后，停车检查减速箱离合驱动装置是否处于“脱齿”状态。如果此时减速箱离合驱动装置处于图5 状态（离合驱动机构作用杆未伸出，减速箱仍处于合齿状态），可以初步判断由于电气故障造成脱齿失败，通过车上加装的脱齿安全锁定装置手动操作脱齿即可；如果处于图6 状态（离合驱动机构作用杆伸出，且出现“马达反拖”报警），可以判断减速箱内部损坏造成了机械脱齿故障，可以按下文所述方式处置。
3.3.2 脱齿故障应急处置
在减速箱出现脱齿故障后，为防止马达跟随转动造成损坏，迅速撤离作业现场，必须切断液压马达与传动箱输出轴的连接，具体操作如下，见图7：
（1）操作人员进入车下（传动箱与减速箱之间），拆下3-连接板，分离4-法兰固定板备用，用千斤顶、木块或其他工具垫在万向轴与安全吊之间。
图7 应急装置使用
（2）松开并拆下传动箱法兰与万向轴法兰盘的连接螺栓，将万向轴法兰盘与传动箱法兰分离，并保证法兰盘间距15～30mm。
（3）将3-连接板贴在万向轴法兰背面，用螺栓与2-吊板连接；将4-法兰固定板与连接板用螺栓连接，并拧紧螺母，以固定万向轴。撤去万向轴与安全吊之间的支撑。
（4）检查法兰安装架上的固定板端面与传动箱法兰面端面的距离，应不小于10mm，防止列车自运行走行过程中万向轴法兰盘与传动箱法兰发生接磨。
4 结束语
通过在现有GMC-96B型钢轨打磨列车A车车下加装应急处置装置，当减速箱离合装置出现机械故障后，无需进行拆卸万向轴这一复杂操作，只需断开万向轴一侧的法兰连接，缩短万向轴的长度并固定，便可防止万向轴法兰面与旋转的驱动法兰面接触，操作简单，省时省力，便于迅速撤离故障现场。在具有类似液压-液力传动系统且具有齿式离合器的大型养路工程机械中值得推广和使用。
