中国铁路呼和浩特局集团有限公司呼和浩特工务机械段 内蒙古呼和浩特 010051
摘要：GMC-96x钢轨打磨车在道岔前后的打磨，有时由于设备故障导致设备损坏，影响行车。采用道岔前后仅作为打磨起点，不作为打磨终点的操作方式，可防止液压系统、机械故障造成的设备损坏。经静、动态验证，GMC-96x型钢轨打磨车以道岔前后30m为起点的方式较安全可靠。
关键词：打磨车；道岔；作业风险；安全措施
一、道岔前后打磨作业存在的安全风险
GMC-96x型钢轨打磨车运行一次后，终点至停车点距离约180m，当道岔前后距离小于180m时，打磨车会经过或停止在道岔区域。道岔区设备比正线复杂，若打磨车的工作装置发生故障，可能损坏打磨车的工作装置及道岔，影响行车安全。通过对GMC-96x型钢轨打磨车的装置结构及原理的分析，其存在如下风险：①打磨电机的角度摆到内侧较大位置，使摇架与道岔相撞；②旋转打磨电机落在道岔上，可能砸坏道岔；③旋转打磨电机因导柱卡滞而无法提升到位，可能打坏道岔。
1、打磨电机角度的影响。当打磨电机角度大于45°时，摇架底部低于钢轨顶面，此时打磨车若经过道岔区，摇架可能与道岔的曲线导轨相撞，造成打磨小车及道岔设备损坏，甚至导致打磨小车脱轨。其原因包括：①两车通信故障，如网关、网线、接头故障等；②计算机故障，如计算机重启、断电等；③偏转油缸的CAN模块故障；④偏转油缸电磁阀故障；⑤偏转油缸偏转时发生内部泄漏。
2、打磨电机掉落及卡滞的影响
1）打磨电机落在钢轨上。打磨车以运行速度通过道岔时，落在钢轨上的打磨电机肯定会与高于轨面的道岔部件相撞。
2）打磨电机向内侧摆动且落在轨道侧面上方。打磨车以运行速度通过道岔时，落在钢轨上的打磨电机不仅会与高于轨面的道岔部件相撞，还会与岔尖和岔心相撞。
3）打磨电机未提升到位，且角度摆到内侧。打磨车以运行速度通过道岔时，被卡住的打磨电机将与岔尖、岔心和护轨相撞。
第1、2种情况是因提升过程中打磨电机突然落在轨道上造成的，其原因有：①计算机控制系统故障；②打磨电机提升中提升油缸断裂；③打磨电机提升过程中，提升油缸固定螺栓断裂；④打磨电机提升过程中提升油缸油管爆裂；⑤打磨电机与导套连接螺栓在运行中断裂。
第3种情况是因导柱卡滞，致使打磨电机提升不到位，其原因是：①操作过程中导柱上的油污、灰尘较多；②操作过程中导柱变形。
二、改变打磨方式
打磨车通过道岔区时，不对偏转油缸和打磨电机上下进行操作，可防止液压系统、机械故障。以道岔前后30m为起点，而不是终点，可避免此种故障。
图1道岔1外侧钢轨打磨时，其作业方式为：
图1 道岔前后打磨模式示意（单位：m）
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第1遍。打磨车在站内D点加载打磨方式，启动打磨电机，打磨车运行至道岔1外30m B点开始下放磨头，往区间作业。
第2遍。从区间往站内方向作业，打磨至站外300m A点，并在道岔1外方停车。
此时，1号道岔外侧AB间的钢轨只运行过一次，若要继续打磨，打磨车必须首先运行到站内D点，并重复第一次打磨方法。虽然这种打磨方法比正常操作更为复杂，影响了操作效率，但可防止液压系统、机械故障引起的事故。
三、安全验证
当打磨车仅作为道岔前的起始点时，可防止液压系统、机械故障，但控制系统故障仍有可能发生。因此，在通过道岔区时，需验证控制系统的故障是否影响安全。在上述打磨作业模式下，打磨车通过道岔区时，打磨模式已加载，并且打磨电机已启动。当控制系统发生故障时，应判断是否会对偏转油缸及打磨电机产生错误控制。
1、打磨控制系统。GMC-96x型钢轨打磨车共有4节打磨工作车，操作员在打磨车两端驾驶室的某一端操作。每节打磨车有独立的控制系统，采用CAN总线控制方式。网关负责相邻两节车间的通信，以通过驾驶室的操作面板控制其它作业车。
打磨控制系统由计算机、CAN模块、电磁阀、继电器等组成。影响道岔前后打磨安全的控制系统是打磨电机的角度及提升与下放。打磨电机偏转控制。
操作者在计算机上设置打磨角度，计算机与相应的CAN模块通信，CAN模块使控制偏转油缸的电磁阀通电，偏转油缸偏转，同时，另一个CAN模块采集偏转油缸传感器的数据并上传到计算机。当采集的数据与设定角度一致时，输出CAN模块不再向电磁阀输出电压。
打磨电机升降控制。当打磨电机进入打磨区时，CAN模块使控制提升油缸下降的电磁阀通电，打磨电机下放。而当打磨电机进入非打磨区时，CAN模块使控制提升油缸下降的电磁阀断电，打磨电机提升。
控制系统可能出现的故障：①相邻两车间的网关故障；②某节车打磨计算机主机与网关通讯故障；③打磨计算机重启或关机；④CAN模块故障。
2、控制系统故障验证。以道岔前后30m为起始点时，偏转、提升油缸在正常情况下不动作，但当控制系统故障时，必须对偏转、提升油缸进行安全校验。
1）静态验证。在打磨车静止状态下，通过打磨仿真界面验证控制系统的故障。启动打磨电机，加载打磨模式，开始模拟打磨。在打磨区域，设置并验证打磨控制系统的每个故障。
故障设置1：拔下其中一节车网关的网线接头。出现的状况是操作显示屏显示该节车失去通信，无法查看其工作装置的状态。下车检查所有打磨电机和偏转油缸的状态，所有打磨电机关闭，偏转油缸偏转至安全角度，打磨电机提升到位。
故障设置2：拔下计算机主机和网关间的网线接头。发生的情况与故障设置1相同。
故障设置3：关闭一节车的打磨计算机主机。发生的情况与故障设置1相同。
故障设置4：关闭控制偏转、提升油缸的相应CAN模块。这种情况是，由于CAN模块控制的偏转油缸不动作，未向内侧偏转，打磨电机提升到位。
验证结果：当控制系统发生故障时，控制系统控制的打磨电机停转且提升到位，控制的偏转油缸摆到安全角度或不动作。
2）动态验证。GMC-96x型钢轨打磨车在道岔前后30m是否安全运行需动态验证。
验证1：加载打磨模式后，验证打磨电机角度大于30°时，启动打磨车后是否摆到安全角度。首先，加载所有打磨电机为45°的打磨模式，偏转油缸偏转到位后，启动打磨车，然后停车。再下车检查打磨电机的角度，发现所有打磨电机的角度为25°～30°。
验证2：将打磨电机的角度摆到安全角度并启动打磨电机后，验证打磨车通过道岔时，工作装置是否会触碰道岔。打磨车以3km/h的速度通过道岔区，车下两侧安排人员检查工作装置和道岔状况，发现工作装置不会与道岔相撞。
验证3：验证打磨车在道岔后30m是否能正常开始打磨作业。打磨车以16km/h的速度通过道岔区，在道岔后30m下放打磨电机，作业正常。
经静、动态验证，GMC-96x型钢轨打磨车在打磨角度达到安全角度，且提升油缸不动作的情况下，能安全通过道岔区。
四、安全控制措施
为防止设备出现其他隐患及人为操作失误，进一步保证操作安全，应采取以下安全措施：①打磨前，对打磨电机提升进行上下试验，确保电机上下动作正常；②准备在道岔前作业时，加载打磨模式后启动打磨车，待所有打磨电机偏转到安全角度后，停车检查所有打磨电机是否处于安全角度；③在通过道岔区前，确保所有打磨电机均已提升到位；④在任何区域，特别是道岔区打磨时，严禁以任何理由屏蔽角度油缸。
参考文献：
[1]汪弈.钢轨打磨列车[M].北京：中国铁道出版社，2015.
[2]朱广平.钢轨打磨车作业效率评估方法探讨[J].铁道建筑，2018（03）.
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