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摘 要：针对SD-DC2004型单车试验器故障停机率高的问题，提出了对该设备进行改造的方案。基于故障数据统计和电路分析，提出对电路、风管路等改造方案，降低了SD-DC2004型单车试验器故障停机率，为企业降低生产成本提供了技术改造实例。
关键词：单车试验器 电路 风管
中图分类号：G710 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）03（c）-0088-01
1 问题的提出
随着大秦专线万吨、两万吨重载列车的开通，年运量逐年增加，作为太原铁路局北部唯一的一个C80车辆检修基地，日检修能力逐渐攀升，对关键设备运行品质提出了更高的要求。微机控制单车试验器是铁路车辆制动装置性能试验检测设备，对车辆装配K1、K2、GK、103、120型制动阀进行检修试验，确保车辆在运行中达到制动技术标准的关键设备。湖东车辆段所使用的SD-DC2004型微机控制单车试验器技术状态不稳定，故障停机率高，成为制约车辆制动阀试验的瓶颈问题。该文从微机控制单车试验器故障分析及原因入手，提出了优化改造建议，达到减少故障发生，消除安全隐患，提高制动阀检修效率的目的。
2 故障原因调查分析
2.1 设备组成部分及原理
微机控制单车试验器主要由微机控制系统、风路系统、电源装置组成。微机控制系统由计算机、I/O板、A/D板和压力传感器组成，压力传感器接在风管路上，它检测的压力数据通过A/D板传输给计算机。风路系统为：集成式阀岛、过滤减压阀经一快速接头与总风管相连。微机控制系统装有IC卡读写器；微机控制系统可分别连接N套风路系统，N套风路系统可分别经各自的快速接头与N辆预测单车的列车管相连。其特征在于：微机控制系统、风路系统、电源装置装在作为载体的移动车上。
2.2 设备故障停机率
通过对一台SD-DC2004型微机控制单车试验器的运行技术状态进行动态监控，结合2014年1-2月《设备故障停机记录簿》中临修记录内容记载，通过计算得出结论。
（1）理论公式：単台设备故障停机率= 考核期内设备故障停机时间/（考核期内设备实际运行时间+考核期内设备故障停机时间）×100%。
（2）实际计算：2014年1月-2月SD-DC2004型单车试验器故障停机时间为：t=15h，故障停机率为：（15）h/（280h+15h）×100%=5%。
（3）计算结果比对：2014年01月-02月SD-DC2004型单车试验器故障停机率高于中国铁路总公司规定的设备故障停机率不高于1%的要求。
2.3 设备故障主要原因
（1）设备充电部设计不合理。原厂配备的12V、2-16A高频充电器，在充电和工作过程中，易造成蓄电池过放电情况，致使充电装置频繁损坏。
（2）设备电路结构设计不合理。原厂家设计的电路结构过于复杂，导致设备包修员工不便于对于故障情况进行快速判断，以致影响设备及时维修。
（3）原厂未加装加热装置。由于冬季气温偏低，机体内部风管路受冻后易产生漏泄，气动电磁阀工作不流畅，产生卡滞现象。
（4）缺少专用工具箱和物件挂钩。单车试验器使用员工无处摆放检修生产必修的工具、配件等，有时将工具等放置于狭窄的操作控制柜内，这样不仅对设备的电器性能造成影响，也对设备的安全使用和人身安全造成隐患。
3 优化改造过程
3.1 对设备充电部进行改造，解决充电部故障率高的问题
（1）充电部故障现象。设备原有的12V、2-16A高频充电器，由于未加装断电继电器导致电器配件损耗较大，很容易发生内部蓄电池过放电问题，使充电装置频繁损坏，检修费用非常大，而且严重影响制动阀检修效率。
（2）充电部改造方案。采用S-145-12的直流开关电源充电器，代替原有的12V、2-16A高频充电器。并将输出电压调整到与蓄电池最高电压一致，保证蓄电池不会发生过充电现象，不仅有效保护了蓄电池，而且也便于故障情况的判断，方便了电工的检修，确保设备能够正常供电而不会出现数据不稳定情况。加装断电继电器保证在充电时有回路，不充电时处于断路状态，排除了充电器和工作回路自行放电问题，杜绝蓄电池过放电情況的发生，并且在蓄电池电压低于10V也能进行充电工作。
3.2 在满足工艺要求前提下，对电路结构进行了优化改造
原厂家设计的电路结构过于复杂，导致包修员工不便于对故障情况的快速判断并进行及时维修，在保证设备技术性能的前提下，对设备电路结构进行改造，提高了设备检修效率（如图1所示）。
3.3 解决冬季机体内部风管路受冻后易产生漏泄问题。
（1）风管路受冻漏泄故障现象。由于冬季气候寒冷、气温偏低，机体内部风管路受冻后易产生漏泄，致使气动电磁阀工作不流畅，产生卡滞现象，导致设备故障率升高。
（2）风管路改造方案。加装一台500W的微型电热风机。该电热风机采用PTC电热材料，使用安全可靠，不会造成火灾隐患，并具有超温自动断电功能，其暖风出口对准电路板并且呈100°仰角斜向上进行吹风，以便于暖风在机体内循环，使控制柜内温度同步上升。制作安装微型电热风机防护支架。由于暖风出口对准电路板呈100°仰角斜向上进行吹风，为防止电暖风机倾倒，设计、制作、安装了防护支架。
（3）在操作控制面板上加装了手动开关。为方便现场职工操作，降低职工的劳动强度，在操作控制面板上加装了手动开关，并在控制线路上设置了安全保险，在对压力传感器进行预热的同时，把手动开关转到加热位置，这样可确保机箱内温度维持在15℃左右，满足了生产工艺要求。
3.4 机体外部改造
（1）机体外部设置问题。微机控制单车试验器使用者无处摆放检修生产必修的工具、配件等，有些职工为图省事，将这些工具、配件等放置于狭窄的操作控制柜内，这样不仅对设备的电器性能造成影响，也对设备的安全使用和人身安全造成隐患。同时该设备风管路长，散落地上，不仅容易管路损坏而且易造成人身安全隐患。
（2）机体外部改造方案。制作工具箱。为避免设备使用者将检修必须的工具、器具放入设备机体内，结合微机控制单车试验器的外观尺寸以及工具、器具的长度和数量，通过比对、设计、计算，制作了一个工具箱，通过焊接的方式，将工具箱固定在单车试验器上。这样设备使用者便可将一些检修生产必需的工具、配件等放置于工具箱内，避免再放进机器内而造成电器损坏，短路等不安全隐患，也为设备使用者维护保养设备创造了便利条件。
4 结语
经过改造并全面保养后，SD-DC2004型微机控制单车试验器性能均可达到要求。SD-DC2004型微机控制单车试验器作为车辆试风的关键试验设备，改造完成后，设备技术状态稳定，性能优良，适应高强度作业的需要，为段车辆检修提供了可靠的设备保证。
参考文献
[1] 闻邦椿.机械设计手册[M].北京：机械工业出版社，2011.
[2] 铁路货车检修规程[S].北京：中国铁道出版社，1995.
[3] 崔忠圻，贾耀春.金属材料及热处理[M].北京：机械工业出版社，2011.
关键词：单车试验器 电路 风管
中图分类号：G710 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）03（c）-0088-01
1 问题的提出
随着大秦专线万吨、两万吨重载列车的开通，年运量逐年增加，作为太原铁路局北部唯一的一个C80车辆检修基地，日检修能力逐渐攀升，对关键设备运行品质提出了更高的要求。微机控制单车试验器是铁路车辆制动装置性能试验检测设备，对车辆装配K1、K2、GK、103、120型制动阀进行检修试验，确保车辆在运行中达到制动技术标准的关键设备。湖东车辆段所使用的SD-DC2004型微机控制单车试验器技术状态不稳定，故障停机率高，成为制约车辆制动阀试验的瓶颈问题。该文从微机控制单车试验器故障分析及原因入手，提出了优化改造建议，达到减少故障发生，消除安全隐患，提高制动阀检修效率的目的。
2 故障原因调查分析
2.1 设备组成部分及原理
微机控制单车试验器主要由微机控制系统、风路系统、电源装置组成。微机控制系统由计算机、I/O板、A/D板和压力传感器组成，压力传感器接在风管路上，它检测的压力数据通过A/D板传输给计算机。风路系统为：集成式阀岛、过滤减压阀经一快速接头与总风管相连。微机控制系统装有IC卡读写器；微机控制系统可分别连接N套风路系统，N套风路系统可分别经各自的快速接头与N辆预测单车的列车管相连。其特征在于：微机控制系统、风路系统、电源装置装在作为载体的移动车上。
2.2 设备故障停机率
通过对一台SD-DC2004型微机控制单车试验器的运行技术状态进行动态监控，结合2014年1-2月《设备故障停机记录簿》中临修记录内容记载，通过计算得出结论。
（1）理论公式：単台设备故障停机率= 考核期内设备故障停机时间/（考核期内设备实际运行时间+考核期内设备故障停机时间）×100%。
（2）实际计算：2014年1月-2月SD-DC2004型单车试验器故障停机时间为：t=15h，故障停机率为：（15）h/（280h+15h）×100%=5%。
（3）计算结果比对：2014年01月-02月SD-DC2004型单车试验器故障停机率高于中国铁路总公司规定的设备故障停机率不高于1%的要求。
2.3 设备故障主要原因
（1）设备充电部设计不合理。原厂配备的12V、2-16A高频充电器，在充电和工作过程中，易造成蓄电池过放电情况，致使充电装置频繁损坏。
（2）设备电路结构设计不合理。原厂家设计的电路结构过于复杂，导致设备包修员工不便于对于故障情况进行快速判断，以致影响设备及时维修。
（3）原厂未加装加热装置。由于冬季气温偏低，机体内部风管路受冻后易产生漏泄，气动电磁阀工作不流畅，产生卡滞现象。
（4）缺少专用工具箱和物件挂钩。单车试验器使用员工无处摆放检修生产必修的工具、配件等，有时将工具等放置于狭窄的操作控制柜内，这样不仅对设备的电器性能造成影响，也对设备的安全使用和人身安全造成隐患。
3 优化改造过程
3.1 对设备充电部进行改造，解决充电部故障率高的问题
（1）充电部故障现象。设备原有的12V、2-16A高频充电器，由于未加装断电继电器导致电器配件损耗较大，很容易发生内部蓄电池过放电问题，使充电装置频繁损坏，检修费用非常大，而且严重影响制动阀检修效率。
（2）充电部改造方案。采用S-145-12的直流开关电源充电器，代替原有的12V、2-16A高频充电器。并将输出电压调整到与蓄电池最高电压一致，保证蓄电池不会发生过充电现象，不仅有效保护了蓄电池，而且也便于故障情况的判断，方便了电工的检修，确保设备能够正常供电而不会出现数据不稳定情况。加装断电继电器保证在充电时有回路，不充电时处于断路状态，排除了充电器和工作回路自行放电问题，杜绝蓄电池过放电情況的发生，并且在蓄电池电压低于10V也能进行充电工作。
3.2 在满足工艺要求前提下，对电路结构进行了优化改造
原厂家设计的电路结构过于复杂，导致包修员工不便于对故障情况的快速判断并进行及时维修，在保证设备技术性能的前提下，对设备电路结构进行改造，提高了设备检修效率（如图1所示）。
3.3 解决冬季机体内部风管路受冻后易产生漏泄问题。
（1）风管路受冻漏泄故障现象。由于冬季气候寒冷、气温偏低，机体内部风管路受冻后易产生漏泄，致使气动电磁阀工作不流畅，产生卡滞现象，导致设备故障率升高。
（2）风管路改造方案。加装一台500W的微型电热风机。该电热风机采用PTC电热材料，使用安全可靠，不会造成火灾隐患，并具有超温自动断电功能，其暖风出口对准电路板并且呈100°仰角斜向上进行吹风，以便于暖风在机体内循环，使控制柜内温度同步上升。制作安装微型电热风机防护支架。由于暖风出口对准电路板呈100°仰角斜向上进行吹风，为防止电暖风机倾倒，设计、制作、安装了防护支架。
（3）在操作控制面板上加装了手动开关。为方便现场职工操作，降低职工的劳动强度，在操作控制面板上加装了手动开关，并在控制线路上设置了安全保险，在对压力传感器进行预热的同时，把手动开关转到加热位置，这样可确保机箱内温度维持在15℃左右，满足了生产工艺要求。
3.4 机体外部改造
（1）机体外部设置问题。微机控制单车试验器使用者无处摆放检修生产必修的工具、配件等，有些职工为图省事，将这些工具、配件等放置于狭窄的操作控制柜内，这样不仅对设备的电器性能造成影响，也对设备的安全使用和人身安全造成隐患。同时该设备风管路长，散落地上，不仅容易管路损坏而且易造成人身安全隐患。
（2）机体外部改造方案。制作工具箱。为避免设备使用者将检修必须的工具、器具放入设备机体内，结合微机控制单车试验器的外观尺寸以及工具、器具的长度和数量，通过比对、设计、计算，制作了一个工具箱，通过焊接的方式，将工具箱固定在单车试验器上。这样设备使用者便可将一些检修生产必需的工具、配件等放置于工具箱内，避免再放进机器内而造成电器损坏，短路等不安全隐患，也为设备使用者维护保养设备创造了便利条件。
4 结语
经过改造并全面保养后，SD-DC2004型微机控制单车试验器性能均可达到要求。SD-DC2004型微机控制单车试验器作为车辆试风的关键试验设备，改造完成后，设备技术状态稳定，性能优良，适应高强度作业的需要，为段车辆检修提供了可靠的设备保证。
参考文献
[1] 闻邦椿.机械设计手册[M].北京：机械工业出版社，2011.
[2] 铁路货车检修规程[S].北京：中国铁道出版社，1995.
[3] 崔忠圻，贾耀春.金属材料及热处理[M].北京：机械工业出版社，2011.