冶金铁道车辆检修限度的分析与探讨.pdf

使用与维护 第 2 9 卷 2 0 1 1 年第 2 期 总第 1 5 2 期 冶金铁道车辆检修限度的分析与探讨 胡刚王 尚典孟涛 莱芜钢铁集团公 司运输部 莱芜2 7 1 1 0 4 摘要对如 何科学制定 车辆 的检 修限度 ， 充分发挥其使 用效率 ， 实现 冶金铁 道车辆最 大效益化 ， 降低 车辆 检修 费用进行 了分析和探讨 。 关键词冶金铁 道车辆检修 限度分析 1 前 言 冶金铁道车辆是冶金企业铁路运输 的重要设 备 ， 车辆状态的好坏直接关 系到钢铁生产的产量 ， 合理安排车辆检修限度 ， 抓好检修质量 ， 做到既能 降低检修的投入 ， 又能使 车辆保持 良好的状态 ， 满 足运输 生产 的需要 ， 是 车辆专业技术 人员的根本 任务。 科学制定各型车辆 的检修 限度 ， 合 理利用各 型车辆 ， 充 分发挥其使 用效率 ， 降低 车辆检修 费 用 ， 适 当减少车辆备件 ， 是提高冶金企业综合经济 效益 的途径之一 。检修 限度合理 与否 ， 直接影 响 到使 用车辆 的质量 与货 车检修 的经济效 果 。因 此 ， 合理地制订检修限度标准 ， 对提高质量完成冶 金企业铁路运输任务具有重要 的意义 。 由于影响货车零部件 的损伤和使用寿命 的因 素十分复杂 ， 用理论计算的方法 ， 往往不能充分反 映实际工作条件 的各种影 响 ， 要 以理论分析计算 为基础 ， 并结合 大量 实际调研 、 论证 ， 才能较好地 制订出检修限度标准。各级修程检修限度一般呈 逐级递减的状态 ， 高级修程的检修限度要严于低 级修程， 主要考虑故障或超限发生的概率一般能 够在到达下一次 同级修程前不发生超过低级修程 的检修 限度。因此高级修程的检修 限度要覆盖低 级修程的检修限度 ， 其 目的就是减少低级修程的 工作量 ， 提高车辆的安全可靠性 。 2 检修限度的确定分析 2 ． 1 确 定 最 大检 修 限度 的基 本原 则 最大检修限度是指极 限限度 ， 但并 不一定是 检修 限度 ， 检修 限度 是在此基础上 留有一定安全 裕量 。制订检修限度时首先是从最大检修 限度来 考虑 的 ， 亦 即从衡量该零件在什 么条件下不能正 常工作为出发点 ， 来确定最大检修 限度 。然而 ， 零 件损伤到什么程度就不能继续使用是一个 比较复 杂 的问题 ， 往 往不 能通 过 单纯 的理论 计算 来 确 定 。为了确定一项 检修 限度 ， 首先要分析该零件 的工作条件 ， 调查统计常见 的损伤情况 ， 并结合长 期 的实 践经验 ， 以及经济上 的合理性与技术上的 先进性等原则 ， 综合分析比较后方能确定。 2 ． 1 ． 1 零件本身的工作条件 制订最大检修限度 时 ， 就零件本身 的工作条 件而言 ， 主要考虑损伤程度是否破坏 了零件的强 度条件 ， 以及损伤程度是否能使 已有 的损伤迅速 发展而达到危险的程度。 检修 限度中， 许多零件的最大限度 ， 就是从零 件本身 的强度条件确定 的。因为大多数损伤 ， 如 磨损 、 腐蚀 、 裂纹等 ， 均导致零件的 有效断面的减 小 ， 因而在相 同载荷条件下产生的应力则显著增 大 。当损伤程度发展到零件 内产生 的应力超过材 料的强度极限时， 则使零件遭致破坏。因此 ， 这时 的损伤程度就是确定最大检修限度 的依据 。例如 车轴颈磨损后 的最小直径 ， 整体车轮轮辋的最小 厚度 ， 底架各梁腐蚀的最大深度和最大面积 ， 轴类 和杆件裂纹的最大深度 和最大长度等最大检修限 度 ， 都是 以强度条件为基础而确定的。 在考 虑零件本 身强度条件的同时 ， 还应考虑 到零件的疲劳强度 ， 特别是受动载荷 或交变载荷 作用的零件 ， 尤其应考 虑其疲 劳强度 。对疲 劳强 度影响最大的是应力集 中， 因应力集 中能极 大地 降低零件的疲劳极限。有些零件损伤的最大检修 限度就是据此而定的 。例如 车轴各 部的横 向裂 纹与擦伤的深度， 车轴各部位圆角的最小半径等。 2 ． 1 ． 2 零部件 间配合的工作条件 许 多零件损伤 的最 大限度 ， 除考虑零件本身 的工作 条件外 ， 还要从损 伤对零件在部件 中与其 他零 件的配合工作条件的影响程度 来考虑 ， 一般 有 以下几种情况。 1 轮对与钢轨的配合 在制订轮对 的一些最 大检修 限度 时 ， 主要是从轮对在钢轨上 的正常工 作 条件 来考虑的。当车轮踏面磨损 后 ， 并不至于 一 1 3 第2 9 卷 2 0 1 1 年第 2 期 总第 1 5 2 期 使用与维护 影响车轮本身的强度 ， 但 踏面磨损将破坏轮对在 钢轨上的正常滚动 ， 使运行阻力增大 ， 轮缘垂直磨 损加剧 。车轮踏面的最大磨损限度就是从轮轨间 的正常配合工作条件来 确定 的。轮对内侧距 、 踏 面擦伤 、 同一轮对上两车轮 的直径差等最大检修 限度 ， 都是从轮对与钢轨 的配合工作条件 出发而 确定 的 。 2 销与孑 L 的配合 货车上有大量的销类与孔 类的零件 ， 其最大磨损限度 ， 不能只考虑零件本身 的强度条件 ， 主要应从销与孔配合的间隙大小来 考虑 ， 其最大允许间隙应保证整个部件仍能正常 使用。基础制动装置中许多销与孔的最大磨损限 度 ， 就是据此而确定的。 3 其他配合 除上述所说的情况外 ， 货车上 还有许多其他 的配合 形式 ， 如轴颈 与滚动轴承内 圈 的配合 。对 轴颈和轴承 内圈的一些限度 的规 定 ， 是 以保证轴颈与滚动轴承内圈间配合 的牢 固 性 为原则 。又如 车钩零件的最大磨损 限度的确 定 ， 以保证车钩三态作用灵活 ， 不发生 自动开钩为 考虑的主要原则。 2 ． 1 ． 3 对整个货车运行性能的影响 许多检修限度 的确定 ， 不仅要考虑零件本身 或配合工作条件 ， 还要 以货车运行 的安全性 和平 稳 性 ， 以及经济 、 技术上 的合理 性为出发点来确 定 。 1 运行中的安全性 铁路运输 中保证行车安 全是对货车的基本要求 。例如对于货车车体的需 求 敞车车门作用 良好以及敞车侧壁外胀 、 车体倾 斜的限度等 ， 都是从保证安全运行来考虑的 。又 如闸瓦的最大磨损限度也是从保证行车安全来考 虑 的。 2 列车运行 的平稳性 车轮踏面的椭圆度 、 擦伤和剥离 ， 将引起货车运行中的硬性 冲击 ； 车轮 踏 面的磨损破坏 了踏面轮廓形状 ， 加剧 了轮对的 蛇行运动 ， 影响货车的横向平稳性。因此 ， 在规定 此等检修限度时 ， 均应联系整个货车的运行品质 来考虑。 3 经济上与技术上的合理性 检修限度直接 影 响到检修次数和货车技术状态 ， 若限度规定过 严， 货车的技术状态虽然有了保证， 但会导致检修 频繁 ， 而增加维修费用 。反之 ， 限度规定过宽时， 能减少检修次数 ， 节约维修费用 ， 而不能保证货车 应有的技术性能 。因此 ， 最合理的检修限度 ， 应该 既能使货车具有 良好 的技术性 能 ， 保证列车安全 。 1 4 运行 ， 又 能减少不必要 的维修 次数 ， 降低 修车费 用 ， 这就应在经济上和技术上作全面的分析 比较 ， 才能制订出合理的检修限度。 2 ． 2 确 定 中间限度 的 方法 中间限度是指厂修 、 段修 和辅修等修程所规 定的检修 限度。中间限度也是区分各零件的损伤 在各级修程中是否需要检修的依据。它直接影响 到货车检修后的技术质量 ， 以及各修程的作业范 围 、 检修工作量 的大小与修车成本的多少。制订 中问限度时 ， 应考虑以下几个主要问题 1 保证零件能安全地使用到下一次 同级或 高级 的定 期检修 ， 这 是确定 中间限度 的基本 原 则。零件从这次定期检修到下一 次定期检修有一 定 的使用期间 ， 要保证零件在这一期 间内性能 良 好 ， 所以可在零件的最大检修限度的基础上 ， 考虑 该零件在两次定期检修 间隔时间内能安全使用 ， 亦 即满足该修程应有的保证期 限来确定。一般可 用下式进行计算 定 期 y极限 式中 y 定 中间限度 某一修程的限度 ； y 极 最大检修限度 ； 损伤的发展速度 ； 卜定期检修应有的保证期限。 2 各修程间的相互 配合 。中间限度对 不同 修程提出不同的质量要求 ， 也是 明确划分各级修 程检修范围的一个标准 。因此 ， 制订 中间限度时 应考虑各修程间互相配合。例如 在进行高一级 修程时 ， 要为低一级修程创造方便条件 ， 即把检修 工作量大 、 检修工艺 比较复杂 、 需要特殊 的专用设 备和技术要求高的检修工作 ， 尽可能放在高一级 修程中来完成 。 3 在保证检修质量 的基础上贯彻节约的原 则 。货车零件的检修限度 ， 既是货车检修工作 的 主要依据 ， 直接影响到货 车的检修质量和修车成 本。因此 ， 在制订各种 中间限度时 ， 应该在保证检 修质量 和使用期 限的基础上 ， 尽可能考虑节约原 材料和新配件的消耗量等因素。例如随着焊修工 艺水平的提高， 各零件磨损后的焊修质量也有较 大提高， 从 而可适 当放宽其限度要求 ， 以减少修换 零件的数量 ， 降低修车成本 。 3 结束语 综上所述 ， 在制订各级修程 的检修限度时 ， 应 进行全 面的科学分 析 ， 并充分考虑生产实践 中的 使用与维护 第 2 9 卷 2 0 1 1 年第 2 期 总第 1 5 2 期 转炉干法除尘热 电耦软测 量技术 的研究与应用 马丽桑红 生孟 祥 彬 莱钢集团有限公 司自动化部 莱芜2 7 1 1 0 4 摘要介 绍 了转 炉干法除 尘控 制 系统检 测元件热 电耦 的优化 、 建 立数 学模 型和 实现软测量 的方 法， 缓解 了热电耦使用寿命短和稳定性差的矛盾 ， 收到了良好的效果。 关键词蒸发冷却器热电耦 温度模拟 1 前 言 莱钢大型 H型钢 1 2 0 t 转炉控制系统采用先进 的干法 除尘控 制技术 ， 其 中核 心控制 之一就是烟 气的温度控制 。该 系统 的控制采用 了串级模糊控 制 ， 由于实际应用 中为全 自动控制 ， 所 以对 现场检 测元件的可靠性要求非常高。该控制系统 中的关 键检测元件 E C 蒸发冷却器 入 口热 电耦 由于使 用寿命短 ， 在使用后期性能极不稳定 ， 严重影响 了 控制精度 ， 制约 了转炉 的生产节奏 。在 对热电耦 的结构 、 运行情况进行分析总结后 ， 通过优化设备 选型并建立热电耦 的温度同步模型基本解决 了此 问题 。 2 热电耦使用情况及损坏原 因分析 莱钢大型 H型钢共有 1 2 0 t 转炉三 座 ， 均采 用 干法除尘工艺 ， 每座转炉在 E C 入 口处以 9 O 。夹角 配备两只快速热电耦 。对于蒸发冷却器人 口的温 。 度检测必须采用快速 高温热 电耦 ， 检测温度为 0 ～ 1 2 0 0 ℃。由于所检测的烟气温度在冶炼过程 中变 化急剧 ， 且烟气流速快 ， 所含粉尘腐蚀 性大 ， 故导 致热 电耦 的寿命极短 ， 平均 寿命为一周 。热电耦 损坏后必须停炉更换 ， 以确保除尘效果并保护工 艺线后方 的设备 。这不仅提高 了设备 成本 ， 增加 了维护人员 的工作量 ， 更大大制约 了转 炉的生产 节奏 ， 影响了生产的顺行 。为解决这一矛盾 ， 延长 热电耦 的使用寿命势在必行 。 对所有更换下来 的热 电耦进行全 面检测 ， 根 据损坏情 况来分析 ， 热电耦虽然是铠装的 ， 但为了 与被测 烟气更好 的接触 以达 到系统要求 的快速 性 ， 在恺装套 管的前端有一 个楔形 口。因为转炉 的生产是一个周期冶炼过程 ， 在每炉 的冶炼初期 ， 烟气 的温度在非常短 的时间内急剧上升并混杂着 大量的含铁 粉尘和铁水 飞沫 ， 这些 因素是影 响热 电耦性能和使用寿命的最大原因。 3 解决措施 解决措施从两个方面来进行研究 一是通过 改变热 电耦 的材质 、 结构 和安装方式等来使热 电 耦本身达 到生产需求 ； 二是根据大量运行数据总 结 出模拟数学模型来代替实际检测温度参与 P I D 控制的解决方案。 1 对热 电耦的优化 原来的热电耦虽然有恺 装套管 ， 但是在端部却是裸露 的。与生产厂家取 得联系 ， 一方面将热电耦 的耦丝加粗 ， 增强热电耦 的快速适应性 以及抗腐蚀 老化 能力 ； 另一方面改 造原有的套管 ， 采用了全封闭式 的恺装套管 ， 将耦 丝整个保护起来 ， 以免温度急剧变化 的破坏 。同 时为了保证其快速适应性 ， _ 在热 电耦铠装 的前端 做得较 细。采用此方法后 ， 热 电耦 的使用寿命达 到 了一个月 ， 是改造前的四倍 ， 且性能仍较好 的满 、 奢 ； 分 ； ； 蛄、 蠕、 蠕 f 蠕 S、 矗 、 、 菏 者蠕蠕 ； ≈ ； 二 、 ； ≈ 蛤 、 瘩 f ； ； ； ； 检修经验 ， 才能制订 出合理的检修限度。同时 ， 制 订检修 限度的原则 ， 随着客观情况 的变化 ， 如车型 与结构 的变化 、 货车用原材料的变化 ， 以及货车检 修工艺 的改变等 ， 都直接影响到限度标准 的大小 ， 都是制订限度时应考虑的因素。 此外 ， 冶金企业车辆检修 的技 术力量和厂房 设备都不足 ； 车型多 、 车况杂是冶金运输企业车辆 的一大特点。因此 ， 对故障率 高 ， 超过使用年限的 老型车 ， 应加速淘汰 ， 以减轻检修压力 。选 购新车 和改造 旧车 时 ， 应尽量 使车辆 简单实用 ， 便 于检 修 、 维护 ， 应 多采用新技术 、 新工艺 、 新材料 ， 以保 证使用寿命 ， 减少 中间检修次数 。即对新购和改 进的车辆注重一次性投人 ， 压缩 13常检修费用 ； 注 重车辆检修质量， 减少检修次数 ， 这样才便于车辆 管理和维护 ， 避免造成车辆检修的浪费。 2 0 1 0 - 0 8 -3 0 收 稿 一 1 5