浅谈捣固装置部分部件故障成因及预防

（常州市瑞泰工程机械有限公司，江苏 常州 213011）

铁路大型养路机械在中国铁路有砟线路的历次提速中所起的作用巨大，而作为主力机型的捣固车更是功不可没，其主要作用是对线路上的道砟进行捣固、夯实，提高列车运行的稳定性[1]。捣固装置是捣固车的核心作业部件，其作业环境是高转速、高温、振动大、多尘，工况十分恶劣，所以比较容易发生故障，是整车中保养和维修工作量最大的部件。但是从现场的情况分析，有一部分故障或问题可以提前预防和避免。

1 振动轴油箱油位降低较快

振动轴是捣固装置中的主要传动部件，其工作时转速达2 100 r/min，安装在振动轴上的轴承通过润滑油进行润滑冷却。经常有用户反映，施工过程中振动轴油箱的油位下降较快，添加油后时间不长油位又继续下降。遇到这种情况，首先查看连接管路及各密封处是否漏油，如果未见漏油，那就可以确定是以下原因：捣固装置作业一段时间后，油温升高，进入主轴承油腔的润滑油受热后黏度变低，在振动轴和主轴承的高速旋转以及捣固装置上下冲击运动的共同作用下，润滑油被甩起，油箱里的油不断补充到油腔内，导致油箱内的油位下降。此时如果不断往油箱添加润滑油，进入主轴承油腔的油液过多，最终将从位于油腔上部的透气帽跑出，导致油位继续下降，从而使人感觉油位始终下降过快。综上所述，该问题对捣固装置正常作业没有太大影响，重点是控制加油量。根据经验，作业前，将振动轴油箱的油位控制在上下刻度线的中间位置比较合适，作业过程中油位下降，此时无需干涉，待作业完成，停车静置一段时间后，油液又会重回油箱而恢复原有油位[2]。

2 DC-32捣固装置内镐臂漏油

对于DC-32 捣固装置而言，内镐臂漏油是比较常发的故障。经过现场跟踪发现，大部分发生漏油的该类镐臂，其内侧下部都有撞击的痕迹。在和现场施工人员交流后得出一个结论：捣固装置在施工过程中在横移时不到位，导致下插时靠近钢轨的镐臂或捣镐强力撞击钢轨。由于镐臂和捣固装置箱体的连接存在一定的间隙，在捣镐或镐臂受到不断的撞击时，镐臂受力的方向变得复杂，就使得在镐臂和箱体间的密封圈和承压盘等密封元件由于异常受力而产生变形，从而造成漏油。预防该问题发生的主要方法就是在施工过程中横移捣固装置一定要准确到位，如果有偏差就会使捣镐或镐臂撞击钢轨[1]。

3 DC-32捣固装置支撑臂弯曲

DC-32捣固装置支撑臂通过在其下方的4个螺栓与捣固装置箱体连接，为一悬臂结构，其主要作用是安装固定油马达。近年来，经常有用户报修安装在油马达与振动轴中间的联轴器发生打齿而无法工作。通过现场观察发现，发生联轴器打齿的捣固装置上的支撑臂均产生了明显的弯曲现象。支撑臂产生弯曲后将导致安装在其上面的油马达花键轴与被其驱动的振动轴的同轴度误差加大，从而在运转时损坏相关联接件。经过对比分析，最终确定弯曲主要是由于支撑臂上夯拍器挂钩焊接的热应力产生的。目前最为有效的预防方法是制作一过渡板，通过既有的4 个紧固螺栓与支撑臂连接，然后在过渡板上焊接挂钩，有效避免热应力对支撑臂产生影响。

4 DCL-32捣固装置捣镐拆装困难

捣镐属于磨耗件，经常需要拆装更换。DCL-32 捣固装置捣镐镐柄是直圆柱型，而且镐臂上带有镐窟撑开装置（如图1所示），拆装捣镐时可以将镐窟内孔直径增大，方便拆装。近年来，有多个用户单位反映DCL-32 捣固装置的捣镐难拆卸。分析DCL-32 捣固装置镐臂结构可知，拆装捣镐时，先松开2根M20 夹紧螺栓，然后将M16 专用撑开螺栓旋入中部螺纹孔，螺栓端部顶住镐臂本体上盲孔的底部，继续旋转螺栓，产生撑力使镐窟张大，便于捣镐拆装。但是有些用户在操作时并不使用撑开螺栓，或者使用的不是专用的撑开螺栓，其选用的M16螺栓端部没有一段直径小于14 mm 的部分，导致在旋紧该螺栓时，螺栓头部陷入盲孔中，螺栓端部外圆与盲孔孔壁剧烈摩擦，由于螺栓端部未与盲孔底部接触，因此并未起到顶开的作用。此时强行拆装捣镐，镐窟内壁将可能拉毛，产生恶性循环，使得后续捣镐拆装愈加困难。针对这一问题，需要从捣固装置投入使用时就严格按照操作规范，在拆装捣镐时正确应用专用的M16 撑开螺栓撑开镐窟；对于已经拉毛的镐窟，应当对其拉毛部位修磨光整后再装镐[3-4]。

5 捣固装置内缸缸盖螺栓断裂

根据相关统计，近年来，内油缸缸盖螺栓断裂现象发生较多，对用户施工作业产生了较大的影响。发生断裂的螺栓为10.9级的M16 螺栓，并且每个缸盖均由4 只相同螺栓对称压紧，根据计算，4 只螺栓的强度足以抵抗液压系统压力对其产生的拉力。通过对捣固装置工作原理进行分析可知，作业时，内缸大腔进油、活塞杆伸出为其常态（该状态下活塞紧压缸盖），当捣固装置下插，捣镐插入道砟后，小腔进油，活塞杆缩回，完成对道砟的夹持，随后又回复到伸出状态。对现场施工进行跟踪观察发现，捣固装置在下插时，由于操作原因，捣固装置前后方向位置调整不准确，经常使捣镐直接插到水泥枕木上，产生巨大的冲击。该冲击通过捣镐、镐臂反馈到活塞杆上，由于结构原因，对内缸活塞杆而言，产生的是巨大的往外拉的力。此时，内缸活塞紧压在缸盖上，该冲击力又通过缸盖传递到4 只缸盖螺栓上，使螺栓受到拉伸。综上所述，每次捣镐插到枕木都会对内缸缸盖螺栓产生一次冲击，对于数以万计次的捣固装置下插来说，内缸缸盖螺栓就不断重复承受巨大的冲击、拉伸，最终疲劳断裂。这一问题的原因主要还是捣固装置作业过程中，前后对位不准确，捣镐撞击水泥枕木所引起的，因此只要保证好下插时捣固装置对位的准确性，就可以有效避免该故障的发生[5]。

6 捣固装置内缸活塞杆O型密封圈破损漏油

内缸活塞杆总成在组装到油缸缸体内后，安装于缸盖导套外圆上的O 型密封圈仅受液压油的压力，理论上不可能被压破损。在用户处了解到，该处O 型圈破损漏油前，通常都有内缸缸盖螺栓断裂的情况发生，而且用户均自行更换了断裂的缸盖螺栓。通过进一步了解，由用户更换断螺栓前后拆装缸盖所使用的方法确定了该O 型圈破损的原因。由于内缸所处的位置结构紧凑，缸盖处受此限制，没有太多空间供拆装使用，所以一旦发现缸盖螺栓断裂后，用户在自行处理时，通常只是敲击缸盖4 个角中最靠外的那个角进行缸盖拆装，由于单边受力，缸盖发生倾斜。因为导套与缸盖连为一体，当缸盖连同导套倾斜着拆卸或装入油缸时，安装于导套外圆上的O 型圈在经过油缸口倒角位置时，与倒角转折处的折角非正常接触，部分区域产生刮擦，极有可能发生切割，从而导致后续漏油的发生。预防这种情况发生的方法是：拆卸缸盖时，使用2 根M8 的螺栓同时旋入缸盖上的2 个工艺孔平稳的顶出缸盖；装入时，敲击活塞杆尾部，使活塞杆压住缸盖，带到缸盖平稳进入油缸。

7 集中润滑装置在低温环境供油不足

目前捣固装置均是采用集中润滑装置自动进行润滑脂加注，对除振动轴主轴承和镐臂以外的相关运动部位进行润滑。在气温较低时（如中国北方的冬季时），经常发生供油不足，导致关节部位润滑不良，甚至造成轴承烧毁。经过对现场跟踪发现，发生供油不足的原因是因为捣固装置标配的2号锂基脂润滑脂在气温降低后黏度增大，集中润滑装置在不变的压力下很难推动管路内的润滑脂到达各个润滑点。通过实验对比，集中润滑装置在0℃时加注相同油量的2 号锂基脂润滑脂比30℃时所需的时间延长10倍以上。所以，在低温地区作业时，依靠集中润滑装置使用其标配的断续供油模式对2号锂基脂润滑脂进行加注就极有可能发生供油不足的情况。解决这一问题的方法是使用适合当地气温的黏度低的润滑脂，并将间歇断续供油模式手动设置为强制不间断供油。同时需要注意，处理前，最好先采用压力较高的手动注油泵灌装黏度低的润滑脂，连接油路，手动注油，将管路内残留的粘度高的润滑脂排出后，再连接集中润滑装置自动注油。

8 结语

大型养路机械现场施工通常在野外进行，条件恶劣，操作员工工作条件艰苦，如果能够减少设备的故障次数，可以极大地降低生产成本和员工的劳动强度，为相关企业创造更多的效益，同时也可以减少生产厂家不必要的损失。希望以上几点可以帮助用户解决一些实际中遇到的问题，使捣固装置能够更好地工作，确保施工质量，为列车安全运行保驾护航。