HX_D3C机车双针双管压力表不归零的问题分析
HXd3C机车上现有(0~ 1 200) kPa双针双管压力表在机车运行中会发生失准的情况,由此 导致存在表体不能正常显示机车总风缸的压力,失去监控作用的风险。分析导致压力表失准的原因,并通 过验证,说明现有压力表的量程不符合机车正常运行的要求,应更换为(0~ 1 600) kPa双针双管压力表。
0.引言
HXd3C型客货通用电力机车是在HXd3型和 HXd3B型电力机车基础上研制的交流传动7 200 kW 干线货运电力机车。按照机车检修丁艺,每3 个月、6个月要对回库HXd3C型机车上监控单风 缸压力的双针双管压力表进行周期性检定。在检定 丁作中,发现(0~1 200) kPa双针双管压力表返 修率最高,表针不归零出现率高达80%以上,且 几乎所有表体损坏都是因表针被顶坏,由此导致表 体不能正常显示机车总风缸的压力,失去正常监控 作用。为此需找到监控HXd3C机车总风缸压力的 双针双管压力表失准的原因,为机车正常运行提 供安全的计量保障。
1.技术分析
1.1 一般压力表量程的选择
安装在设备上的压力表可对设备的运行起监控 或测量的作用,压力表合适量程的选择对监控设备 是否正常运行十分关键。因此,压力表的量程应根 据使用的具体情况分析,一般压力表的量程选择如下。
一般压力表量程的选择原则为“在固定 的或均勻变化负荷下,压力表所测压力示值应在仪 表测量上限的1/3〜3/4范围内。” 丫当压力表显示 值低于1/3量程部分,相对示值误差较大,不宜 使用。
选择压力表测量上限时,一般应大于最 高使用压力的1/3,以保证压力表安全可靠地丁 作,保证其使用寿命而留有余量。
选择使用范围时,最高不得超过度盘满 刻度的3/4。按负荷状态的通用性来说,选用标尺 全量程的1/3~2/3之间为宜。因为这一使用范 围,相对示值误差较小,线性度较高,可避免在压 力表弹簧管弹性极限附近使用。
压力表测量上限可按下列方法计算。对 已知所测最大压力值,所需压力表测量上限值为
.x所测最大压力值=所需压力表测量上限值。
对已知压力表测量上限值,常测最大压力值为
| x压力表测量上限值=常测最大压力值。
1.2和谐机车压力指标的要求
HXd3C型电力机车操纵使用手册中对定频定 压辅助变流器的起动及对应辅机供电的说明部分指出:压缩机设定为间歇运行模式,将压缩机扳键开 关置于“合”位,当总风缸压力低于(680±20)kPa 时,机车2台压缩机依次启动,投人丁作;当总 风缸压力低于(乃0±20) kPa时,只有操纵端压 缩机投人丁作;当总风缸压力升至(900 ± 200) kPa 时,压缩机自动停止丁作。将压缩机扳键开关置 于“强泵”位,2个压缩机依次启动,此时不受 总风缸压力开关的控制,待总风缸压力升至 (950 ± 20 ) kPa时,高压安全阀动作并连续排 气,此时应停止压缩机丁作,将扳键开关离开 “强泵”位。
1.3和谐机车双针双管压力表的选择
通过上述机车运行丁作要求,可以清楚双针双 管压力表在HXd3C型电力机车中需要的使用范围 是660 kPa - 970 kPa,结合这一情况,按照一般压 力表量程选择的要求,可以算出以下数据。
机车现用(0- 1 200) kPa双针双管压力 表的可承受最大压力值为
^xl 200 = 800 (kPa)。 (1)
因此,当总风缸压力升至(900 ±20 ) kPa 时,或总风缸压力升至(950±20 ) kPa时,机 车上(0 ~ 1 200) kPa双针双管压力表是无法承担 机车在运行中总风缸瞬间压力的,所以现有压力表 不满足机车实际使用需求。
当选用(0~ 1 600) kPa双针双管压力表 时,可承受最大压力值为
^x1 600^1067 (kPa)。 (2)
反之,如果想满足机车总风缸压力的使 用量程,同理可算出双针双管压力表的测量上限 值为
|x970=1 455 (kPa)。 (3)
可以看出:因为双针双管压力表在HXd3C型电 力机车中需要的使用范围是(660-970) kPa,结合 式(2)和式(3)所求出的数值,(0-1 600) kPa 双针双管压力表可以满足压力表在满负荷下指针 偏移到表量程的2/3处的要求,所以选定(0〜 1 600) kPa双针双管压力表为HXd3C机车正确量 程的双针双管压力表。
2.试验台测试
将选定好的(0 ~ 1 600) kPa双针双管压力表 安装至JZ-7制动机试验台,将风压打至模拟机车 负荷压力,直至970 kPa,在多次反复操作后,被 测试双针双管压力表表针稳定显示示值。经过3个 月的测试,双针双管压力表的表针没有发现偏离0 位现象。在压力表校验台上对该双针双管压力表再 次进行检定,检定结果合格,说明(0~1 600) kPa 双针双管压力表可以使用在HXd3C机车上。
3.更换既有压力表的必要性
在人丁方面,对HXd3C机车上失准的双针双 管压力表进行重新更换,除日常的检定丁作量外, 还需耗费人力来对坏表进行拆装、修复、二次检定 等丁作。
在经济方面,购置1块双针双管压力表的金额 约为1 300元。如果按周期标准,即每月站段级检 修HXd3C机车约30台,总风缸双针双管压力表的 损坏率80%,修复率50%,也就是说,每月约8~ 10块为需更换的不合格的表,因此,每月需购置 新双针双管压力表的金额约为1万元左右。如解决 双针双管压力表坏的现状,站段级的检修部分每年 可以节约HXd3C机车双针双管压力表的购置金额 约为10万元。
在潜在的风险方面,合格的双针双管压力表安 装在检修完毕的和谐机车上,但在机车运行过程 中,如果总风缸的瞬间最大压力超出1 200 kPa双 针双管压力表可使用量程的2/3时,此双针双管压 力表将被顶坏。虽说在机车运行过程中列车司机可 以看到表针在不停地摆动丁作,但此刻,表体已经 处于失准的状态。此时的问题是,双针双管压力表 已无法正常监控总风缸的正确压力值,如果问题 长年得不到解决,加之机车也在不断地老化,可 想而知,今后造成的损失将不可估量。
通过现场调研、数据分析、试验台测试等,建 议将HXd3C机车上的现有(0 ~ 1 200 ) kPa双针 双管压力表换成符合HXd3C机车运行及力学计量 压力表选定要求的(0 ~ 1 600) kPa双针双管压力 表,为和谐机车正常运行提供更安全的计量保障。