双轴不落轮镟床操作安全技术防护系统

黄建坊,连金坤,林,沛,陈福生,孙李华,陈小明

厦门轨道建设发展集团有限公司，厦门，361000

摘要: 为确保轨道列车轮对各项参数满足技术标准，保证列车平稳可靠运行，需定期对轮对进行镟修。轨道列车轮对镟修作业过程中，双轴不落轮镟床安全运行离不开操作人员的正确操作。同时，提升操作安全的技术防护也是设备重要组成部分，保障操作人员的操作安全及减小误操作情况的发生，确保操作人员作业的安全。双轴不落轮镟床操作安全技术防护系统包含牵引安全识别子系统、上压臂激光对位子系统、两端对讲子系统、装夹辅助照明子系统、轮对居中到位指示子系统。技术防护系统的使用将大大提高作业效率，提升作业安全性。

关键词：轮对镟修、操作安全、技术防护

一、现状分析

为确保轨道列车轮对各项参数满足技术标准，保证列车平稳可靠运行，需定期对轮对进行镟修。以厦门地铁2号线达诺巴特（DANOBAT）双轴不落轮镟床为例，对轮对镟修作业全过程分析，存在如下需技术防护点：

（1）公铁两用车牵引列车移动更换目标轮对，通过无线遥控器操作过程中，操作人员需将无线遥控器与镟床安全互锁线连接站在镟床侧台操作，无法查看公铁车前方股道工况。在操作侧台增设牵引安全识别子系统，对公铁车前进方向股道情况进行实时监控画面显示，同时对两端操作台、排屑口进行监控画面显示，方便操作人员对设备周边状态进行观察。

（2）达诺巴特双轴不落轮镟床，如轮对未完全处于两驱动轮中位，则装夹时两边称重差值较大，影响装夹效果，从而影响后续轮对的测量及镟修效果。目前，镟床操作人员需要通过肉眼从观察窗斜上方及两侧侧面观察轮对是否居中到位，考验操作工熟练度及经验判断，如公铁车牵引镟修车辆不熟练，则需要多次点动微调车辆，直至轮对居中。人工判断方式存在一定的风险，如镟修量大、作业时间长，操作人员注意力不集中情况下较容易出现轮对顶偏情况；人工判断轮对是否居中，效率较为低下，多次点动控制公铁两用车微调轮对居中，影响作业效率。在驱动轮中位增设居中到位检测子系统，目标到位后进行三色灯显示状态。

（3）目标轮对装夹过程中，上压臂举升高度需与轴箱下压点匹配，目前需人工经验判断举升高度点，存在发生误判碰撞轴箱吊耳情况，造成吊耳漆面损坏。增设上压臂激光指示子系统，采用一字激光指示线，实时了解上压臂上升高度与轴箱的匹配情况。针对轮对装夹轴箱区域光线较暗的问题，在上压臂上增设辅助照明子系统，方便操作人员了解装夹情况。

（4）镟修过程中，主控端需与从控端通讯，确认设备动作情况及操作步骤确认，目前采用对讲机对讲形式进行步骤确认，携带及现场使用较为繁琐，无法实现双向实时对讲。在操作屏幕边增设对讲子系统，操作人员实时通讯进行步骤确认，提高作业效率。

二、系统方案

针对存在一定操作隐患的作业点，设计安装技术防护系统，双轴不落轮镟床操作安全技术防护系统包含：牵引安全识别子系统、上压臂激光对位子系统、两端对讲子系统、装夹辅助照明子系统、轮对居中到位指示子系统。

图 1 防护系统组成

（一）牵引安全识别子系统

牵引安全识别子系统采用4通道IP66防雷防雨无线监控系统，能够实现无线级联传输800m，每一个枪击摄像头都是无线中继器。服务器存储空间2T，满足全天运行2个月，方便回放查看视频记录。通过鸭舌架安装摄像头，安装于公铁车正前方、坑内两端机床操作台后方。其中公铁车监控电源由预留直流电源12V供电，通过驾驶室布线至车头前端监控处，跟随公铁车开关机状态。坑内则统一布线为服务器、显示屏供电，通过变压器为两端操作台摄像头供电，开关跟随运用安全防护系统一键开关。

   

图 2 监控画面指导公铁车无线操作牵引

（二）轮对居中到位指示子系统

轮对居中到位检指示子系统通过安装光电传感器检测轮对是否居中到位，经过单片机程序判断，由三色指示灯显示轮对状态。将传感器安装于驱动轮中间的下支撑上，作为检测点。如有轮对经过，则会触发。只有将两个传感器都触发后，才能判断为轮对居中到位。通过此检测装置，提高轮对牵引居中到位的操作效率，同时提升镟修牵引轮对的作业安全性。

（三）上压臂激光对位子系统

为实现上压臂压爪与轴箱下压点精准对位，避免上压臂压爪与轴箱、吊耳等部位剐蹭问题，在四个上压臂处装设一字激光对位，方便操作人员操作上压臂上升对位准确。激光供电由DC12V电源模块引出，通过机床底座，下穿上压臂坦克链，线路满足上压臂上升旋转功能。制作激光支架安装于上压臂处，一字激光与压爪底部平齐，实现激光对位指示功能。同时，在四个上压臂DC12V电源线处引出安装LED照明灯，支架安装于上压臂上方，方便夜间及昏暗天气作业。

图 3 上压臂激光对位指示

（四）对讲子系统

为实现固定端、移动端两端机床实时通讯对讲，在两端控制屏边安装对讲系统。该对讲系统从镟床控制屏端子引出电源DC12V供电，跟随镟床共同开关机。配备10W喇叭口及麦克风，双向实时对讲。主端通过引出信号线，下穿机床机座，引伸至从端安装，并在机床移动端处预留1.5m伸缩线，满足机床的V轴移动功能。

三、运用效果

（一）经济成本

通过加装操作安全技术防护系统，每轴轮对镟修作业能节约5分钟时间成本，1列电客车镟修作业（24轴轮对）约能节约时间120分钟。按每台机床镟修测量作业量每月10列计算，此防护系统的使用每月约能节省工时1200分钟（20个小时）。

（二）安全可靠

镟床操作安全防护系统的运用，规避了操作人员因肉眼判断错误或经验判断失误而引起的上压臂剐蹭轴箱的风险，增加了公铁车牵引盲区的辨识、提升了双轴联控操作状态的确认效率，整体提高了镟修作业的安全性。

（三）自主开发，适用性强

通过双轴不落轮镟床操作安全技术防护系统的应用，制定相应的运用方法及有效措施，提高该系统的使用可靠性。该系统可在新线不落轮镟床采购项目设计联络中继续深化技术方案，进一步与机床进行融合，提升人机交互性，提高操作安全性。

四、结语

双轴不落轮镟床操作安全技术防护系统包含牵引安全识别子系统、上压臂激光对位子系统、两端对讲子系统、装夹辅助照明子系统、轮对居中到位指示子系统。各子系统的运用进一步提升操作安全性，提高镟修作业效率。在设备设计联络阶段，可将技术防护点融入机床设计，提高人机交互性。

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