动车组无人警惕脚踏开关故障分析

田军 肖冰

西安沙尔特宝电气有限公司 陕西 西安 710048

摘 要：本文通过CRH380A的一次真实故障，对无人警惕脚踏开关进行了认真细致的分析，从而使故障消除，提高了动车组的可靠性。

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关键词 ：故障分析；事故描述；产品描述

1 事故描述

配属南宁局CRH380A动车组担当任务时，15:05分运行到衡阳东至株洲西区间时，司机反映警惕报警失效触发紧急制动停车。检查发现00车警惕脚踏卡滞造成警惕动作，车辆输出紧急制动，当晚动车组入上海虹桥动车所，现车检查发现00车无人警惕脚踏板下弹簧上部断裂脱落，导致脚踏无法复位，更换后库内试验良好。

2 产品描述

ZL290B1脚踏开关是机车、地铁司机用作警惕装置的产品之一。该脚踏开关也可用于相应工况的电力机车、工况机车，电动车组及工业自动化控制设备之中。

该脚踏开关的特点：结构紧凑、体积小、重量轻、高可靠、长寿命、少维修或免维修。触头采用德国沙尔特宝公司先进的触头模块，触头为速动自净型、密封结构。

3 故障分析

3.1 笔者拿到了本次事故断裂弹簧的一部分，随后委托广州广电计量检测股份有限公司对该弹簧进行了化学分析。同时，结合南车四方车辆股份有限公司的分析报告结果，我们认为该弹簧的材料符合图纸设计所要求的材料304H的要求（见附件《广电计量材质分析报告》）。

3.2 笔者也从设计上对该弹簧的使用寿命进行了复核。弹簧的许用安全系数S应满足S>[S]，其中[S]=1.3~1.7。

当变负荷作用次数N取107时，弹簧在脉动循环下的剪切疲劳强度τ0=τp，最小、最大工作负荷下的切应力为：

τmin=8kD/πd3·F1

τmax=8kD/πd3·F2

那么可以得到弹簧的许用安全系数S=（τ0+0.75τmin）/τmax=1.8≥[S]，满足条件。

可见，本弹簧在设计上是满足寿命要求且在使用寿命上有一定余量。

3.3 通过南车四方车辆股份有限公司发给西安沙尔特宝电气有限公司的故障脚踏开关上盖板图片和模拟实验的上盖板图片进行比较，可以发现二者均有类似的痕迹。该痕迹只有在弹簧弯曲安装后与上盖板摩擦才会形成(图2)。

3.4 通过放大观察弹簧表面，笔者发现其表面存在纵向分布的表面拉痕（如图3），该拉痕是在弹簧绕制加工的过程中，处理不当造成的。该拉痕也会在一定程度上影响弹簧的使用寿命。

3.5 综上所述，笔者认为该弹簧的材料和尺寸参数均符合设计要求，本次故障是由于在使用过程中弹簧安装不当，且弹簧加工过程中表面存在拉痕所导致。

4 后续跟踪

4.1 要求弹簧供应商改进弹簧加工工艺，避免弹簧绕制中对弹簧形成拉痕。同时该公司在弹簧入厂检查时，将增加弹簧表面检测的检查项点。

4.2 对脚踏开关弹簧正常安装和弯曲安装进行对比寿命试验，探究弹簧在不同安装方式况下的使用寿命与上盖板摩擦的痕迹。

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参考文献：

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[2]申屠慧平，叶林.HXD_3电力机车无人警惕装置的技术改进[J].上海铁道科技，2012（02）：45-46.

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