HXD1C型电力机车撒砂器介绍及常见故障的分析

故障的分析

摘 要：撒砂器是机车重要组成部分，本文通过对HXD1C型电力机车撒砂系统的工作原理的介绍，结合机车实际运用情况，对机车撒砂系统因砂箱不下砂、撒砂量不足等问题，导致机车黏着系数降低的原因进行了分析，并提出解决方案。

关键词：HXD1C；撒砂系统；撒砂量 1.

HXD1C型电力机车撒砂器工作原理

HXD1C型电力机车多功能撒砂器（简称撒砂器）为通过TQS1装置，用于实现机车在轨道车辆车轮与轨道之间的撒砂，从而增加两者间附着力，改善轨道车辆的启动与制动性能。撒砂器中设置有加热器，用于解决砂箱内有潮气、砂子易冻结和结块等问题，对砂子加热并达到干燥的目的。通过对撒砂口供气管路上设置的节流阀的调节，当气源压力设定在指定气压时，可对排砂量在0.5-1.5L/min的范围内进行调节。其结构如下图1所示：

1底板螺钉

盖

9导砂

2通孔双头螺

管

10导砂

栓

3滤气网

板

11主基

4小过气嘴

盖

12旁通

5加热板引出线

13卡箍

6加热板

板

14透气

7底板

15旁通导管（二）

8旁通导管（一）

16大过气嘴

图1 撒砂器的结构

图2是撒砂系统撒砂示意图。撒砂器通过P1和P2两个供风口箱撒砂器内供风，风经过加热板6加热（见图）后，透过透气板14（见图），吹动砂箱c里的砂子e。出砂（见图）通过出砂管T与外界相通，这样，因为气压差，绝大部分风量通过导风盖9（见图），经出砂管T排出。只要供风的压力在给定的范围内，气流将吹起导风盖内的砂子一起排出出砂管，导砂盖9外层砂子不断补充，从而达到撒砂的目的。图1中，导砂盖9旁较长的旁通管10也与出砂管T相通，其作用是：排出因撒砂器加热层烘烤砂子过程中积聚在砂箱上部的水气，使砂箱c内的砂子e干燥不板结。

c砂箱

7旁通盖

d砂箱盖

8旁通管

e砂子

9导砂盖

P1干燥供风口

10导砂管

P2撒砂供风口

11（撒砂器）主基板

6加热板

T出砂管

14透气板

图2 撒砂器撒砂示意图

二、撒砂系统存在的问题及原因分析

HXD1C型电力机车大多存在多个砂箱不下砂、撒砂量不足的问题，给现场整备作业带来了巨大困难。机车在运行过程中若砂箱不下砂或撒砂量不足，会导致机车黏着系数下降，从而使机车发挥的牵引力不足，因此，容易造成机车空转或破停，严重影响机车的正常运用。

1.

存在的问题

1.机车用砂中含有的粉尘、杂质较多

在实际的机车运用操作中，砂箱内的砂子存在大量粉尘，部分砂子中存在小树枝、烟头、编制袋等杂物，不符合机车的用砂标准。

2.撒砂阀导砂盖堵塞

压差式撒砂器属于完全气动撒砂装置，其导砂盖是出砂的关键部分，机车在运行过程中，撒砂器经常出现撒砂量少或者不撒砂的现象，在拆卸撒砂器处理这些问题时，经常发现导砂盖杂质所堵塞，或者导砂盖破损。

3.砂箱内气密性不足

砂箱盖的密封不良现象是普遍存在的，气密封性不良会使箱内压力不能建立，从而影响砂箱谁空气流动的导向，导致机车撒砂器撒砂量不足。另外，在砂体颗粒较大的情况下，砂箱气密性问题对撒砂的影响会更大。

4.撒砂管的风压不符合要求

根据HXD1C型机车撒砂器的技术参数，撒砂器正常工作风压为500-700kPa，而机车运用现场实际测量的砂箱进气口的风压一般在310-400kPa之间，两者相差较大，从而造成出厂试验的撒砂量与实际的撒砂量存在差异。

5.撒砂器主体和挡板磨穿

HXD1C型机车在实际的运用过程中，撒砂器出现个别撒砂器主体和挡板磨穿的现象。

1. 原因分析

1.砂子的质量直接影响着撒砂效果

HXD1C型电力机车撒砂结构规定，要求机车撒砂器所用砂子应该颗粒大小均匀、粉尘量小，不易板结。一般情况下，要求砂子颗粒尺寸在0.63mm以下、2.0mm以上的不应超过5%。当砂子颗粒过大时，进入砂室内的砂子数量会减少；当砂子颗粒过小时，粉尘多将易堵塞透气板，砂箱内建立不起足够风压，从而使得撒砂量大幅度减少。

1.

砂粒中杂质堵塞导砂盖

砂箱内的砂子存在大量粉尘，部分砂子中存在小树枝、烟头、编制袋等杂物，不符合机车的用砂标准，砂粒中出现的这些杂质将堵塞导砂盖，造成导砂盖损坏或堵塞，从而导致机车撒砂量少或者不撒砂。

1.

砂箱内气密性不足，导致撒砂器下砂不良

部分机车砂箱存在气密性不足的问题，导致机车砂箱漏气的原因主要有3点，一是砂箱盖的变形，二是砂箱盖内部橡胶垫的老化变形，三是砂箱盖没有旋紧。这三种原因均导致砂箱下砂不良。

1.

撒砂管的风压不符合要求，影响撒砂器正常撒砂

HXD1C型电力机车自2009年上线运用，其运用时间较长，机车空气管路进入的杂质、风管路出现轻微泄露或撒砂盖密封不良，从而使得砂箱进气口的风压降低，达不到吹砂的风量要求。

1.

撒吹砂风管与常风管错装

（1）由于撒砂器常风孔进风端风压过大，砂粒受风压的作用下直接冲击在挡砂板表面。随着长时间的磨损，造成撒砂器挡板磨穿和撒砂器主体磨损，故障件如图三所示。

1.

由于常风管进风处常风嘴丢失，造成撒砂器常风管进风时风量过大，并导致常风管处风压直接进入撒砂器。在风压的作用下，砂粒吹向撒砂器挡板；随着长时间的磨损，撒砂器挡板和主体受到损坏。图四为撒砂器常风管进风处风嘴丢失图。

图三 故障撒砂器主体内部磨损 图四 撒砂器常风嘴漏装

三、解决措施

（一）落实作业范围，严控作业过程 1.落实撒砂系统作业范围

按照机车检查要求对撒砂系统进行检查，尤其是对机车砂箱盖、密封垫及撒砂系统各风管进行检查，从而确保砂箱盖密封性能良好、各风管无泄漏现象。同时要保证各部件满足技术要求，如砂管与钢轨面距离要求在25-30mm之间，以此增加撒砂与钢轨面和轮缘踏面的接触面积，从而达到增加机车粘着系数的效果。

2.严控作业过程

严格卡控机车筛沙、加砂环节，规范作业人员的作业过程，要求砂子干燥，避免编织袋、小石子、雨水等杂物进入砂箱，保障所使用砂子质量良好；同时要严格控制加砂量，按照要求保持在砂箱容量的1/2-3/5之间，且加砂后要保证旁通导管应直立于砂箱内部、排气口应在砂子外部，从而避免砂箱内砂子流动性差或出现板结现象。

1.

做好机车出入库撒砂试验

对入库整备机车做好下砂试验，遇撒砂不良故障时，要及时对故障进行查找、处理。

1.

改进导砂管和导砂盖之间的设计尺寸

为减小导砂盖与导砂管之间砂粒在导砂盖内部的行程，将撒砂器导砂盖外径由34该为36，内径由29改为32，导砂管在导砂盖内部距离由25mm减小为15mm，这样将会增大导砂管内部空间，降低砂粒堵塞的几率。

1.

检修维护后进行试砂

撒砂器主体和档板损坏主要由于撒砂器进风管错接和撒砂器常风嘴丢失造成。为避免此类现象的再次发生，建议在进行撒砂器检修维护后进行试砂。

四、总结

本文通过对HXD1C型电力机车撒砂不良的故障的原因分析，说明了HXD1C型电力机车撒砂不良问题是多方面的，不仅仅是由于撒砂装置本身质量原因，还与风压、砂质、作业环节等密切相关，在机车运用过程中，只有保证作业环节不失控、撒砂装置本身无设计缺陷，才能确保HXD1C型机车撒砂状态良好。

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