一种防止干熄焦电机车断裂事故的方法与流程

本发明涉及一种方法，具体涉及一种防止干熄焦电机车断裂事故的方法，属于电气设备控制技术领域。

背景技术：

干熄焦电机车拖动焦罐运载车循环在焦炉和干熄焦区间工作，干熄焦电机车动力车头和各运载车的连接结构如图1所示。动力车头和各运载车上带有连接轴2，连接板1上带有连接孔3，通过将连接板套接在各车的连接轴2上，从而实现车厢与车厢间的连接。由于电机车运行速度快、速度变化剧烈而且负载重，导致连接轴2与连接孔3的磨损较为严重，会出现图2所示的情况，即随着连接轴2与连接孔3间隙磨损变大后，车厢与车厢间的距离会产生动态的变化，不但会导致运载车定位不准，而且随着磨损加剧会使连接板1断裂，导致运载车与动力车头脱落而发生安全生产事故。

为避免电机车遇到的断裂事故，需要设备维护人员密切检查连接轴与连接孔的间隙，目前只能依靠人工定时检查连接轴与连接孔间隙磨损情况，及时更换磨损严重的连接板，面临的问题主要有：1.必须依靠人工连续不断的测量才能发现问题；2.测量和观察的位置在车辆的中间，观察不方便，而且存在安全隐患；3.车体长度的变化将导致电机车在焦炉和干熄焦精确定位失败，但操作人员不能立即分析出原因；4.连接板出现断裂后没有可靠的安全连锁保护措施，导致发生后继事故。

分析电机车上连接轴与连接孔间隙磨损情况，发现其使用初期磨损较少，原因为连接轴与新更换后的连接板尺寸啮合较好，在车辆加减速过程中相互碰撞较轻，而后期由于磨损越来越严重，连接轴与连接孔间的间隙逐渐加大，在车辆加减速过程中连接轴与连接孔的碰撞也越来越剧烈，进一步加剧磨损，最终导致连接板断开而发生车体断裂事故。而且由于连接轴与连接孔间隙的变大，车体长度也会出现图3所示的变化：在正常情况下，动力车头到运载车尾部的长度为l，其中车头与第一节运载车的连接板长度为l1，第一节运载车与第二节运载车的连接板长度为l2。随着连接轴2与连接孔3间隙磨损的加大，在动力车头拖动运载车行驶时，动力车头到运载车尾部的长度变为ll，其中车头与第一节运载车的连接板长度为l13，第一节运载车与第二节运载车的连接板长度为l23。在动力车头推动运载车行驶时，动力车头到运载车尾部的长度变为ls(ll>ls)，其中车头与第一节运载车的连接板长度为l12(ll3>l12)，第一节运载车与第二节运载车的连接板长度为l22(l13>l22)。磨损导致的车体长度变化若得不到及时解决，将导致运载车在焦炉碳化室和干熄焦井架下定位精度的降低以及引发后继的车体断裂事故。因此，迫切的需要一种新的技术方案解决上述技术问题。

技术实现要素：

本发明正是针对现有技术中存在的问题，提供一种防止干熄焦电机车断裂事故的方法，该技术方案消除干熄焦电机车在高速运行过程中遇到的车体断裂事故，及时将车体异常信息通过多种渠道呈现给检修和操作人员，并进行安全连锁保护，确保电机车的安全可靠工作。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种防止干熄焦电机车断裂事故的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：制作车体断裂检测装置；

步骤2：车体断裂检测装置安装于车体上，通过电缆将车体断裂指示器上的插座和插头进行串连接入到动力车头的电气控制中，电流分别经过车头、1#运载车和2#运载车的车体断路指示器，并返回到车头的控制继电器线圈上，从而将电气信号送入车载控制系统中。

作为本发明的一种改进，所述车体断裂检测装置包括插头和插座两部分，其中插头为红色或黄色等醒目色，包含插头顶部和电线；插座包含转轴、导电插孔和收纳盒，插座为红色或黄色等醒目色，通过转轴收放于收纳盒中，转轴转动过程中与收纳盒间存在阻力，在插座端头需要施加5n以上的切向力f1才能使其沿转轴转动伸出收纳盒。其中插头顶部可插入到导电插孔中，收于收纳盒内，导电插孔中有导电弹片，用于夹紧插入的插头顶部。分开它们的力f2需要大于10n。

作为本发明的一种改进，所述步骤2中，各车在连接板附近安装插座7，同时要便于人员观察，插座的收纳盒固定安装于车身，插头插入到插座的导电插孔9中，插头的导线与另一端车厢上车体断裂检测装置的插头相连，其长度与连接板的长度一致，刚好让插头完全收纳于两边车厢的收纳盒中，随着连接板的逐渐磨损，动力车头和运载车的间距逐渐由l1变化到l13，连接两只插座的导线开始绷紧受力，原本收于收纳盒中的插座受拉力f的作用开始克服转轴与收纳盒间的阻力绕着转轴伸出收纳盒，由于插座有明显的红色或黄色警示颜色，便于提醒操作或检修人员车体的长度发生了变化，但此时由于电气回路仍然连接，不会产生安全连锁保护；若磨损继续加剧甚至发生连接板断裂，这时插头将受到足够大的拉力开始和插座进行分离，随着车体长度的变长，相邻车体断裂检测装置间距离也会变长，而由于连接导线为固定长度，受力后会与插座断开，从而使电气控制回路断开，车载电气控制系统将接收到这一信号用于车体断裂判断，车体断裂检测装置针对于电机车的机械连接特性而开发，具有机械指示和电气控制两种检测保护功能，通过机械牵引和色彩对比可明显指示出车体连接长度发生的轻微异常变化，减少了维护和操作人员的检查强度；而车体任一连接节点发生的较大的长度异常变化可以通过电气回路的断开而被快速检测出来并被车载控制系统接收，避免了后继事故的出现。

作为本发明的一种改进，所述步骤2中，为避免具有机械特性的车体断裂检测装置发生误报，在车头同时安装一套电气测距设备(激光、雷达或红外测距等)，运载车末端安装反射板，使电气测距设备可以实时监控车身的长度，并将长度信号送入车载控制系统中。当车载控制系统检测到车身的长度超过设定的极限值，又检测到断裂指示器电气信号中断时，可以判断车体长度出现了异常，由车载控制系统自动采取保护手段避免车体断裂事故的发生。

作为本发明的一种改进，所述步骤2中，车体断裂指示器安装于各车的车体上，通过绷紧的电缆回路将车体断裂指示器上的插座和插头进行串连后接入到动力车头的控制继电器k中，继电器k的辅助触点k1进入车载控制系统形成电气控制回路，动力车头对该电气回路施加电压，电流从电气回路的l端流入，分别进入车头、1#运载车和2#运载车的车体断路指示器，并返回到车头的控制继电器k线圈上，继电器k线圈得电触发使辅助触点k1吸合，从而将电气信号送入车载控制系统中。此时电气测距设备测得的车头到2#运载车末端的距离为l，也将信号送入到车载控制系统中，车体断裂指示器和电气测距设备的安装示意图如图7所示，其电气回路均接入到了车载控制系统中。

随着电机车车体连接板磨损的加剧，电机车和运载车以及运载车的长度会发生变化，在变化初期，连接两只插座的导线开始绷紧受力，原本收于收纳盒中的插座受拉力f的作用开始绕着转轴伸出收纳盒，由于插座有明显的红色或黄色警示颜色，可以提醒操作或检修人员车体的长度发生了变化，但此时由于电气回路仍然连接，不会产生自动连锁保护，而电气测距设备也会反馈出车体长度变长，产生相应的报警信号给司机和检修人员，此时机械式和电气式两种监测方式共存产生可靠的报警提示。若磨损继续加剧甚至连接板发生断裂，这时插头将受到足够大的拉力开始和插座进行分离，原本导通的电气控制回路将会断开，如图8所示，由于电流不能返回到车头的控制继电器k线圈上，继电器k线圈失电使辅助触点k1断开，送入车载控制系统的信号消失中。而且此时电气测距设备测得的车头到2#运载车末端的距离为ll，也将信号送入到车载控制系统中，两种信号综合即可判断车体发生了断裂事故，可以立即进行连锁保护。

相对于现有技术，本发明具有如下优点：该技术方案通过车体断裂指示器具有的机械和电气两种技术特性保证对车体长度检测的可靠性，在车体长度轻微发生变化时，车体断裂检测装置的机械装置发生变化，提醒检修人员，但不会导致车辆的保护停车；在车体长度发生较大的变化时，车体断裂检测装置的电气回路断裂，通过和电气测距设备进行可靠配合，发出连锁保护信号。车体断裂指示器和电气测距设备的相互配合，在车体异常幅度判断中留有一定裕量，既保证车体在正常范围内的伸缩又能及时检测出车体长度超常规的变化，并能立即对运行的车辆作出报警和保护。

附图说明

图1电机车车体连接示意图(侧视图、俯视图)；

图2连接轴与连接空间隙示意图；

图3车体长度变化示意图；

图4车体断裂指示器结构图(主视图和侧视图)；

图5车体断裂指示器工作原理图(主视图和侧视图)；

图6车体断裂指示器安装图；

图7设备安装示意图；

图8车体断裂事故示意图；

图9车体断裂判断流程图；

其中1-连接板；2-连接轴；3-连接孔；4-插头；5-导电插头顶部，6-电线；7-插座；8-转轴；9-导电插孔；10-收纳盒。

具体实施方式：

为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。

实施例1：参见图1-图9，一种防止干熄焦电机车断裂事故的方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：制作车体断裂检测装置；

步骤2：车体断裂检测装置安装于车体上，通过电缆将车体断裂指示器上的插座和插头进行串连接入到动力车头的电气控制中，电流分别经过车头、1#运载车和2#运载车的车体断路指示器，并返回到车头的控制继电器线圈上，从而将电气信号送入车载控制系统中。

所述车体断裂检测装置包括插头4和插座7两部分，其中插头4为红色或黄色等醒目色，包含插头顶部5和电线6；插座包含转轴8、导电插孔9和收纳盒10，插座为红色或黄色等醒目色，通过转轴8收放于收纳盒10中，转轴转动过程中与收纳盒间存在阻力，在插座端头需要施加5n以上的切向力f1才能使其沿转轴转动伸出收纳盒。其中插头顶部5可插入到导电插孔9中，收于收纳盒内，导电插孔9中有导电弹片，用于夹紧插入的插头顶部5。分开它们的力f2需要大于10n。

所述步骤2中，各车在连接板附近安装插座7，同时要便于人员观察，插座的收纳盒固定安装于车身，插头插入到插座的导电插孔9中，插头的导线与另一端车厢上车体断裂检测装置的插头相连，其长度与连接板的长度一致，刚好让插头完全收纳于两边车厢的收纳盒中，如图5a所示。随着连接板的逐渐磨损，动力车头和运载车的间距逐渐由l1变化到l13，连接两只插座的导线开始绷紧受力，原本收于收纳盒中的插座受拉力f的作用开始克服转轴与收纳盒间的阻力绕着转轴伸出收纳盒，如图5b所示，由于插座有明显的红色或黄色警示颜色，便于提醒操作或检修人员车体的长度发生了变化，但此时由于电气回路仍然连接，不会产生安全连锁保护；若磨损继续加剧甚至发生连接板断裂，这时插头将受到足够大的拉力开始和插座进行分离，如图5c所示。随着车体长度的变长，相邻车体断裂检测装置间距离也会变长，而由于连接导线为固定长度，受力后会与插座断开，如图6所示，从而使电气控制回路断开，车载电气控制系统将接收到这一信号用于车体断裂判断，车体断裂检测装置针对于电机车的机械连接特性而开发，具有机械指示和电气控制两种检测保护功能，通过机械牵引和色彩对比可明显指示出车体连接长度发生的轻微异常变化，减少了维护和操作人员的检查强度；而车体任一连接节点发生的较大的长度异常变化可以通过电气回路的断开而被快速检测出来并被车载控制系统接收，避免了后继事故的出现。

所述步骤2中，为避免具有机械特性的车体断裂检测装置发生误报，在车头同时安装一套电气测距设备(激光、雷达或红外测距等)，运载车末端安装反射板，使电气测距设备可以实时监控车身的长度，并将长度信号送入车载控制系统中。当车载控制系统检测到车身的长度超过设定的极限值，又检测到断裂指示器电气信号中断时，可以可靠判断车体长度出现了异常，由车载控制系统自动采取保护手段避免车体断裂事故的发生。

所述步骤2中，车体断裂指示器安装于各车的车体上，通过绷紧的电缆回路将车体断裂指示器上的插座和插头进行串连后接入到动力车头的控制继电器k中，继电器k的辅助触点k1进入车载控制系统形成电气控制回路，动力车头对该电气回路施加电压，电流从电气回路的l端流入，分别进入车头、1#运载车和2#运载车的车体断路指示器，并返回到车头的控制继电器k线圈上，继电器k线圈得电触发使辅助触点k1吸合，从而将电气信号送入车载控制系统中。此时电气测距设备测得的车头到2#运载车末端的距离为l，也将信号送入到车载控制系统中，车体断裂指示器和电气测距设备的安装示意图如图7所示，其电气回路均接入到了车载控制系统中。

随着电机车车体连接板磨损的加剧，电机车和运载车以及运载车的长度会发生变化，在变化初期，连接两只插座的导线开始绷紧受力，原本收于收纳盒中的插座受拉力f的作用开始绕着转轴伸出收纳盒，由于插座有明显的红色或黄色警示颜色，可以提醒操作或检修人员车体的长度发生了变化，但此时由于电气回路仍然连接，不会产生自动连锁保护，而电气测距设备也会反馈出车体长度变长，产生相应的报警信号给司机和检修人员，此时机械式和电气式两种监测方式共存产生可靠的报警提示。若磨损继续加剧甚至连接板发生断裂，这时插头将受到足够大的拉力开始和插座进行分离，原本导通的电气控制回路将会断开，如图8所示，由于电流不能返回到车头的控制继电器k线圈上，继电器k线圈失电使辅助触点k1断开，送入车载控制系统的信号消失中。此时电气测距设备测得的车头到2#运载车末端的距离为ll，也将信号送入到车载控制系统中，通过图9所示的流程图进行综合逻辑分析判断，认为车体发生了断裂事故，可以立即进行连锁保护。

应用实施例：

参照图4，制作车体断裂指示器，插座的颜色喷涂为红色，收纳盒颜色喷涂为绿色，插座和插头连接后收于收纳盒中。其中插座的长度为2cm，插头顶部的长度为1cm，插头顶部可完全插入到插座中，插座中有导电弹片，用于夹紧插入其中的插头顶部，插座通过转轴在拉力的作用下才会进行转动，转动过程中转轴与收纳盒间存在阻力，在插座端头需要施加5n以上的切向力f1才能使其沿转轴转动伸出收纳盒，分开它们的力f2需要大于10n。本实施例中1#运载车和2#运载车车长15米，动力车头和1#运载车、1#运载车和2#运载车间的原始距离l1＝l2＝2米，则车头到运载车末端的距离(车身长度)l＝2+15+2+15＝34米，在车载控制系统中设置车身长度异常报警极限值为34.05米，断裂极限值为34.10米。

参照图7，分别在动力车头、1#运载车和1#运载车上安装8只车体断裂指示器。车体断裂指示器插头接入到各自的插座中，连接不同车厢上车体断裂指示器的电缆长度为2米，规格为1mm，能使插座完全收于收纳盒中。通过电缆将车体断裂指示器上的插座和插头进行串连接入到动力车头的控制继电器k中，继电器k的辅助触点k1进入车载控制系统形成电气控制回路，施加在回路中的电压l和m产生的电流流经车头、1#运载车和2#运载车的车体断路指示器，并返回到车头的控制继电器k线圈上，继电器k线圈得电触发使辅助触点k1吸合，从而将电气信号送入车载控制系统中。在车头安装一电气测距设备，本实施例中采用激光测距的方式将测距信号接入车载控制系统中，运载车末端安装激光反射板，则激光测距装置可以实时监测车头到2#运载车末端的距离l，并将信号送入到车载控制系统中。

随着电机车车体连接板磨损的加剧，电机车和运载车以及运载车的长度会发生变化，在变化初期，连接两只车体断裂指示器上插座的导线开始绷紧受力，原本收于收纳盒中的插座受拉力f1的作用开始绕着转轴伸出收纳盒，由于插座有明显的红色警示颜色，可以提醒操作或检修人员车体的长度发生了微小的变化，但此时只发生机械报警，电气回路仍然连接，不会产生自动连锁保护，而激光测距仪反馈出车体长度变长超过了设置的报警极限值30.05米，产生相应的报警信号给司机和检修人员。若磨损继续加剧甚至连接板发生断裂，这时所相应连接的插头将受到足够大的拉力f2开始和插座进行分离，原本导通的电气控制回路将会断开，如图8所示，由于电流不能返回到车头的控制继电器k线圈上，继电器k线圈失电使辅助触点k1断开，送入车载控制系统的信号消失中。此时激光测距仪测得车头到2#运载车末端的距离大于30.10米，也将信号送入到车载控制系统中。车载控制系统通过图9所示的综合逻辑分析，判定车体长度发生了较大的变化，存在断裂的风险，可以立即对运行中的电机车进行停车连锁保护，避免发生车体断裂事故。

需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。

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