探索武广高铁棘轮补偿偏磨
原因和调整方法
小组名称：武广客专QC 活动小组
发 布 人：缑浩亮 发布时间：2011年7月
武汉供电段武广客专供电车间
目录
一、工程概况 ..................................... 1 二、小组概况 ..................................... 3 三、选题理由 ..................................... 4 四、现状调查 ..................................... 4 五、课题目标 ..................................... 6 六、原因分析 ..................................... 6 七、制定对策 ..................................... 8 八、对策实施 ..................................... 8 九、效果 ........................................ 12 十、巩固措施 .................................... 13 十一、下一步打算 ................................ 13
一、工程概况
1．武广客运专线简介
武广客运专线湖北段：北起武汉（K1224+038），南止于湘鄂交界（K1376+339），全长152.301正线公里，共有桥梁73座，隧道4 座，设武汉、乌龙泉东、咸宁北、赤壁北4 座车站。接触网采用AT 供电方式。武广客运专线正线采用适用于350km/h的简单链型悬挂或弹性链型悬挂方式，承力索张力为21KN ，接触线张力为31kN 。
2．武广客运专线正线、站线及桥上线路采用棘轮补偿装臵
棘轮补偿组成：棘轮轮体、楔子、棘轮轴、平衡轮、补
偿绳、棘轮连接架、棘轮支架、坠砣等组成。
3. 棘轮补偿的作用
补偿装臵又称补偿器，它设在锚段关节的两端，能自动补偿接触线或承力索的张力，它是自动调整接触线或承力索张力的补偿器及其制动装臵的总称。其作用是温度变化时，线索受温度影响而伸长或缩短，由于补偿器坠砣的重量作用，可使线索沿线路方向移动而自动调整线索张力，使张力恒定不变，并借以保持线索的弛度满足技术要求。
4. 棘轮补偿的性能
（1）接触线额定张力为31KN ，承力索额定张力为21KN ， 传动比为1：3。
（2）补偿棘轮的耐拉伸荷重>=44KN。 （3）补偿棘轮的破坏荷重>=82.5KN。 （4）补偿棘轮传动效率>=97%。 5. 棘轮补偿的优点 （1）免维护； （2）传动效率高； （3）耐疲劳性好；
（4）制动性能好，能有效缩短断线抢修时间。 6. 偏磨造成的影响
张力过大带来的影响有：一、造成线索弹性降低，接触网所受冲击力增大，影响其使用寿命；二、张力大于设计值
提高了线索抽脱风险，降低了接触网可靠性。三、造成腕臂定位器偏移量超标而改变设备参数，特别在线岔、锚段关节处可能会引发弓网故障。
张力过小带来的影响有：增加线索驰度，易使接触线形成硬点，造成刮弓或刮网，增加导线的磨耗。
偏磨同时会降低棘轮使用寿命，严重时甚至会使补偿绳脱槽或者磨断补偿绳，引发接触网故障等严重后果。 二、小组概况
三、选题理由
2011年棘轮补偿偏磨率调查
四、现状调查
1. 调查统计
武广湖北段接触网共计有588组棘轮补偿（隧道除外），作业中我们检修了267组（隧道除外），其中武汉至乌龙泉东区间66组，偏磨7组；乌龙泉东至咸宁北区间52组，偏磨9组；咸宁北至赤壁北区间92组，偏磨5组；赤壁北至岳阳东区间57组，偏磨24组。
2. 偏磨类型 （1）大棘轮偏磨
（2）小棘轮偏磨
3．偏磨类型百分比
五、课题目标
棘轮补偿偏磨率由14%降低到零。
六、原因分析
1. 环境方面
（1）高速铁路全线设臵防护栅栏，日常检修依靠夜间天
窗点，检修环境差。
（2）线索张力大引起的补偿绳受力不均衡易导致偏磨。 2. 人员素质方面
（1）检修人员技术标准不高，检查不细致或漏检漏修。 （2）测量仪器检修误差，工具使用不当。 3. 施工质量方面
（1）线索落锚时扭面，引起平衡轮倾斜。 （2）棘轮本体未垂直安装。 （3）补偿绳交叉缠绕。 4. 材料方面
（1）补偿绳刚性强度大。 （2）棘轮本体刚性强度差。
七、制定对策
八、对策实施
针对上述找到的问题症结所在，武广客专QC 小组进行认真仔细的分析，制定出相应对策，并在实践中不断验证修订，制定了具体的调整实施措施。
分析原因后，我们制定了缺陷处理及改进方法的对策，并严格按PDCA 循环展开活动
1. 原因分析，采取措施
2. 制订方案，督促实施
3. 修订方案，督促实施
4.
总结成果，巩固深化
根据上述PDCA 循环论证，确定并实施棘轮补偿偏磨整治方案：
1．工器具
激光测量仪、力矩扳手、钢卷尺、水平尺、手扳葫芦、紧线器、钢丝套子、温度计、手锤、棉纶绳、单滑轮、大扳
手、改锥、角度仪、张力测试仪、工具包等。
2．材料
肩架螺栓、螺帽、双环杆、黄油、开口销、楔子、Ø1.6绑线、补偿绳、钢线卡子等。
3．技术资料
补偿装臵安装图纸、安装曲线表。
4．调整方法
（1）卸载法。
（2）竖轴法。
（3）拨线法。
5. 具体步骤
（1）针对2010年采取单独方法调整效果不佳以及反复分析此次采取三种调整方法相结合的整治方式对偏磨棘轮进行调整。
（2）在支柱或棘轮框架上安装钢丝套子，在导线或承力索平衡轮前端安装紧线器并用相应张力的手板葫芦将其连接。
（3）在坠砣杆上安装紧线器，框架上安装钢丝套子，用相应的手板葫芦将其连接。
（4）收紧平衡轮处的手板葫芦，使其稍微受力，收紧坠砣杆处的手板葫芦，使整个棘轮完全卸载。
（5）松开棘轮竖轴下方与底座连接的螺栓，用手锤敲击
竖轴与底座连接的部位，在敲击过程中观察轮体的位臵，使其处于垂直位臵，同时将补偿绳拨移至棘轮内沿的中间位臵。
（6）用角度仪测量棘轮的偏转角度，保证其在2°范围内。
（7）如果小轮偏磨，此时用改锥拨移在小轮沿内缠绕的补偿绳位臵，使其处于沿内的中间位臵，用卷尺测量小轮两侧补偿绳的距离，使其保证在80-145mm 范围内。
（8）如果此时平衡轮偏斜可以将其调整至水平，如果不能调至水平使其保证在20°范围内。
（9）将固定竖轴的螺栓按标准紧固后复测和检查棘轮补偿各部件状态，如果全部状态良好即可拆除紧线器、手板葫芦等辅助工具。
测量平衡轮倾斜角度
测量棘轮是否垂直安装
补偿绳交叉缠绕
九、效果
经过小组全体人员的共同努力，偏磨棘轮补偿得到了有效整治，棘轮补偿各项参数符合棘轮补偿设计标准，调整过程中接触线的导高及接触网各项参数未发生变化，达到了整
治效果。由于棘轮补偿处在一个动态的环境中，我们将对调
整偏磨后的棘轮补偿设臵领示点，对其进行不间断的监控测量，分析和处理，确保调整后的偏磨棘轮不再出现偏磨现象。
十、巩固措施
1．在新线开通前介入人员应对施工单位棘轮的安装
工艺进行监督检查，从源头杜绝棘轮偏磨。
2．设备运营部门应对棘轮偏磨调整制定标准化作业
指导书。
3．对平衡轮调整后，在运行过程中发现大部分调整
效果不佳，主要原因是线索存在金属记忆。建议设计单位对平衡轮装配形式进行优化设计。
十一、下一步打算
1．通过此次攻关，我们掌握了棘轮补偿的特性及检
修操作要点，下一步计划探索高速列车运行下对棘轮偏磨的影响程度。
2．以这项针对性的QC 活动为契机，将QC 活动延伸
至其他工种，更好的引导职工发挥聪明才智，为高速铁路安全运营出谋划策。
探索武广高铁棘轮补偿偏磨
原因和调整方法
小组名称：武广客专QC 活动小组
发 布 人：缑浩亮 发布时间：2011年7月
武汉供电段武广客专供电车间
目录
一、工程概况 ..................................... 1 二、小组概况 ..................................... 3 三、选题理由 ..................................... 4 四、现状调查 ..................................... 4 五、课题目标 ..................................... 6 六、原因分析 ..................................... 6 七、制定对策 ..................................... 8 八、对策实施 ..................................... 8 九、效果 ........................................ 12 十、巩固措施 .................................... 13 十一、下一步打算 ................................ 13
一、工程概况
1．武广客运专线简介
武广客运专线湖北段：北起武汉（K1224+038），南止于湘鄂交界（K1376+339），全长152.301正线公里，共有桥梁73座，隧道4 座，设武汉、乌龙泉东、咸宁北、赤壁北4 座车站。接触网采用AT 供电方式。武广客运专线正线采用适用于350km/h的简单链型悬挂或弹性链型悬挂方式，承力索张力为21KN ，接触线张力为31kN 。
2．武广客运专线正线、站线及桥上线路采用棘轮补偿装臵
棘轮补偿组成：棘轮轮体、楔子、棘轮轴、平衡轮、补
偿绳、棘轮连接架、棘轮支架、坠砣等组成。
3. 棘轮补偿的作用
补偿装臵又称补偿器，它设在锚段关节的两端，能自动补偿接触线或承力索的张力，它是自动调整接触线或承力索张力的补偿器及其制动装臵的总称。其作用是温度变化时，线索受温度影响而伸长或缩短，由于补偿器坠砣的重量作用，可使线索沿线路方向移动而自动调整线索张力，使张力恒定不变，并借以保持线索的弛度满足技术要求。
4. 棘轮补偿的性能
（1）接触线额定张力为31KN ，承力索额定张力为21KN ， 传动比为1：3。
（2）补偿棘轮的耐拉伸荷重>=44KN。 （3）补偿棘轮的破坏荷重>=82.5KN。 （4）补偿棘轮传动效率>=97%。 5. 棘轮补偿的优点 （1）免维护； （2）传动效率高； （3）耐疲劳性好；
（4）制动性能好，能有效缩短断线抢修时间。 6. 偏磨造成的影响
张力过大带来的影响有：一、造成线索弹性降低，接触网所受冲击力增大，影响其使用寿命；二、张力大于设计值
提高了线索抽脱风险，降低了接触网可靠性。三、造成腕臂定位器偏移量超标而改变设备参数，特别在线岔、锚段关节处可能会引发弓网故障。
张力过小带来的影响有：增加线索驰度，易使接触线形成硬点，造成刮弓或刮网，增加导线的磨耗。
偏磨同时会降低棘轮使用寿命，严重时甚至会使补偿绳脱槽或者磨断补偿绳，引发接触网故障等严重后果。 二、小组概况
三、选题理由
2011年棘轮补偿偏磨率调查
四、现状调查
1. 调查统计
武广湖北段接触网共计有588组棘轮补偿（隧道除外），作业中我们检修了267组（隧道除外），其中武汉至乌龙泉东区间66组，偏磨7组；乌龙泉东至咸宁北区间52组，偏磨9组；咸宁北至赤壁北区间92组，偏磨5组；赤壁北至岳阳东区间57组，偏磨24组。
2. 偏磨类型 （1）大棘轮偏磨
（2）小棘轮偏磨
3．偏磨类型百分比
五、课题目标
棘轮补偿偏磨率由14%降低到零。
六、原因分析
1. 环境方面
（1）高速铁路全线设臵防护栅栏，日常检修依靠夜间天
窗点，检修环境差。
（2）线索张力大引起的补偿绳受力不均衡易导致偏磨。 2. 人员素质方面
（1）检修人员技术标准不高，检查不细致或漏检漏修。 （2）测量仪器检修误差，工具使用不当。 3. 施工质量方面
（1）线索落锚时扭面，引起平衡轮倾斜。 （2）棘轮本体未垂直安装。 （3）补偿绳交叉缠绕。 4. 材料方面
（1）补偿绳刚性强度大。 （2）棘轮本体刚性强度差。
七、制定对策
八、对策实施
针对上述找到的问题症结所在，武广客专QC 小组进行认真仔细的分析，制定出相应对策，并在实践中不断验证修订，制定了具体的调整实施措施。
分析原因后，我们制定了缺陷处理及改进方法的对策，并严格按PDCA 循环展开活动
1. 原因分析，采取措施
2. 制订方案，督促实施
3. 修订方案，督促实施
4.
总结成果，巩固深化
根据上述PDCA 循环论证，确定并实施棘轮补偿偏磨整治方案：
1．工器具
激光测量仪、力矩扳手、钢卷尺、水平尺、手扳葫芦、紧线器、钢丝套子、温度计、手锤、棉纶绳、单滑轮、大扳
手、改锥、角度仪、张力测试仪、工具包等。
2．材料
肩架螺栓、螺帽、双环杆、黄油、开口销、楔子、Ø1.6绑线、补偿绳、钢线卡子等。
3．技术资料
补偿装臵安装图纸、安装曲线表。
4．调整方法
（1）卸载法。
（2）竖轴法。
（3）拨线法。
5. 具体步骤
（1）针对2010年采取单独方法调整效果不佳以及反复分析此次采取三种调整方法相结合的整治方式对偏磨棘轮进行调整。
（2）在支柱或棘轮框架上安装钢丝套子，在导线或承力索平衡轮前端安装紧线器并用相应张力的手板葫芦将其连接。
（3）在坠砣杆上安装紧线器，框架上安装钢丝套子，用相应的手板葫芦将其连接。
（4）收紧平衡轮处的手板葫芦，使其稍微受力，收紧坠砣杆处的手板葫芦，使整个棘轮完全卸载。
（5）松开棘轮竖轴下方与底座连接的螺栓，用手锤敲击
竖轴与底座连接的部位，在敲击过程中观察轮体的位臵，使其处于垂直位臵，同时将补偿绳拨移至棘轮内沿的中间位臵。
（6）用角度仪测量棘轮的偏转角度，保证其在2°范围内。
（7）如果小轮偏磨，此时用改锥拨移在小轮沿内缠绕的补偿绳位臵，使其处于沿内的中间位臵，用卷尺测量小轮两侧补偿绳的距离，使其保证在80-145mm 范围内。
（8）如果此时平衡轮偏斜可以将其调整至水平，如果不能调至水平使其保证在20°范围内。
（9）将固定竖轴的螺栓按标准紧固后复测和检查棘轮补偿各部件状态，如果全部状态良好即可拆除紧线器、手板葫芦等辅助工具。
测量平衡轮倾斜角度
测量棘轮是否垂直安装
补偿绳交叉缠绕
九、效果
经过小组全体人员的共同努力，偏磨棘轮补偿得到了有效整治，棘轮补偿各项参数符合棘轮补偿设计标准，调整过程中接触线的导高及接触网各项参数未发生变化，达到了整
治效果。由于棘轮补偿处在一个动态的环境中，我们将对调
整偏磨后的棘轮补偿设臵领示点，对其进行不间断的监控测量，分析和处理，确保调整后的偏磨棘轮不再出现偏磨现象。
十、巩固措施
1．在新线开通前介入人员应对施工单位棘轮的安装
工艺进行监督检查，从源头杜绝棘轮偏磨。
2．设备运营部门应对棘轮偏磨调整制定标准化作业
指导书。
3．对平衡轮调整后，在运行过程中发现大部分调整
效果不佳，主要原因是线索存在金属记忆。建议设计单位对平衡轮装配形式进行优化设计。
十一、下一步打算
1．通过此次攻关，我们掌握了棘轮补偿的特性及检
修操作要点，下一步计划探索高速列车运行下对棘轮偏磨的影响程度。
2．以这项针对性的QC 活动为契机，将QC 活动延伸
至其他工种，更好的引导职工发挥聪明才智，为高速铁路安全运营出谋划策。