沈陽(yáng)地鐵車(chē)輛架修工藝設計論文
摘要：闡述沈陽(yáng)地鐵車(chē)輛架修工藝流程和作業(yè)內容，以及地鐵車(chē)輛段架修工藝設備的設置、布局和用途。結合生產(chǎn)實(shí)踐中的改進(jìn)經(jīng)驗，使架修工藝流程更加優(yōu)化，有效提高地鐵車(chē)輛架修生產(chǎn)效率。
關(guān)鍵詞：地鐵；架修；工藝設計
車(chē)輛架修的目的是對車(chē)輛各系統進(jìn)行深度維修以恢復車(chē)輛的使用性能，是實(shí)現地鐵設計壽命周期內保持車(chē)輛穩定表現的重要形式之一。根據現行國家標準GB50157—2013《地鐵設計規范》，地鐵車(chē)輛在運行5年或運行里程達到50～60萬(wàn)km需進(jìn)行架修。
1號線(xiàn)車(chē)輛架修工作
于2015年3月開(kāi)始，從首列車(chē)試修工期45個(gè)工作日，通過(guò)優(yōu)化流程、改進(jìn)工藝、調整工序等多種手段，后續達到批量車(chē)架修工期27個(gè)工作日，年架修車(chē)輛10列車(chē)的生產(chǎn)能力。本文以此車(chē)輛段架修作業(yè)實(shí)施情況為基礎，總結相關(guān)工藝改進(jìn)設計，為其他車(chē)輛段提供參考。1架修工藝流程地鐵車(chē)輛架修工藝流程可分解為拆解、檢修、組裝、調試4個(gè)部分。車(chē)輛在完成接車(chē)和預檢后，首先對列車(chē)進(jìn)行拆解，完成轉向架與車(chē)體分離，并將列車(chē)解編為單節車(chē)輛；而后車(chē)體進(jìn)行各系統及部件現車(chē)檢修，將大部件拆卸或委外檢修，轉向架部件進(jìn)行檢修測試或委外檢修；最后進(jìn)行部件裝車(chē)、落車(chē)和聯(lián)掛編組，再進(jìn)行調試和交車(chē)驗收。具體工藝流程如圖1所示（圖中VVVF為變壓變頻系統，SIV為靜止逆變器）。
2架修工期階段性劃分
根據沈陽(yáng)地鐵架修工藝流程，可將架修工期按重要節點(diǎn)劃分為解編架車(chē)、系統及部件檢修、落車(chē)編組、靜動(dòng)態(tài)調試共4個(gè)階段。根據這4個(gè)階段將整個(gè)架修工期進(jìn)行劃分，并制定幾個(gè)重要的時(shí)間節點(diǎn)，保證架修生產(chǎn)計劃的正常執行，如圖2所示。地鐵車(chē)輛架修首先要進(jìn)行車(chē)體與轉向架的分離，需要借助架車(chē)機完成。地鐵車(chē)輛架修使用的架車(chē)機一般分為固定式和移動(dòng)式，沈陽(yáng)地鐵采用的是固定式架車(chē)機，可用于3節編組車(chē)輛同時(shí)架車(chē)作業(yè)。解編架車(chē)階段是指電客車(chē)通過(guò)固定式架車(chē)機，對車(chē)體和轉向架之間進(jìn)行拆解，使車(chē)體與轉向架分離，再將車(chē)體落裝于工藝轉向架，并解編為單節車(chē)輛，通過(guò)移車(chē)臺轉軌進(jìn)入架修臺位的過(guò)程，用時(shí)3個(gè)工作日。系統及部件檢修階段是指車(chē)輛在完成工藝轉向架架車(chē)后，進(jìn)行現車(chē)檢修、大部件拆卸檢修、部分部件委外檢修，以及部件檢修后安裝上車(chē)的過(guò)程。該過(guò)程為整個(gè)架修工期的重要階段，占架修工期的大部分時(shí)間，用時(shí)14個(gè)工作日。落車(chē)編組階段是車(chē)輛和轉向架分別完成檢修后，進(jìn)行車(chē)體和轉向架安裝的過(guò)程，以及車(chē)輛之間聯(lián)掛編組成列的過(guò)程，用時(shí)4個(gè)工作日。調試和交車(chē)驗收階段包括靜動(dòng)態(tài)調試、正線(xiàn)試運行，以及檢修車(chē)間完成車(chē)輛的驗收和交車(chē)，至此整個(gè)架修工期結束，該階段用時(shí)6個(gè)工作日。
3架修功能分區和設備配置
按照架修作業(yè)功能區域劃分，架修場(chǎng)地分為車(chē)輛整體拆裝區、車(chē)體檢修區、轉向架檢修區、輪軸檢修區、制動(dòng)系統檢修區、車(chē)門(mén)檢修區、受電弓檢修區、空調檢修區、電器電子檢修間、蓄電池檢修間、靜態(tài)調試庫。
3.1車(chē)輛整體拆裝區
車(chē)輛整體拆裝區域主要功能是完成車(chē)體和轉向架的分離和安裝，通過(guò)設置在區域中的固定式架車(chē)機完成。車(chē)體和轉向架的分離是將車(chē)體與轉向架之間的高度控制桿、安全鋼索、速度傳感器、風(fēng)管路、牽引電機線(xiàn)纜、接地線(xiàn)纜等連接進(jìn)行拆解，再將牽引梁與中心銷(xiāo)之間的連接復合彈簧拆卸，從而完成車(chē)體與轉向架的分離。再使用工藝轉向架架車(chē)，使轉向架和車(chē)體分別進(jìn)入獨立檢修區域。車(chē)輛整體拆裝區配置復合彈簧壓裝設備，用于拆卸牽引梁與中心銷(xiāo)之間的連接，并配置中心銷(xiāo)拆裝設備，用于拆卸中心銷(xiāo)以完成墊片調整，彌補由輪對鏇修造成的車(chē)體高度變化。
3.2車(chē)體檢修區
車(chē)體檢修區為各系統及部件進(jìn)行架修作業(yè)的綜合區域，該區域根據工藝轉向架架車(chē)高度設置固定式雙層檢修作業(yè)平臺，以及多臺移動(dòng)式升降檢修作業(yè)平臺。固定式雙層檢修作業(yè)平臺設置電源和風(fēng)源接口，作業(yè)人員通過(guò)檢修作業(yè)平臺進(jìn)入車(chē)內、車(chē)下或車(chē)頂，完成各系統及部件檢修。在此檢修區域作業(yè)的內容包括空調、受電弓等車(chē)頂大部件的拆卸和安裝；車(chē)門(mén)系統的檢修；車(chē)上電器柜的檢修；車(chē)上照明系統的拆裝和清掃；座椅及內裝、車(chē)上電熱器的檢修；半永久和半自動(dòng)車(chē)鉤的拆裝；車(chē)下箱體的拆裝和檢修等。同時(shí)，固定式雙層檢修作業(yè)平臺和移動(dòng)式升降檢修作業(yè)平臺的配合使用，更為車(chē)門(mén)的現車(chē)維修提供有利條件。
3.3轉向架檢修區
轉向架在完成與車(chē)體分離后，進(jìn)入轉向架檢修區，使用轉向架清洗機進(jìn)行整體清潔，注意將電纜及風(fēng)管路部件進(jìn)行防水防塵處理。而后將轉向架進(jìn)行分解，包括牽引電機、制動(dòng)風(fēng)管路、制動(dòng)單元、牽引梁及牽引拉桿、橫向減振器、構架與輪對、空氣彈簧和軸箱彈簧、橫向止擋等構架附件的拆卸。拆卸后的部件有部分進(jìn)行委外維修，包括構架、橫向減振器、牽引拉桿等。其余部件進(jìn)行自主維修，包括空氣彈簧、軸箱彈簧、排障器、輪緣潤滑裝置等。在轉向架檢修區設置附件試驗間，配置空氣彈簧試驗臺、軸箱彈簧試驗臺、油壓減振器試驗臺、單柱式壓裝壓力機，對空氣彈簧和軸箱彈簧等備件進(jìn)行檢修和性能測試。在轉向架各部件完成檢修后進(jìn)行組裝，通過(guò)轉向架靜載試驗臺對轉向架整體性能進(jìn)行測試，試驗合格后裝車(chē)使用。
3.4輪軸檢修區
輪軸檢修區是在輪對與構架分離后，對輪對和軸箱軸承進(jìn)行檢修的區域。輪對在進(jìn)入檢修區域后，首先完成軸箱軸承與輪對的分解，軸承采用委外維修的方式檢修，輪對進(jìn)入輪對清洗機進(jìn)行清洗，而后分別通過(guò)熒光磁粉探傷機和超聲波探傷機進(jìn)行探傷，進(jìn)入輪軸同溫組裝間待選配和組裝。軸承完成維修后返回，在同溫組裝間內與選配好的輪對進(jìn)行組裝，然后通過(guò)輪對跑和試驗臺對輪對進(jìn)行測試，測試完成后進(jìn)入轉向架檢修區域，與構架進(jìn)行組裝。
3.5制動(dòng)系統檢修區
制動(dòng)系統檢修區是進(jìn)行踏面制動(dòng)單元、空壓機和制動(dòng)系統部件檢修和試驗的`區域，配置有空壓機試驗臺、雙塔干燥器試驗臺、風(fēng)缸試驗臺、閥門(mén)綜合試驗臺、踏面制動(dòng)裝置試驗臺、氣動(dòng)部件綜合試驗臺等裝置。
3.6車(chē)門(mén)檢修區
車(chē)門(mén)檢修區是車(chē)門(mén)系統門(mén)控器、車(chē)門(mén)門(mén)板及備件拆卸下車(chē)后進(jìn)行檢修和試驗的區域，設置有車(chē)門(mén)試驗裝置、車(chē)門(mén)矯正臺、門(mén)頁(yè)及門(mén)驅動(dòng)機構拆裝升降臺。
3.7受電弓檢修區
受電弓檢修區設置有受電弓試驗臺和受電弓工作臺。受電弓試驗臺自帶風(fēng)源，可對拆卸下車(chē)的受電弓進(jìn)行性能測試，受電弓工作臺是用于受電弓分解、組裝，及整體檢修的工作平臺。
3.8空調檢修區
空調檢修區設置有空調清洗間、高壓清洗機、空調檢修平臺、空調裝置試驗臺�？照{清洗間用于空調裝置拆卸下車(chē)后的清潔，為避免污水外流而設置四面防水圍擋，空調裝置試驗臺用于空調裝置檢修后的性能檢測。
3.9電器、電子檢修間
電器、電子檢修間是對車(chē)上電器部件進(jìn)行檢測的區域，為避免受外界環(huán)境影響，設置在封閉房間內。檢修間內配置的設備有司控器試驗臺、移動(dòng)式耐壓試驗臺、繼電器試驗臺、速度傳感器試驗臺、電磁閥試驗臺、高速斷路器試驗臺等，以及各種應用于電路板及電器元件檢測的儀器儀表。
3.10蓄電池檢修間
蓄電池檢修間設置自動(dòng)恒壓恒流充放電機、蓄電池加液設備、蓄電池檢測工具等。蓄電池在拆卸下車(chē)后，進(jìn)行單節拆解、清潔、加液，以及多次充放電試驗，在測量蓄電池性能滿(mǎn)足要求后方可裝車(chē)使用。
3.11靜調庫
靜調庫是進(jìn)行電客車(chē)架修靜態(tài)調試的區域。庫內設置有架空式接觸網(wǎng)、靜調電源柜、固定式雙層檢修作業(yè)平臺，并在軌道下方設置地溝。地溝用于車(chē)底設備及轉向架的檢查、測量及調節；靜調電源柜用于給車(chē)輛提供DC1500V電源，滿(mǎn)足輔助供電系統調試時(shí)的電源需求；固定式雙層檢修作業(yè)平臺用于受電弓和空調裝置等設備調試和檢修，其中受電弓的調試包括升降弓時(shí)間、升弓壓力及升降弓緩沖狀態(tài)等內容；架空式接觸網(wǎng)通過(guò)受電弓為車(chē)輛提供DC1500V電源，滿(mǎn)足車(chē)輛各系統靜態(tài)調試的電源需求。
4工藝流程與設備配置優(yōu)化實(shí)踐
4.1增設立柱式起重機
轉向架的分解和組裝作業(yè)，主要內容是進(jìn)行牽引電機、制動(dòng)單元、牽引梁、橫向減振器等部件拆卸和安裝。為滿(mǎn)足此項作業(yè)需要，架修主庫設置多臺轉向架提升臺，以及1臺載重量10t的橋式起重機，但考慮到多個(gè)轉向架的不同部件同時(shí)拆解和組裝作業(yè)時(shí)，只依靠庫內1臺橋式起重機，很難配合多臺轉向架提升臺同時(shí)作業(yè)，而橋式起重機通常還要承擔構架等其他備件的吊運任務(wù)，無(wú)法滿(mǎn)足生產(chǎn)需要。為解決這一問(wèn)題，轉向架檢修區設置3臺立柱式起重機，載重量為1～3t，可與多臺轉向架提升臺配合使用，滿(mǎn)足牽引電機、制動(dòng)單元等設備的吊裝，有效提高生產(chǎn)效率。在此經(jīng)驗基礎上，也可為后期建設的新線(xiàn)架修主庫提供參考性意見(jiàn)，建議增加立柱式起重機配置數量，使得轉向架提升臺和立柱式起重機數量的配置比例更加合理。
4.2增加便攜式車(chē)門(mén)系統調試裝置
車(chē)門(mén)系統靜態(tài)調試內容包括集控開(kāi)關(guān)門(mén)、障礙物檢測、防擠壓、再開(kāi)閉、車(chē)門(mén)故障隔離、內外部緊急解鎖等功能試驗，通常在整車(chē)靜態(tài)調試階段進(jìn)行。由于整車(chē)車(chē)門(mén)數量較大，功能試驗項目較多，導致車(chē)門(mén)系統功能試驗占用整車(chē)調試階段的較多工時(shí)，若車(chē)門(mén)系統發(fā)生故障則造成調試階段的工期緊張。為解決這一問(wèn)題，設計制作便攜式車(chē)門(mén)調試裝置，將調試裝置與車(chē)門(mén)系統控制電路之間通過(guò)線(xiàn)纜進(jìn)行連接，將各功能試驗項目的控制集成到調試裝置的按鍵上，并使用移動(dòng)式直流穩壓電源為單節車(chē)輛提供電源。通過(guò)增加此裝置可實(shí)現將車(chē)門(mén)系統調試的大部分內容調整至單節車(chē)輛檢修階段完成，使得工藝流程更加合理。
4.3轉向架轉盤(pán)改造
在車(chē)輛整體拆裝區域，車(chē)輛在完成車(chē)體和轉向架的分離后，轉向架需要從整體拆裝區域運送到轉向架檢修區域，由于受庫內工藝布局的限制，要經(jīng)過(guò)轉向架轉盤(pán)轉換走行方向。轉向架轉盤(pán)在架修主庫土建時(shí)期同步安裝，受到當時(shí)技術(shù)條件限制，均設計為手動(dòng)轉盤(pán)，結構和功能上已無(wú)法更好的滿(mǎn)足現在的生產(chǎn)需要，在生產(chǎn)過(guò)程中造成不必要的人力和工時(shí)浪費。為解決這一問(wèn)題，考慮在現有基礎上進(jìn)行技術(shù)改造，增加電力驅動(dòng)結構，將手動(dòng)驅動(dòng)改為電動(dòng)驅動(dòng)，可有效節省人力和工時(shí)。
5結語(yǔ)
地鐵運營(yíng)公司作為地鐵車(chē)輛的運用單位，不同于車(chē)輛制造企業(yè)，受到檢修場(chǎng)地、工藝設備等基礎條件的限制，生產(chǎn)能力和效率無(wú)法和車(chē)輛制造企業(yè)相比。如何在有限條件下高質(zhì)高效地完成自主架修作業(yè)，是地鐵運營(yíng)公司研究和努力的方向。在地鐵車(chē)輛架修工藝設計中，應以現實(shí)條件為基礎，通過(guò)制定階段性工期計劃、調整工藝布局、優(yōu)化設備配置等措施，結合架修生產(chǎn)過(guò)程不斷總結和改進(jìn)，使工藝流程更加順暢，實(shí)現工藝設計更加合理和高效。
參考文獻
[1]童開(kāi)榮.軌道交通工程車(chē)輛段主要設施工藝設計的探討[J].地下工程與隧道，2003（2）：21-24.
[2]張建.地鐵車(chē)輛段大架修設計能力計算方法分析[J].工程設計施工與管理，2016（9）：100.
[3]王明.我國現代城市軌道交通現狀[J].今日科苑，2014（12）：99-100.
[4]李強.廣州地鐵五號線(xiàn)車(chē)輛段廠(chǎng)房組合設計[J].工程建設與設計，2012（4）：135-139.
[5]鄧少強.淺談地鐵車(chē)輛維修體制[J].城市軌道交通研究，2009，12（4）：12-13.
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