沈陽地鐵車輛架修工藝設(shè)計(jì)論文
摘要：闡述沈陽地鐵車輛架修工藝流程和作業(yè)內(nèi)容，以及地鐵車輛段架修工藝設(shè)備的設(shè)置、布局和用途。結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐中的改進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，使架修工藝流程更加優(yōu)化，有效提高地鐵車輛架修生產(chǎn)效率。
關(guān)鍵詞：地鐵；架修；工藝設(shè)計(jì)
車輛架修的目的是對(duì)車輛各系統(tǒng)進(jìn)行深度維修以恢復(fù)車輛的使用性能，是實(shí)現(xiàn)地鐵設(shè)計(jì)壽命周期內(nèi)保持車輛穩(wěn)定表現(xiàn)的重要形式之一。根據(jù)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50157—2013《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》，地鐵車輛在運(yùn)行5年或運(yùn)行里程達(dá)到50～60萬km需進(jìn)行架修。
1號(hào)線車輛架修工作
于2015年3月開始，從首列車試修工期45個(gè)工作日，通過優(yōu)化流程、改進(jìn)工藝、調(diào)整工序等多種手段，后續(xù)達(dá)到批量車架修工期27個(gè)工作日，年架修車輛10列車的生產(chǎn)能力。本文以此車輛段架修作業(yè)實(shí)施情況為基礎(chǔ)，總結(jié)相關(guān)工藝改進(jìn)設(shè)計(jì)，為其他車輛段提供參考。1架修工藝流程地鐵車輛架修工藝流程可分解為拆解、檢修、組裝、調(diào)試4個(gè)部分。車輛在完成接車和預(yù)檢后，首先對(duì)列車進(jìn)行拆解，完成轉(zhuǎn)向架與車體分離，并將列車解編為單節(jié)車輛；而后車體進(jìn)行各系統(tǒng)及部件現(xiàn)車檢修，將大部件拆卸或委外檢修，轉(zhuǎn)向架部件進(jìn)行檢修測(cè)試或委外檢修；最后進(jìn)行部件裝車、落車和聯(lián)掛編組，再進(jìn)行調(diào)試和交車驗(yàn)收。具體工藝流程如圖1所示（圖中VVVF為變壓變頻系統(tǒng)，SIV為靜止逆變器）。
2架修工期階段性劃分
根據(jù)沈陽地鐵架修工藝流程，可將架修工期按重要節(jié)點(diǎn)劃分為解編架車、系統(tǒng)及部件檢修、落車編組、靜動(dòng)態(tài)調(diào)試共4個(gè)階段。根據(jù)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(jié)點(diǎn)，保證架修生產(chǎn)計(jì)劃的正常執(zhí)行，如圖2所示。地鐵車輛架修首先要進(jìn)行車體與轉(zhuǎn)向架的分離，需要借助架車機(jī)完成。地鐵車輛架修使用的架車機(jī)一般分為固定式和移動(dòng)式，沈陽地鐵采用的是固定式架車機(jī)，可用于3節(jié)編組車輛同時(shí)架車作業(yè)。解編架車階段是指電客車通過固定式架車機(jī)，對(duì)車體和轉(zhuǎn)向架之間進(jìn)行拆解，使車體與轉(zhuǎn)向架分離，再將車體落裝于工藝轉(zhuǎn)向架，并解編為單節(jié)車輛，通過移車臺(tái)轉(zhuǎn)軌進(jìn)入架修臺(tái)位的過程，用時(shí)3個(gè)工作日。系統(tǒng)及部件檢修階段是指車輛在完成工藝轉(zhuǎn)向架架車后，進(jìn)行現(xiàn)車檢修、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的過程。該過程為整個(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。落車編組階段是車輛和轉(zhuǎn)向架分別完成檢修后，進(jìn)行車體和轉(zhuǎn)向架安裝的過程，以及車輛之間聯(lián)掛編組成列的過程，用時(shí)4個(gè)工作日。調(diào)試和交車驗(yàn)收階段包括靜動(dòng)態(tài)調(diào)試、正線試運(yùn)行，以及檢修車間完成車輛的驗(yàn)收和交車，至此整個(gè)架修工期結(jié)束，該階段用時(shí)6個(gè)工作日。
3架修功能分區(qū)和設(shè)備配置
按照架修作業(yè)功能區(qū)域劃分，架修場(chǎng)地分為車輛整體拆裝區(qū)、車體檢修區(qū)、轉(zhuǎn)向架檢修區(qū)、輪軸檢修區(qū)、制動(dòng)系統(tǒng)檢修區(qū)、車門檢修區(qū)、受電弓檢修區(qū)、空調(diào)檢修區(qū)、電器電子檢修間、蓄電池檢修間、靜態(tài)調(diào)試庫。
3.1車輛整體拆裝區(qū)
車輛整體拆裝區(qū)域主要功能是完成車體和轉(zhuǎn)向架的分離和安裝，通過設(shè)置在區(qū)域中的固定式架車機(jī)完成。車體和轉(zhuǎn)向架的分離是將車體與轉(zhuǎn)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(jī)線纜、接地線纜等連接進(jìn)行拆解，再將牽引梁與中心銷之間的連接復(fù)合彈簧拆卸，從而完成車體與轉(zhuǎn)向架的分離。再使用工藝轉(zhuǎn)向架架車，使轉(zhuǎn)向架和車體分別進(jìn)入獨(dú)立檢修區(qū)域。車輛整體拆裝區(qū)配置復(fù)合彈簧壓裝設(shè)備，用于拆卸牽引梁與中心銷之間的連接，并配置中心銷拆裝設(shè)備，用于拆卸中心銷以完成墊片調(diào)整，彌補(bǔ)由輪對(duì)鏇修造成的車體高度變化。
3.2車體檢修區(qū)
車體檢修區(qū)為各系統(tǒng)及部件進(jìn)行架修作業(yè)的綜合區(qū)域，該區(qū)域根據(jù)工藝轉(zhuǎn)向架架車高度設(shè)置固定式雙層檢修作業(yè)平臺(tái)，以及多臺(tái)移動(dòng)式升降檢修作業(yè)平臺(tái)。固定式雙層檢修作業(yè)平臺(tái)設(shè)置電源和風(fēng)源接口，作業(yè)人員通過檢修作業(yè)平臺(tái)進(jìn)入車內(nèi)、車下或車頂，完成各系統(tǒng)及部件檢修。在此檢修區(qū)域作業(yè)的內(nèi)容包括空調(diào)、受電弓等車頂大部件的拆卸和安裝；車門系統(tǒng)的檢修；車上電器柜的檢修；車上照明系統(tǒng)的拆裝和清掃；座椅及內(nèi)裝、車上電熱器的檢修；半永久和半自動(dòng)車鉤的拆裝；車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(tái)和移動(dòng)式升降檢修作業(yè)平臺(tái)的配合使用，更為車門的現(xiàn)車維修提供有利條件。
3.3轉(zhuǎn)向架檢修區(qū)
轉(zhuǎn)向架在完成與車體分離后，進(jìn)入轉(zhuǎn)向架檢修區(qū)，使用轉(zhuǎn)向架清洗機(jī)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(zhuǎn)向架進(jìn)行分解，包括牽引電機(jī)、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(gòu)架與輪對(duì)、空氣彈簧和軸箱彈簧、橫向止擋等構(gòu)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(gòu)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(rùn)滑裝置等。在轉(zhuǎn)向架檢修區(qū)設(shè)置附件試驗(yàn)間，配置空氣彈簧試驗(yàn)臺(tái)、軸箱彈簧試驗(yàn)臺(tái)、油壓減振器試驗(yàn)臺(tái)、單柱式壓裝壓力機(jī)，對(duì)空氣彈簧和軸箱彈簧等備件進(jìn)行檢修和性能測(cè)試。在轉(zhuǎn)向架各部件完成檢修后進(jìn)行組裝，通過轉(zhuǎn)向架靜載試驗(yàn)臺(tái)對(duì)轉(zhuǎn)向架整體性能進(jìn)行測(cè)試，試驗(yàn)合格后裝車使用。
3.4輪軸檢修區(qū)
輪軸檢修區(qū)是在輪對(duì)與構(gòu)架分離后，對(duì)輪對(duì)和軸箱軸承進(jìn)行檢修的區(qū)域。輪對(duì)在進(jìn)入檢修區(qū)域后，首先完成軸箱軸承與輪對(duì)的分解，軸承采用委外維修的方式檢修，輪對(duì)進(jìn)入輪對(duì)清洗機(jī)進(jìn)行清洗，而后分別通過熒光磁粉探傷機(jī)和超聲波探傷機(jī)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(nèi)與選配好的輪對(duì)進(jìn)行組裝，然后通過輪對(duì)跑和試驗(yàn)臺(tái)對(duì)輪對(duì)進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試完成后進(jìn)入轉(zhuǎn)向架檢修區(qū)域，與構(gòu)架進(jìn)行組裝。
3.5制動(dòng)系統(tǒng)檢修區(qū)
制動(dòng)系統(tǒng)檢修區(qū)是進(jìn)行踏面制動(dòng)單元、空壓機(jī)和制動(dòng)系統(tǒng)部件檢修和試驗(yàn)的`區(qū)域，配置有空壓機(jī)試驗(yàn)臺(tái)、雙塔干燥器試驗(yàn)臺(tái)、風(fēng)缸試驗(yàn)臺(tái)、閥門綜合試驗(yàn)臺(tái)、踏面制動(dòng)裝置試驗(yàn)臺(tái)、氣動(dòng)部件綜合試驗(yàn)臺(tái)等裝置。
3.6車門檢修區(qū)
車門檢修區(qū)是車門系統(tǒng)門控器、車門門板及備件拆卸下車后進(jìn)行檢修和試驗(yàn)的區(qū)域，設(shè)置有車門試驗(yàn)裝置、車門矯正臺(tái)、門頁及門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)拆裝升降臺(tái)。
3.7受電弓檢修區(qū)
受電弓檢修區(qū)設(shè)置有受電弓試驗(yàn)臺(tái)和受電弓工作臺(tái)。受電弓試驗(yàn)臺(tái)自帶風(fēng)源，可對(duì)拆卸下車的受電弓進(jìn)行性能測(cè)試，受電弓工作臺(tái)是用于受電弓分解、組裝，及整體檢修的工作平臺(tái)。
3.8空調(diào)檢修區(qū)
空調(diào)檢修區(qū)設(shè)置有空調(diào)清洗間、高壓清洗機(jī)、空調(diào)檢修平臺(tái)、空調(diào)裝置試驗(yàn)臺(tái)�？照{(diào)清洗間用于空調(diào)裝置拆卸下車后的清潔，為避免污水外流而設(shè)置四面防水圍擋，空調(diào)裝置試驗(yàn)臺(tái)用于空調(diào)裝置檢修后的性能檢測(cè)。
3.9電器、電子檢修間
電器、電子檢修間是對(duì)車上電器部件進(jìn)行檢測(cè)的區(qū)域，為避免受外界環(huán)境影響，設(shè)置在封閉房間內(nèi)。檢修間內(nèi)配置的設(shè)備有司控器試驗(yàn)臺(tái)、移動(dòng)式耐壓試驗(yàn)臺(tái)、繼電器試驗(yàn)臺(tái)、速度傳感器試驗(yàn)臺(tái)、電磁閥試驗(yàn)臺(tái)、高速斷路器試驗(yàn)臺(tái)等，以及各種應(yīng)用于電路板及電器元件檢測(cè)的儀器儀表。
3.10蓄電池檢修間
蓄電池檢修間設(shè)置自動(dòng)恒壓恒流充放電機(jī)、蓄電池加液設(shè)備、蓄電池檢測(cè)工具等。蓄電池在拆卸下車后，進(jìn)行單節(jié)拆解、清潔、加液，以及多次充放電試驗(yàn)，在測(cè)量蓄電池性能滿足要求后方可裝車使用。
3.11靜調(diào)庫
靜調(diào)庫是進(jìn)行電客車架修靜態(tài)調(diào)試的區(qū)域。庫內(nèi)設(shè)置有架空式接觸網(wǎng)、靜調(diào)電源柜、固定式雙層檢修作業(yè)平臺(tái)，并在軌道下方設(shè)置地溝。地溝用于車底設(shè)備及轉(zhuǎn)向架的檢查、測(cè)量及調(diào)節(jié)；靜調(diào)電源柜用于給車輛提供DC1500V電源，滿足輔助供電系統(tǒng)調(diào)試時(shí)的電源需求；固定式雙層檢修作業(yè)平臺(tái)用于受電弓和空調(diào)裝置等設(shè)備調(diào)試和檢修，其中受電弓的調(diào)試包括升降弓時(shí)間、升弓壓力及升降弓緩沖狀態(tài)等內(nèi)容；架空式接觸網(wǎng)通過受電弓為車輛提供DC1500V電源，滿足車輛各系統(tǒng)靜態(tài)調(diào)試的電源需求。
4工藝流程與設(shè)備配置優(yōu)化實(shí)踐
4.1增設(shè)立柱式起重機(jī)
轉(zhuǎn)向架的分解和組裝作業(yè)，主要內(nèi)容是進(jìn)行牽引電機(jī)、制動(dòng)單元、牽引梁、橫向減振器等部件拆卸和安裝。為滿足此項(xiàng)作業(yè)需要，架修主庫設(shè)置多臺(tái)轉(zhuǎn)向架提升臺(tái)，以及1臺(tái)載重量10t的橋式起重機(jī)，但考慮到多個(gè)轉(zhuǎn)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(nèi)1臺(tái)橋式起重機(jī)，很難配合多臺(tái)轉(zhuǎn)向架提升臺(tái)同時(shí)作業(yè)，而橋式起重機(jī)通常還要承擔(dān)構(gòu)架等其他備件的吊運(yùn)任務(wù)，無法滿足生產(chǎn)需要。為解決這一問題，轉(zhuǎn)向架檢修區(qū)設(shè)置3臺(tái)立柱式起重機(jī)，載重量為1～3t，可與多臺(tái)轉(zhuǎn)向架提升臺(tái)配合使用，滿足牽引電機(jī)、制動(dòng)單元等設(shè)備的吊裝，有效提高生產(chǎn)效率。在此經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，也可為后期建設(shè)的新線架修主庫提供參考性意見，建議增加立柱式起重機(jī)配置數(shù)量，使得轉(zhuǎn)向架提升臺(tái)和立柱式起重機(jī)數(shù)量的配置比例更加合理。
4.2增加便攜式車門系統(tǒng)調(diào)試裝置
車門系統(tǒng)靜態(tài)調(diào)試內(nèi)容包括集控開關(guān)門、障礙物檢測(cè)、防擠壓、再開閉、車門故障隔離、內(nèi)外部緊急解鎖等功能試驗(yàn)，通常在整車靜態(tài)調(diào)試階段進(jìn)行。由于整車車門數(shù)量較大，功能試驗(yàn)項(xiàng)目較多，導(dǎo)致車門系統(tǒng)功能試驗(yàn)占用整車調(diào)試階段的較多工時(shí)，若車門系統(tǒng)發(fā)生故障則造成調(diào)試階段的工期緊張。為解決這一問題，設(shè)計(jì)制作便攜式車門調(diào)試裝置，將調(diào)試裝置與車門系統(tǒng)控制電路之間通過線纜進(jìn)行連接，將各功能試驗(yàn)項(xiàng)目的控制集成到調(diào)試裝置的按鍵上，并使用移動(dòng)式直流穩(wěn)壓電源為單節(jié)車輛提供電源。通過增加此裝置可實(shí)現(xiàn)將車門系統(tǒng)調(diào)試的大部分內(nèi)容調(diào)整至單節(jié)車輛檢修階段完成，使得工藝流程更加合理。
4.3轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)盤改造
在車輛整體拆裝區(qū)域，車輛在完成車體和轉(zhuǎn)向架的分離后，轉(zhuǎn)向架需要從整體拆裝區(qū)域運(yùn)送到轉(zhuǎn)向架檢修區(qū)域，由于受庫內(nèi)工藝布局的限制，要經(jīng)過轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)換走行方向。轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)盤在架修主庫土建時(shí)期同步安裝，受到當(dāng)時(shí)技術(shù)條件限制，均設(shè)計(jì)為手動(dòng)轉(zhuǎn)盤，結(jié)構(gòu)和功能上已無法更好的滿足現(xiàn)在的生產(chǎn)需要，在生產(chǎn)過程中造成不必要的人力和工時(shí)浪費(fèi)。為解決這一問題，考慮在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)改造，增加電力驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，將手動(dòng)驅(qū)動(dòng)改為電動(dòng)驅(qū)動(dòng)，可有效節(jié)省人力和工時(shí)。
5結(jié)語
地鐵運(yùn)營(yíng)公司作為地鐵車輛的運(yùn)用單位，不同于車輛制造企業(yè)，受到檢修場(chǎng)地、工藝設(shè)備等基礎(chǔ)條件的限制，生產(chǎn)能力和效率無法和車輛制造企業(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(yùn)營(yíng)公司研究和努力的方向。在地鐵車輛架修工藝設(shè)計(jì)中，應(yīng)以現(xiàn)實(shí)條件為基礎(chǔ)，通過制定階段性工期計(jì)劃、調(diào)整工藝布局、優(yōu)化設(shè)備配置等措施，結(jié)合架修生產(chǎn)過程不斷總結(jié)和改進(jìn)，使工藝流程更加順暢，實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)計(jì)更加合理和高效。
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