地鐵車輛架修轉(zhuǎn)向架檢修布局及工藝探討

孫 睿

（無錫地鐵集團(tuán)運(yùn)營分公司車輛部，江蘇無錫 214000）

隨著地鐵車輛運(yùn)行時(shí)間的增加、運(yùn)行里程的累積，一些零部件由于磨損、老化、疲勞、受污染等因素導(dǎo)致其性能下降、可靠性降低，使得車輛的故障率升高，甚至可能產(chǎn)生安全隱患，而這些問題通過定修及以下修程的維修難以解決。因此，一般地鐵車輛在運(yùn)行 6年或運(yùn)行里程達(dá)到 60 萬 km 時(shí)需進(jìn)行架修，其主要內(nèi)容為車輛的車體和轉(zhuǎn)向架兩大部件的分解以及其他部件的清洗、檢測、修復(fù)、試驗(yàn)、組裝和調(diào)試等。相對(duì)來說，轉(zhuǎn)向架部分的架修內(nèi)容較多較雜，轉(zhuǎn)向架檢修區(qū)域的布局和工藝至關(guān)重要。此文對(duì)車輛架修轉(zhuǎn)向架檢修區(qū)域的工藝布局及部分檢修工藝進(jìn)行探討。

1 轉(zhuǎn)向架檢修工藝流程

與車體分離后的轉(zhuǎn)向架，推入轉(zhuǎn)向架檢修區(qū)后，首先進(jìn)行空氣彈簧和受流器的拆解工作，之后進(jìn)行牽引電機(jī)的拆卸工作。牽引電機(jī)拆卸完畢后，進(jìn)行輪對(duì)和構(gòu)架的分離工作，然后再對(duì)輪對(duì)和構(gòu)架分別進(jìn)行檢修。

輪對(duì)檢修，首先進(jìn)行軸端裝置的拆解，之后進(jìn)行輪對(duì)的脫漆、探傷、補(bǔ)漆工作，完成后進(jìn)行輪對(duì)軸箱裝置的組裝。構(gòu)架檢修，首先進(jìn)行構(gòu)架上一系懸掛、橡膠堆、踏面制動(dòng)單元、軟管、橫向減振器、抗側(cè)滾扭桿等各個(gè)掛件的分離，再對(duì)分離后的掛件進(jìn)行檢修工作。對(duì)去除掛件后的構(gòu)架需進(jìn)行清洗、除銹、脫漆和探傷，檢修完畢后，再將各個(gè)掛件與構(gòu)架進(jìn)行組裝。

完成輪對(duì)與構(gòu)架各自的檢修工作之后，需對(duì)兩者進(jìn)行組裝，之后再進(jìn)行牽引電機(jī)的安裝；牽引電機(jī)安裝完畢后，將轉(zhuǎn)向架推入轉(zhuǎn)向架靜載試驗(yàn)臺(tái)，進(jìn)行轉(zhuǎn)向架的靜載試驗(yàn)；靜載試驗(yàn)結(jié)束后，安裝空氣彈簧和受流器。

至此，整個(gè)轉(zhuǎn)向架的檢修工作全部完成，可以將轉(zhuǎn)向架推入落車工位，將轉(zhuǎn)向架與車體進(jìn)行組裝。

2 轉(zhuǎn)向架檢修區(qū)

根據(jù)轉(zhuǎn)向架檢修工藝的需要，一般按照功能，將轉(zhuǎn)向架檢修區(qū)分為轉(zhuǎn)向架存放區(qū)、轉(zhuǎn)向架拆解組裝區(qū)、構(gòu)架檢修區(qū)、轉(zhuǎn)向架部件檢修區(qū)、輪軸檢修區(qū)、輪對(duì)存放區(qū)和電機(jī)檢修區(qū)等工作區(qū)域。

2.1 轉(zhuǎn)向架存放區(qū)

轉(zhuǎn)向架存放區(qū)用于待修與修竣轉(zhuǎn)向架的存放，一般在轉(zhuǎn)向架檢修區(qū)的端部設(shè)置數(shù)條平行軌道，或者在邊跨處設(shè)置 1 條貫通檢修區(qū)的長股道，用作轉(zhuǎn)向架的存放。前一種方式便于轉(zhuǎn)向架的集中存放，工藝布局較為緊湊，但需用起重機(jī)吊運(yùn)轉(zhuǎn)向架至作業(yè)線上，效率較低；后一種方式可以減少起重機(jī)的吊運(yùn)作業(yè)，待修轉(zhuǎn)向架可直接推入作業(yè)線，但需人工推行轉(zhuǎn)向架走行較長距離。

2.2 轉(zhuǎn)向架拆解組裝區(qū)

轉(zhuǎn)向架拆解組裝區(qū)承擔(dān)轉(zhuǎn)向架的分解、組裝、試驗(yàn)等作業(yè)內(nèi)容，一般配置有轉(zhuǎn)向架升降臺(tái)、轉(zhuǎn)向架清洗區(qū)域、轉(zhuǎn)向架靜載試驗(yàn)臺(tái)、轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)盤等主要設(shè)備。

2.3 構(gòu)架檢修區(qū)

構(gòu)架檢修區(qū)是在構(gòu)架與輪對(duì)分離后，使用起重機(jī)或特制工藝小車將構(gòu)架運(yùn)至該區(qū)域，在此將構(gòu)架上的各個(gè)掛架拆除，將構(gòu)架拆解成裸架，再經(jīng)清洗及尺寸測量后，進(jìn)行構(gòu)架的脫漆、探傷及補(bǔ)漆等作業(yè)。該區(qū)域設(shè)有高壓清洗機(jī)、構(gòu)架存放架、移動(dòng)式探傷機(jī)、構(gòu)架支座等設(shè)備。移動(dòng)式探傷機(jī)用于對(duì)電機(jī)安裝座、齒輪箱吊桿安裝座、轉(zhuǎn)臂安裝座與構(gòu)架的連接焊縫等主要焊縫進(jìn)行探傷檢查，可以采用磁粉探傷或者渦流探傷等方式。

2.4 轉(zhuǎn)向架部件檢修區(qū)

轉(zhuǎn)向架部件檢修區(qū)根據(jù)檢修內(nèi)容一般配有空氣彈簧試驗(yàn)臺(tái)、超聲波清洗機(jī)、桿類探傷儀、受流器試驗(yàn)臺(tái)等設(shè)備。部分配件對(duì)檢修技術(shù)水平、檢修環(huán)境要求較高，如制動(dòng)系統(tǒng)等，則可委外維修，不再另外設(shè)置區(qū)域和采購設(shè)備。

2.5 輪軸檢修區(qū)

輪軸的檢修是架修工作中的重點(diǎn)與難點(diǎn)，需完成軸箱軸承的拆卸、輪對(duì)的探傷、檢測、組裝、試驗(yàn)等檢修作業(yè)。此區(qū)配備的設(shè)備復(fù)雜多樣，主要有中頻感應(yīng)加熱設(shè)備、軸箱軸承拆裝機(jī)、超聲波探傷機(jī)、輪對(duì)熒光磁粉探傷機(jī)、輪對(duì)跑合試驗(yàn)臺(tái)等設(shè)備和與之相對(duì)應(yīng)的工裝工具。

輪對(duì)在清洗除銹后，被送至輪軸檢修區(qū)，首先拆卸軸箱、軸承，并送往各自的檢修區(qū)進(jìn)行維修。輪對(duì)經(jīng)過探傷、尺寸檢測等工位，檢測合格者直接送往同溫組裝間進(jìn)行軸承、軸箱組裝。輪對(duì)需與軸承同溫放置 8h 才可壓裝，故需設(shè)置同溫組裝間。檢測不合格者送往車輪車床進(jìn)行鏇輪作業(yè)，若沒有配備車輪車床，則將不合格輪對(duì)使用周轉(zhuǎn)件代替，也可在地鐵車輛進(jìn)入架修工作前先使用不落輪鏇床對(duì)整列車進(jìn)行鏇輪，輪對(duì)全部合格后再進(jìn)行車輛架修。完成組裝的輪對(duì)需通過跑合試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行跑合試驗(yàn)，試驗(yàn)合格再送往轉(zhuǎn)向架組裝區(qū)與構(gòu)架進(jìn)行組裝。

2.6 輪對(duì)存放區(qū)

轉(zhuǎn)向架檢修區(qū)域內(nèi)一般設(shè)有輪對(duì)存放區(qū)，用于存放備用輪對(duì)和待修輪對(duì)。備用輪對(duì)的數(shù)量不應(yīng)小于同時(shí)檢修車輛輪對(duì)的 2 倍。因此，該區(qū)域的設(shè)置要考慮能存放足夠數(shù)量的輪對(duì)，一般設(shè)置多條輪對(duì)線用于輪對(duì)存放，且可以將輪對(duì)交叉存放以節(jié)省空間；或者使用立體輪對(duì)庫進(jìn)行輪對(duì)的存放。

2.7 電機(jī)檢修區(qū)

電機(jī)檢修區(qū)是電機(jī)分解、檢測、清洗和組裝的場地，根據(jù)作業(yè)需要配備電機(jī)拆裝設(shè)備、電機(jī)吹掃裝置、超聲波清洗機(jī)、相關(guān)檢測儀器儀表、牽引電機(jī)空轉(zhuǎn)試驗(yàn)臺(tái)等。其中電機(jī)試驗(yàn)間與其電源應(yīng)毗鄰設(shè)置，并采取有效的隔噪、隔聲措施，電機(jī)吹掃需有獨(dú)立的隔間或者良好的通風(fēng)除塵設(shè)備，防止污染作業(yè)環(huán)境。架修時(shí)如果電機(jī)委外維修，則電機(jī)檢修間內(nèi)只需有電機(jī)空轉(zhuǎn)試驗(yàn)臺(tái)、吹掃箱、定子檢修工作臺(tái)、轉(zhuǎn)子檢修工作臺(tái)等設(shè)備，對(duì)委外修竣后的電機(jī)進(jìn)行例行檢查即可。

3 轉(zhuǎn)向架檢修區(qū)布局分析

如何將轉(zhuǎn)向架檢修區(qū)域的各個(gè)區(qū)域、工位按照工藝流程正確有序地進(jìn)行排布，使整個(gè)轉(zhuǎn)向架架修形成流水化作業(yè)，提高檢修效率，一直是一個(gè)不斷探討的話題。

轉(zhuǎn)向架存放區(qū)的存放規(guī)模應(yīng)考慮到大架修的遠(yuǎn)期規(guī)劃，按照對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)向架數(shù)量進(jìn)行設(shè)置，保證能存放足夠多的轉(zhuǎn)向架，應(yīng)通過軌道和轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)盤與大架修庫、臨修庫股道連通，便于轉(zhuǎn)向架的轉(zhuǎn)運(yùn)；轉(zhuǎn)向架拆解組裝區(qū)應(yīng)鄰近轉(zhuǎn)向架存放區(qū)設(shè)置，縮短起重機(jī)吊運(yùn)或者人工推行的距離；構(gòu)架檢修區(qū)應(yīng)鄰近構(gòu)架清洗區(qū)域設(shè)置，縮短構(gòu)架的運(yùn)輸距離；轉(zhuǎn)向架部件檢修區(qū)應(yīng)鄰近轉(zhuǎn)向架拆解組裝區(qū)設(shè)置，便于轉(zhuǎn)向架上各個(gè)部件的運(yùn)轉(zhuǎn)；輪軸檢修區(qū)應(yīng)與轉(zhuǎn)向架分解組裝區(qū)聯(lián)通，與清洗區(qū)鄰近，便于輪對(duì)的轉(zhuǎn)運(yùn)，同時(shí)應(yīng)通過輪對(duì)轉(zhuǎn)盤和軌道與車輪車床、輪對(duì)油漆間、輪對(duì)跑合試驗(yàn)臺(tái)等設(shè)備設(shè)施聯(lián)通；輪對(duì)存放區(qū)應(yīng)考慮到待修、報(bào)廢、周轉(zhuǎn)輪對(duì)的存放，預(yù)留足夠多的存放位置，應(yīng)與輪軸檢修線通過輪對(duì)轉(zhuǎn)盤和軌道連通，便于輪對(duì)的轉(zhuǎn)運(yùn)；電機(jī)檢修區(qū)應(yīng)鄰近轉(zhuǎn)向架檢修區(qū)設(shè)置，也可設(shè)置在車體配件檢修區(qū)內(nèi)。

4 轉(zhuǎn)向架檢修區(qū)部分工藝探討

4.1 轉(zhuǎn)向架分解和組裝

為了進(jìn)行構(gòu)架與輪對(duì)的組裝和分離，由于部分零部件的分解和組裝作業(yè)需要在低于轉(zhuǎn)向架的高度或者在轉(zhuǎn)向架下方的位置進(jìn)行，因此，需要使用轉(zhuǎn)向架升降臺(tái)將整個(gè)轉(zhuǎn)向架舉升一定的高度，或者是在轉(zhuǎn)向架的拆裝工位設(shè)置地溝產(chǎn)生足夠的高度差。

轉(zhuǎn)向架升降臺(tái)又稱轉(zhuǎn)向架舉升機(jī)，使用電機(jī)帶動(dòng)絲杠，將轉(zhuǎn)向架舉升到一定高度。設(shè)備可以采用輪緣支撐定位型式，便于操作人員從側(cè)面進(jìn)出檢修區(qū)域，同時(shí)采用機(jī)械同步舉升型式，安全可靠性高。但由于轉(zhuǎn)向架較重，出于安全考慮，轉(zhuǎn)向架升降臺(tái)的舉升速度較慢，導(dǎo)致檢修效率的降低。檢修地溝相對(duì)于轉(zhuǎn)向架升降臺(tái)來說成本較低，同時(shí)工作效率較高，但存在一定的安全隱患。一般轉(zhuǎn)向架升降臺(tái)的應(yīng)用更為廣泛。

4.2 構(gòu)架輪對(duì)清洗

由于轉(zhuǎn)向架清洗的效果不夠理想，且需要進(jìn)行管理接頭等的密封防水工作，會(huì)影響整體檢修效率，因此，一般不對(duì)整個(gè)轉(zhuǎn)向架進(jìn)行清洗，而是將轉(zhuǎn)向架解體后對(duì)構(gòu)架、輪對(duì)進(jìn)行清洗。常見的構(gòu)架、輪對(duì)清洗方式是使用清潔劑和高壓水槍進(jìn)行人工沖洗，而使用干冰進(jìn)行清洗是一項(xiàng)正在研究中的新技術(shù)。

干冰清洗又稱冷噴，是以壓縮空氣作為動(dòng)力和載體，以干冰顆粒作為被加速的粒子，通過專用的噴射清洗機(jī)噴射到被清洗物體表面，利用高速運(yùn)動(dòng)的固體干冰顆粒的動(dòng)能變化、升華、熔化等能量轉(zhuǎn)換，使被清洗物體表面的污垢、油污、殘留雜質(zhì)等迅速冷凍，從而凝結(jié)、脆化、被剝離，同時(shí)隨氣流清除。該方法不會(huì)對(duì)被清洗物體表面，特別是金屬表面造成任何傷害，也不會(huì)影響金屬表面的光潔度。與傳統(tǒng)的清潔劑加高壓水槍沖洗的方式相比，干冰清洗效果更好，效率更高，但干冰的來源和安全存放仍是需要解決的問題。

4.3 構(gòu)架、輪對(duì)的除銹和脫漆

常見的除銹和脫漆方式是使用除銹劑和脫漆劑進(jìn)行除銹、脫漆，再使用清水進(jìn)行沖洗。隨著環(huán)保要求的升級(jí)，這種傳統(tǒng)的利用化學(xué)藥劑和機(jī)械方法的方式能適用的領(lǐng)域?qū)⒃絹碓缴?，而激光清洗可以解決采用這種傳統(tǒng)方式無法解決的問題。

激光除銹、脫漆的原理是基于高強(qiáng)度的光束、短脈沖激光及污染層之間的相互作用，使之發(fā)生光物理反應(yīng)，從而將污染層去除。使用激光清洗設(shè)備具有綠色環(huán)保、非接觸性、不產(chǎn)生二次污染、遠(yuǎn)距離操作、保障安全、效果好、效率高等優(yōu)點(diǎn)，雖然前期投入較高，不過運(yùn)用成本較低。

4.4 輪對(duì)軸承拆裝

架修時(shí)需要對(duì)輪對(duì)的軸箱軸承進(jìn)行檢修，因此，需要進(jìn)行輪對(duì)軸箱軸承的退卸和壓裝。該工作需使用輪對(duì)軸承拆裝設(shè)備，而軸箱軸承拆裝設(shè)備又分為移動(dòng)式和固定式 2 種。

移動(dòng)式或固定式的軸承拆裝設(shè)備主要由組裝油缸、升降機(jī)構(gòu)、拉板裝置、控制盒裝置、液壓站和電氣控制系統(tǒng)等組成，移動(dòng)式拆裝設(shè)備另帶有移動(dòng)小車。移動(dòng)式拆裝設(shè)備的組裝油缸在組裝時(shí)承受全部組裝力，其頂尖用于定位，能根據(jù)工件孔徑及孔錐角不同進(jìn)行更換，保護(hù)車軸不被拉傷。拉板和組裝套筒根據(jù)滾動(dòng)軸承的不同進(jìn)行設(shè)計(jì)，可滿足各種類型地鐵和輕軌車輛軸箱軸承的拆卸及組裝作業(yè)。與移動(dòng)式相比，固定式拆裝設(shè)備在壓裝輪對(duì)時(shí)，由于設(shè)備固定而輪對(duì)相對(duì)來說不夠固定，若對(duì)位不夠精準(zhǔn)，壓裝力將對(duì)輪軸造成一定的損傷。另外，在檢修過程中若受到場地限制，移動(dòng)式拆裝設(shè)備使用起來將更加靈活，且由于技術(shù)的進(jìn)步，移動(dòng)式拆裝設(shè)備也已能夠打印壓裝曲線，完全具備固定式拆裝設(shè)備的各項(xiàng)功能。

4.5 構(gòu)架探傷

在對(duì)轉(zhuǎn)向架的構(gòu)架進(jìn)行外觀檢查后，需要對(duì)構(gòu)架各座及各座焊縫、架側(cè)、橫梁焊縫及構(gòu)架其他焊縫進(jìn)行探傷。構(gòu)架探傷一般采用磁粉探傷和渦流探傷。

磁粉探傷是利用構(gòu)架缺陷處的漏磁場與磁粉的相互作用，利用構(gòu)架表面和近表面缺陷（如裂紋、夾渣、發(fā)紋等）磁導(dǎo)率和鋼鐵磁導(dǎo)率的差異，由磁化后不連續(xù)處磁場的畸變，在構(gòu)架表面產(chǎn)生漏磁場，從而吸引磁粉形成缺陷處的磁粉堆積并產(chǎn)生磁痕，在適當(dāng)?shù)墓庹諚l件下，顯現(xiàn)出缺陷位置和形狀，可對(duì)這些磁痕加以觀察和解釋。磁粉探傷的靈敏度高、操作簡單、檢驗(yàn)速度快，但它不能發(fā)現(xiàn)鑄件內(nèi)部較深的缺陷，且要求被檢表面光滑才能進(jìn)行。而渦流探傷則是使用激磁線圈使導(dǎo)電構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生渦電流，再借助探測線圈測定渦電流的變化量，從而獲得構(gòu)架缺陷的有關(guān)信息，可檢測出構(gòu)架表面和近表面的缺陷，但與磁粉探傷相比，探傷速度較慢。

5 結(jié)束語

合理的轉(zhuǎn)向架檢修工藝布局和更先進(jìn)的檢修工藝是轉(zhuǎn)向架檢修高效率、高質(zhì)量的保證。我國大部分城市的地鐵大架修工作仍處于建設(shè)或籌建階段，更加成熟的轉(zhuǎn)向架檢修區(qū)域布局方案仍待改進(jìn)，更加先進(jìn)的檢修工藝仍待研究。

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