高速動(dòng)車組車下設(shè)備安裝質(zhì)量提升的探索

牟京陽 周德旺

摘要：目前，我國在線運(yùn)營動(dòng)車組已經(jīng)達(dá)到數(shù)千列，其中“復(fù)興號(hào)”高速動(dòng)車組運(yùn)營最高速度達(dá)350km/h，其安全性關(guān)系到旅客的生命安全，也關(guān)乎國家鐵路運(yùn)行質(zhì)量和形象，是我姑經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要基礎(chǔ)。設(shè)備艙及車下吊裝設(shè)備作為外露部件，處于比較復(fù)雜的運(yùn)行環(huán)境中，具有較高的脫落風(fēng)險(xiǎn)、碰撞風(fēng)險(xiǎn)，質(zhì)量要求比較高，因此，做好車下設(shè)備安裝的質(zhì)量提升，對(duì)總組裝技術(shù)人員的要求較高。

關(guān)鍵詞：高速動(dòng)車組;車下設(shè)備;安裝質(zhì)量;安全性

盡管我國高速列車的設(shè)計(jì)、制造和集成技術(shù)已經(jīng)具有世界先進(jìn)水平，高速列車的安全運(yùn)行問題仍然是面臨的巨大挑戰(zhàn)。高鐵車輛作為運(yùn)輸體系中的關(guān)鍵裝備，對(duì)車輛及其零部件的安全評(píng)估也就越來越重要。高鐵車輛有很多的車下吊掛設(shè)備，這些設(shè)備的吊點(diǎn)往往不具備直接安裝到車體的條件，所以需要通過安裝架連接到車體上。安裝架承受載荷復(fù)雜，工作環(huán)境惡劣，所以對(duì)這些安裝架的強(qiáng)度的評(píng)估和優(yōu)化對(duì)高鐵的安全運(yùn)營具有重要的意義。

一、高速動(dòng)車組的基本情況

通過十幾年的高速發(fā)展，中國軌道交通實(shí)現(xiàn)了從追趕到超越的轉(zhuǎn)變，中車青島四方股份公司做出了從“制造型”企業(yè)向“創(chuàng)新型”企業(yè)轉(zhuǎn)變的重大戰(zhàn)略選擇，全面掌握動(dòng)車組核心、關(guān)鍵技術(shù)，形成完整的動(dòng)車組產(chǎn)品系列，打造具有國際競(jìng)爭(zhēng)力的民族品牌，實(shí)現(xiàn)了引領(lǐng)高速列車技術(shù)發(fā)展的宏偉目標(biāo)。目前，我國高速鐵路網(wǎng)基本形成，動(dòng)車組已成為承擔(dān)鐵路客運(yùn)任務(wù)的主力車型，但從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，動(dòng)車組運(yùn)用效率有待提高、運(yùn)用車檢備率較高、動(dòng)車組車型較多、檢修地能力階段緊張、長途跨線列車發(fā)生過修或失修困境。

在國內(nèi)已開通的京津、武廣、鄭西和滬寧等多條客運(yùn)專線，高速列車運(yùn)營速度較高，時(shí)速多數(shù)在300km/h以上.武廣專線跨越多個(gè)省份，氣候條件差異很大，橋梁、隧道眾多，高速列車要持續(xù)高速運(yùn)營上千公里，在世界鐵路史上尚無先例，對(duì)高速列車的服役期間運(yùn)行的安全性和可靠性提出了空前的挑戰(zhàn).

二、車下設(shè)備的安裝原則

1.安全可靠性原則

高速動(dòng)車組的車下設(shè)備對(duì)車輛運(yùn)營具有重要的意義，不能出現(xiàn)任何重大質(zhì)量問題，以安全可靠的安裝質(zhì)量來確保整車的質(zhì)量過關(guān)。在車下設(shè)備安裝時(shí)，務(wù)必保障每個(gè)重要設(shè)備都有兩套螺栓來保障安全，一旦其中一個(gè)螺栓發(fā)生故障，另一個(gè)螺栓還能起到連接作用。故障部位會(huì)在當(dāng)天運(yùn)行后的檢修中被檢查發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行及時(shí)修復(fù)。同時(shí)，每個(gè)螺栓的安裝都要符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以標(biāo)準(zhǔn)化的部件和操作方式實(shí)現(xiàn)緊固。

2.方便維護(hù)性原則

車下設(shè)備安裝在兩轉(zhuǎn)向架之間的封閉設(shè)備艙內(nèi)，安裝空間非常緊張，所有大型設(shè)備的檢查門、操作門都設(shè)在車體的側(cè)面和底部。有些大型設(shè)備的底板直接作為設(shè)備艙底板，底板上設(shè)置檢查門、操作門，以方便操作維護(hù)。

3.適應(yīng)復(fù)雜氣動(dòng)環(huán)境原則

高速列車在運(yùn)行時(shí)，車下懸掛結(jié)構(gòu)承受氣動(dòng)載荷、輪軌相互作用等引起的負(fù)面影響，將不可避免的導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的疲勞損傷。核心問題在于對(duì)環(huán)境的復(fù)雜性考慮不全面，車下設(shè)備的相關(guān)配套部件設(shè)計(jì)和制造存在隱患，達(dá)不到預(yù)期設(shè)計(jì)壽命要求。因此，車下設(shè)備安裝中，要綜合考慮運(yùn)行環(huán)境的氣動(dòng)載荷變化，確保部件的焊接、組裝具有足夠長的使用壽命。

三、吊裝設(shè)備脫落隱患的防范

對(duì)高速動(dòng)車組來說，裙板以及車下的各類吊裝設(shè)備都具有較高的脫落風(fēng)險(xiǎn)，在裝配過程中如果存在螺栓固定不牢、配件質(zhì)量有問題等，容易帶來安全隱患，這對(duì)動(dòng)車組的安全運(yùn)營具有十分重大的意義。為了保證動(dòng)車組車架設(shè)備的正確安裝和吊掛安裝，動(dòng)車在制造的過程中有一定的安裝技術(shù)規(guī)范。在動(dòng)車組車下設(shè)備安裝過程中，要對(duì)其進(jìn)行反復(fù)的試裝、拆卸和調(diào)整，從而解決車下組織安裝的質(zhì)量不穩(wěn)定問題。

防松防脫技術(shù)方案主要包括設(shè)備艙裙板、設(shè)備艙底板、車下吊裝設(shè)備、車下吊裝設(shè)備自帶底板、活動(dòng)檢查門等部分。以設(shè)備艙底板為例，設(shè)備艙底板設(shè)備艙底板由面板、鎖、安全銷及密封件組成。每塊底板均設(shè)置4個(gè)梯形螺紋底板鎖，底板鎖上面設(shè)有防松指針，能夠識(shí)別底板鎖是否松動(dòng)。同時(shí)，設(shè)置4個(gè)可伸縮安全銷，插入裙板支架型材的空腔內(nèi)，可保證在底板鎖失效的狀態(tài)下，設(shè)備艙底板也掉落不軌道上。

車下設(shè)備安裝吊掛原則：1000kg及以上設(shè)備采用框架承載結(jié)構(gòu)，整體吊裝在車體邊梁的吊座上，并設(shè)有垂向減振裝置和縱向止擋;500kg及以上設(shè)備同樣采用框架承載結(jié)構(gòu)，整體吊裝在車體邊梁的吊座上，并設(shè)有垂向減振裝置;500kg以下設(shè)備可直接用螺栓吊裝在底架的吊座上。吊座用螺栓和滑塊固定在底架邊梁型腔內(nèi)或型材上的C型槽上，并保證運(yùn)用安全和安裝方便。

此外，設(shè)備艙裙板的放松防脫也十分必要，該部件主要是鋁型材，懸掛在裙板支架上，并配置了裙板鎖來固定，確保不從裙板座上脫落，“裙板鎖”自動(dòng)脫落的可能性很小，作為一種自鎖結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，需要使用特殊的四角鑰匙才能操作“解鎖”，以此提高裙板鎖的安全性。在車輛運(yùn)行過程中，振動(dòng)和摩擦不會(huì)讓裙板鎖脫落或打開，起到良好的保護(hù)作用。

四、提升車下部件的模塊化組裝

模塊化組裝工藝有利于提升局部設(shè)備的整體性，性能更加穩(wěn)定，發(fā)生故障的幾率更低，對(duì)車下設(shè)備來說具有很強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。尤其對(duì)設(shè)備艙相關(guān)的部件，目前線上運(yùn)營的高速列車的設(shè)備艙結(jié)構(gòu)全部都是集成的、一體的，即在車下使用螺栓將設(shè)備在底架下部布置并緊固，之后采用螺栓連接或焊接的形式將艙體裙板，底板和設(shè)備艙骨架與車體底架進(jìn)行剛性連接.這種結(jié)構(gòu)勢(shì)必導(dǎo)致車體、車下設(shè)備及設(shè)備艙產(chǎn)生共振和疲勞損傷，不但嚴(yán)重影響列車的舒適性，也達(dá)不到預(yù)期設(shè)計(jì)壽命要求，影響行車安全。

通過模塊化組裝工藝的應(yīng)用，高速動(dòng)車組的車下設(shè)備艙結(jié)構(gòu)組成部分，包括安裝量、裙板、設(shè)備艙骨架、風(fēng)擋等產(chǎn)品，將會(huì)逐步整合為一個(gè)整體模塊。但模塊化生產(chǎn)的應(yīng)用還需要充分考慮車下吊裝射別的特殊性，需要制定出一致的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)組裝工序，提升該理念在高速動(dòng)車組研發(fā)制造中的應(yīng)用質(zhì)量。

五、總結(jié)

隨著我國高速動(dòng)車組技術(shù)的提升，高速動(dòng)車組已經(jīng)成為居民出行、商務(wù)活動(dòng)的重要交通方式，帶動(dòng)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提高了人民群眾出行質(zhì)量，但安全問題也越來越受到社會(huì)各界的關(guān)注。在高速動(dòng)車組普及的初期，各類技術(shù)問題頻繁出現(xiàn)，隨著我國高速動(dòng)車組研發(fā)制造和檢修技術(shù)的成熟，各種問題已經(jīng)減少，但依然存在諸多安全隱患，需要制造商、技術(shù)人員密切防范。以車下設(shè)備的安全為例，需要進(jìn)一步提高安裝質(zhì)量，并對(duì)各種可能出現(xiàn)的問題加以研究，提高車下設(shè)備的整體運(yùn)行質(zhì)量。

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