某地鐵線電客車輪餅架修方案研究分析

范家振 張文銳

摘要：為了防止在架修與大修之間出現(xiàn)批量性的輪餅磨耗到限問題，避免出現(xiàn)大面積的列車停時，需要該線電客車輪餅的架修方案進行研究。經(jīng)過對比，采用預防性維修方案對該線電客車輪餅進行架修。

關鍵詞：地鐵，架修，輪餅，預防性維修

一、概述

某地鐵線于2017年1月開通運營，電客車為B型車6輛編組，共29列車。交通運輸部于2019年發(fā)布的交運規(guī)[2019]8號文——《城市軌道交通設施設備運行維護管理辦法》第三章第十二條第一款規(guī)定：電客車架修間隔一般不超過5年或80萬車公里，大修間隔一般不超過10年或160萬車公里，整體使用壽命一般不超過30年或480萬車公里。一般情況下電客車架修時無需更新輪餅，在大修時更新輪餅。但該線電客車輪對多邊形現(xiàn)象明顯，輪餅磨耗率較高，導致部分列車在大修前輪餅磨耗到限，造成列車在大修前需要扣車更新輪餅或提前大修。為了防止在架修與大修之間出現(xiàn)批量性的輪餅磨耗到限問題，避免出現(xiàn)大面積的列車停時，需要該線電客車輪餅的架修方案進行研究。

二、電客車輪軸架大修情況介紹

一般情況下B型車架修時需要對軸箱軸承、齒輪箱、聯(lián)軸節(jié)進行分解檢修，更新齒輪箱輸入軸及中間軸軸承，更新聯(lián)軸節(jié)密封件和油脂，對軸、齒輪等部件進行探傷，進行跑合試驗。大修時更新軸箱軸承，更新齒輪箱全部軸承，由于更新齒輪箱的輸出軸軸承需要更新動車輪餅，視磨耗情況更新拖車輪餅，更新聯(lián)軸節(jié)密封件和油脂，進行跑合試驗。

三、該地鐵線電客車輪餅異常磨耗問題及應對措施

該地鐵線電客車輪對多邊形現(xiàn)象自開通以來就一直存在，車輪多邊形問題不但極大影響乘坐舒適度（振動大、噪聲大），而且嚴重影響轉(zhuǎn)向架各個部件的可靠度。目前只能通過計劃鏇修來消除多邊形。大量的輪對鏇修導致鏇床超負荷運行、提高了輪餅的綜合磨耗率并縮短了輪餅的使用壽命。

輪餅的綜合磨耗（磨耗率等于輪餅直徑消耗量除以公里數(shù)）可以分為輪餅純磨耗和鏇修消耗，該地鐵線輪餅綜合磨耗率較高。統(tǒng)計2017年至2018年的綜合磨耗率為每0.67mm/萬公里，2019年至2020年的綜合磨耗率為0.56mm/萬公里。

輪餅與軌道間的純滾動磨耗無法降低，為了降低輪對磨耗率，該地鐵線維修人員不斷優(yōu)化鏇修方案以降低輪對鏇修消耗，2020年至2021年6月的綜合磨耗率已經(jīng)降至0.45mm/萬公里，預計后續(xù)輪餅磨耗率能進一步下降至0.4mm/萬公里。磨耗率趨勢見下表：

四、電客車輪餅架修方案研究

按照綜合磨耗率0.4mm/萬公里預測該地鐵線有11列車的輪餅可以運行至大修更新（其輪徑值在770mm-779mm）。架大修之間將有18列車的輪餅磨耗到限（輪餅的的輪徑值許用下限為770mm）。對輪餅架修方案研究分下。

（一）方案1：輪餅按照磨耗進行狀態(tài)修。

該地鐵線電客車在架修時輪餅輪徑值均在770mm以上，不進行輪餅更新。在架修與大修之間有18列車的輪餅磨耗到限需要更新，大修時該18列車的拖車輪餅無需更新（按照磨耗率推算需在二輪架修時更新），其余11列車的輪餅需在大修時全部更新。

1.停時：1列車使用周轉(zhuǎn)輪對更換到限輪對需要3天時間，列車調(diào)試需要1天時間，共需4天時間完成全列車輪對更換及調(diào)試。18列車輪餅大修前到限共造成72天停時。

2.優(yōu)點：在輪餅磨耗到限時進行輪餅更換，表面上看可以充分利用輪餅使用壽命。

3.缺點：

（1）架修至大修期間需要更新18列車輪餅和軸箱軸承，此時軸箱軸承壽命未到限，造成軸箱軸承壽命的浪費;

（2）極易造成批量扣車，影響正線列車供應，造成大面積列車停時;

（3）18列車動車更換的新輪餅在齒輪箱大修時需要再次拆下，輪餅重新安裝時選配成功率極低，基本上無法再次安裝，輪餅需要再次更新，實際上并未節(jié)約輪餅壽命;如將18列動車齒輪箱在輪餅到限更換時進行大修，則浪費了18列車動車軸承和齒輪箱的壽命，浪費成本約為291萬，而該18列車輪餅架修后剩余價值也僅為300萬左右，因此也不建議18列車輪餅到限時齒輪箱提前大修。

（4）更新輪餅后，列車運行至大修需要再次進行輪軸大修，生產(chǎn)計劃安排復雜;

（5）成本最高，造成停時較多。

（二）方案2：拖車輪餅按照磨耗進行狀態(tài)修。

由于拖車轉(zhuǎn)向架無齒輪箱，因此可以考慮將動、拖車輪餅按照不同策略進行維修。即在架修時將18列車的動車輪餅更新，拖車輪餅磨耗到限時（架修與大修之間）進行更新。在大修時該18列車的動車輪餅需更新、拖車輪餅無需更新（按照磨耗率推算需在二輪架修時更新），另外11列車的輪餅在大修時全部更新。

1.停時：使用周轉(zhuǎn)輪對更換1列拖車輪對需要1天時間，列車調(diào)試需要1天時間，共需2天時間更換全列車輪對。18列車輪餅大修前到限共造成36天停時。

2.優(yōu)點：拖車輪餅的壽命得以充分利用，成本最低。

3.缺點：架修與大修之間仍需更新輪餅，造成停時。

（三）方案3：輪餅預防性維修。

在架修時更新18列車輪餅，在大修時該18列車的動車輪餅需更新、拖車輪餅無需更新（按照磨耗率推算，輪餅可磨耗一個大修期，即在二輪架修時更新），另11列車的輪餅在大修時全部更新。

1.停時：架大修之間到限的輪餅在架修時更換，架修與大修之間無需更新輪餅，不會造成列車額外停時。

2.優(yōu)點：

（1）成本較低，比方案2高49.32萬元，與方案1、2相比節(jié)約了軸箱軸承的檢修費用及相應緊固件的費用;

（2）不會造成額外停時，架大修生產(chǎn)組織比較順暢。

3.缺點：輪餅費用增加，主要是對18列拖車輪餅的使用壽命有所浪費。

五、結(jié)論

綜上所述，方案3架修時將無法維持到大修的18列車輪餅提前更新，大修時再更新該18列車動車輪餅以及另11列車所有輪餅的策略，成本比方案2僅高49.32萬元，但是不涉及額外的列車停時，可以保證正線供車，且生產(chǎn)安排較為順暢，因此建議選擇方案3。以上數(shù)據(jù)均是基于現(xiàn)有磨耗率計算得出。

參考文獻：

[1]中華人民共和國交通運輸部.城市軌道交通設施設備運行維護管理辦法

[2]中車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司.電客車維護手冊