浅谈地铁车辆大、架修工艺设计

2022-09-12

大、架修是地铁车辆检修修程中非常重要的组成部分。车辆架修的目的是恢复车辆的性能;大修的目的是全面恢复车辆的尺寸和性能, 大修是实现地铁30年设计寿命周期内保持稳定的车辆表现的重要的维修形式。

地铁车辆是由许多部件和子系统组成的复杂而完整的系统, 在投入运营初期, 由于各部件和子系统之间的磨合, 往往会有比较高的故障率;经过一段时间后, 故障率慢慢下降并进入一个稳定的状态;不过随着车辆运行时间的增加和运行里程的累积, 一些零部件由于磨损、老化、疲劳、受污染等因素而导致性能下降, 可靠性降低, 使车辆故障率升高, 甚至可能造成安全隐患, 这些问题通过定修及以下修程的维修难以解决。因此, 根据维修手册, 一般地铁车辆在运行6年或运行里程达到60万公里左右需进行架修;在运行12年或运行里程达到120万公里左右需进行大修 (根据国外的运营经验, 地铁直线电机车辆的架、大修周期可以延长) 。

本文从设计的角度, 结合国内外地铁车辆检修模式和经验, 讨论地铁车辆大、架修工艺及库房设计和设备布置, 以使其更优化、更合理的适应地铁车辆维修的要求。

1 地铁车辆大、架修的工艺流程及作业内容

1.1 大、架修工艺流程

地铁车辆大、架修作业需对车辆进行全面 (大修) 、较大范围 (架修) 的解体、清洗、检测、修复、试验、组装、调试和油漆等工作, 当然具体的范围是根据车辆生产厂家提供的维修手册, 决定哪些零部件需要维修及维修的深度。其工艺设计的主要内容为车辆的车体和转向架两大部件的分解以及其他设备、部件的清洗、检测、修复、试验、组装和调试等。

地铁车辆架修、大修工艺流程如图1所示。

1.2 大、架修主要作业内容

大修:对车辆各部件和系统包括车体在内进行全面的分解、检查及整修, 结合技术改造对部分系统进行全面的更换, 对车辆各系统进行全面检测、调试及试验。

架修:对车辆的重要部件, 特别是转向架及轮对、电机、电器、空调机组、车钩缓冲器装置、制动系统等进行分解、清洗、检查、探伤、修理, 更换报废零部件。对电子部件进行清洗及测试。对蓄电池进行清洗及充放电作业。对车辆各系统进行全面检测、调试及试验。

2 大、架修库房的检修功能分区及设备配置

2.1 大、架修库房检修功能分区

根据车辆大、架修的工艺流程, 大、架修库房按照各部件的检修分为架车区、转向架检修区、轮轴检修区、电机检修区、车体检修区、电气检修区、空调检修区、制动/空压机检修区、受电弓 (集电靴) 检修区和钩缓检修区等, 在各检修区的设计中, 转向架、电机等部件的检修可采用流水作业工艺流程和部件互换工作制, 以提高检修质量和检修能力。

2.2 设备配置

(1) 架车区。

架车区是整车拆解和组装的场地, 车辆进入架车区后, 利用固定式架车机进行车体、转向架分离、拆除部分车下设备;车辆各部件检修完成之后也需要送到架车区, 通过固定式架车机进行组装。

架车区配备的主要设备为固定式架车机或移动式架车机。

(2) 转向架检修区。

转向架检修区对转向架各部件进行检修;对转向架的全部焊缝进行探伤、检测。

配置的设备主要有:转向架检测靠模、转向架翻转机、转向架清洗间、转向架零部件清洗机, 并利用地沟分解、组装转向架。

转向架检修区还可完成构架补焊和修理、转向架静载试验等, 该工区需设工艺股道供待修及修竣转向架存放。

(3) 轮轴检修区。

轮轴检修区可完成车轮和牵引齿轮的拆装、轮对整体探伤 (包括车轮、车轴和牵引齿轮) 。

轮轴检修区主要配备有以下设备:轮对超声波探伤机、轮对动平衡试验机、立式数控车床 (轮饼镗孔) 、轮对压装、拆解机 (可压装制动盘) 、电热炉、车轮车床、轮对试验台、轴箱加热器、轴箱清洗机、轴承检测设备。

(4) 电机检修区。

电机检修区是电机分解、检测、清洗和组装的场地;根据作业需要配备电机拆装设备、带除尘的空气过滤器 (电机清扫装置) 、电机加热炉、电机零部件清洗设备、相关检测仪器仪表、电机试验装置、牵引电机空转试验台等, 以及必要的起重运输设备, 其中电机试验间与其电源应毗邻设置, 并采取有效的隔噪、隔声措施。

有条件时, 电机可外委专业工厂检修。

(5) 车体检修区。

车体检修区主要对车门进行修理;配置扭力扳手、打磨机等设备;车体油漆车考虑单独的喷漆库, 不在车体检修区进行。

(6) 电气检修区。

电气检修区承担逆变器、高速断路器等电器设备的检修、试验;配置的主要设备有逆变器试验台、电器综合试验台、高速断路器试验装置等。

(7) 空调检修区。

空调检修区设空调试验间和空调清洗间;并考虑立体式空调存放架。

(8) 制动/空压机检修区。

制动部件检修实行零部件更换修;检修配置BCU模块制动试验台、制动试验台、干燥器试验台、空压机试验台等设备。

(9) 受电弓 (集电靴) 检修区。

受电弓 (集电靴) 检修区受电弓 (集电靴) 修理、受电弓 (集电靴) 特性试验;配置相关的检修、试验设备。

(10) 钩缓检修区。

钩缓检修区主要对车钩、缓冲器进行检测、检修和试验;配置的设备有车钩分解平台、车钩检测仪、压力试验机、车钩连挂试验台等设备。

3 大、架修库房的设计

大架修库的设计要以车辆的大、架修的固定架车机线为主体, 其余车体、转向架车间要围绕架车线布置, 以达到作业顺畅的目的, 其余各机电、电子检修车间要分别环车体检修工区和转向架检修工区布置以方便作业。按照检修工艺流程顺畅的原则, 在每条固定式架车线延伸到移车台, 移车台另一端为车体检修间, 通过移车台, 把车体送往各车体检修间。按需要可以架车线两端设置转向架转盘, 通过转盘将转向架运往其它转向架检修工区。

分解后的转向架运往转向架检修工区, 其位置可以就近布置在架车线的一侧其他轮轴检修区则根据其检修工艺流程依次布置。为方便轮对的调运, 这些工区均需加设天车。

车体的油漆一般采用手工喷漆工艺设计中采用将车体喷漆库置于检修联合厂房内, 车体油漆工序前后车体亦通过联合厂房内的移车台往返取送。这样, 车辆检修作业的全过程均在检修联合厂房内完成整个检修工艺流程显得紧凑而顺畅。车体喷漆库应根据有关规定采取一定措施满足《建筑设计防火规范》的有关规定。

车辆的检修设施中, 可以将车辆定、临修设施与大、架修设施集中设置于大型的联合车库内, 避免了设备的重复设置, 便于工作中的联系和管理, 同时使总平面图不仅整齐方正, 而且减少了段内线路和占地范围。

现代地铁车辆多采用轻量化标准, 车体主要为铝合金模块和铆接结构, 可设置专用车体、转向架解体组装线, 配置地下式架车机和检修台车进行车体与转向架的解体和组装, 并设置内斜坡式移车台, 可以方便地解决了车体、转向架至检修分区的往返取送, 且为厂房内提供了运输通道。同时在轨道交通工程的发展过程中, 当需要增加大、架修列位时, 不用从检修线群的咽喉另行引库线, 仅需在既有大、架修列位侧加设厂房即可, 能最大限度减小对原有设施的干扰。

4 结语

在地铁车辆大、架修工艺设计中, 对检修工艺流程和检修作业内容的把握是最重要的。大、架修库房的布置以及各检修区的设置都应该以检修工艺流程合理、顺畅、便利为前提, 再根据具体不同的需求进行局部调整。上文是笔者根据所了解的地铁车辆大、架修工艺设计一般情况而进行的一次探讨, 在做具体设计时, 应结合实际, 根据地域差别, 作业习惯及运营部门要求等因素综合考虑, 使大、架修工艺设计既满足功能要求, 又高效、实用。

摘要：阐述了地铁车辆大、架修工艺流程和作业内容;分析了大、架修库房的检修功能分区和主要的设备配置;提出了地铁车辆大、架修库房设计的要点和看法;指出了在地铁车辆大、架修工艺具体设计中应结合实际, 使大、架修工艺设计既满足功能要求, 又高效、实用。

关键词：地铁,车辆,大架修,工艺设计