沈陽地鐵車輛架修工藝設(shè)計論文
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)實踐中的改進(jìn)經(jīng)驗，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
車輛架修的目的是對車輛各系統(tǒng)進(jìn)行深度維修以恢復(fù)車輛的使用性能，是實現(xiàn)地鐵設(shè)計壽命周期內(nèi)保持車輛穩(wěn)定表現(xiàn)的重要形式之一。根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB50157—2013《地鐵設(shè)計規(guī)范》，地鐵車輛在運行5年或運行里程達(dá)到50～60萬km需進(jìn)行架修。
1號線車輛架修工作
于2015年3月開始，從首列車試修工期45個工作日，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)實施情況為基礎(chǔ)，總結(jié)相關(guān)工藝改進(jìn)設(shè)計，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個部分。車輛在完成接車和預(yù)檢后，首先對列車進(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)點劃分為解編架車、系統(tǒng)及部件檢修、落車編組、靜動態(tài)調(diào)試共4個階段。根據(jù)這4個階段將整個架修工期進(jìn)行劃分，并制定幾個重要的時間節(jié)點，保證架修生產(chǎn)計劃的正常執(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，通過移車臺轉(zhuǎn)軌進(jìn)入架修臺位的過程，用時3個工作日。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。該過程為整個架修工期的重要階段，占架修工期的大部分時間，用時14個工作日。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4個工作日。調(diào)試和交車驗收階段包括靜動態(tài)調(diào)試、正線試運行，以及檢修車間完成車輛的驗收和交車，至此整個架修工期結(jié)束，該階段用時6個工作日。
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，以及多臺移動式升降檢修作業(yè)平臺。固定式雙層檢修作業(yè)平臺設(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；半永久和半自動車鉤的拆裝；車下箱體的拆裝和檢修等。同時，固定式雙層檢修作業(yè)平臺和移動式升降檢修作業(yè)平臺的配合使用，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)、制動風(fēng)管路、制動單元、牽引梁及牽引拉桿、橫向減振器、構(gòu)架與輪對、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、輪緣潤滑裝置等。在轉(zhuǎn)向架檢修區(qū)設(shè)置附件試驗間，配置空氣彈簧試驗臺、軸箱彈簧試驗臺、油壓減振器試驗臺、單柱式壓裝壓力機(jī)，對空氣彈簧和軸箱彈簧等備件進(jìn)行檢修和性能測試。在轉(zhuǎn)向架各部件完成檢修后進(jìn)行組裝，通過轉(zhuǎn)向架靜載試驗臺對轉(zhuǎn)向架整體性能進(jìn)行測試，試驗合格后裝車使用。
3.4輪軸檢修區(qū)
輪軸檢修區(qū)是在輪對與構(gòu)架分離后，對輪對和軸箱軸承進(jìn)行檢修的區(qū)域。輪對在進(jìn)入檢修區(qū)域后，首先完成軸箱軸承與輪對的分解，軸承采用委外維修的方式檢修，輪對進(jìn)入輪對清洗機(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)與選配好的輪對進(jìn)行組裝，然后通過輪對跑和試驗臺對輪對進(jìn)行測試，測試完成后進(jìn)入轉(zhuǎn)向架檢修區(qū)域，與構(gòu)架進(jìn)行組裝。
3.5制動系統(tǒng)檢修區(qū)
制動系統(tǒng)檢修區(qū)是進(jìn)行踏面制動單元、空壓機(jī)和制動系統(tǒng)部件檢修和試驗的`區(qū)域，配置有空壓機(jī)試驗臺、雙塔干燥器試驗臺、風(fēng)缸試驗臺、閥門綜合試驗臺、踏面制動裝置試驗臺、氣動部件綜合試驗臺等裝置。
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)行檢修和試驗的區(qū)域，設(shè)置有車門試驗裝置、車門矯正臺、門頁及門驅(qū)動機(jī)構(gòu)拆裝升降臺。
3.7受電弓檢修區(qū)
受電弓檢修區(qū)設(shè)置有受電弓試驗臺和受電弓工作臺。受電弓試驗臺自帶風(fēng)源，可對拆卸下車的受電弓進(jìn)行性能測試，受電弓工作臺是用于受電弓分解、組裝，及整體檢修的工作平臺。
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、空調(diào)裝置試驗臺。空調(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)裝置試驗臺用于空調(diào)裝置檢修后的性能檢測。
3.9電器、電子檢修間
電器、電子檢修間是對車上電器部件進(jìn)行檢測的區(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)備有司控器試驗臺、移動式耐壓試驗臺、繼電器試驗臺、速度傳感器試驗臺、電磁閥試驗臺、高速斷路器試驗臺等，以及各種應(yīng)用于電路板及電器元件檢測的儀器儀表。
3.10蓄電池檢修間
蓄電池檢修間設(shè)置自動恒壓恒流充放電機(jī)、蓄電池加液設(shè)備、蓄電池檢測工具等。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，在測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，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)試時的電源需求；固定式雙層檢修作業(yè)平臺用于受電弓和空調(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)、制動單元、牽引梁、橫向減振器等部件拆卸和安裝。為滿足此項作業(yè)需要，架修主庫設(shè)置多臺轉(zhuǎn)向架提升臺，以及1臺載重量10t的橋式起重機(jī)，但考慮到多個轉(zhuǎn)向架的不同部件同時拆解和組裝作業(yè)時，只依靠庫內(nèi)1臺橋式起重機(jī)，很難配合多臺轉(zhuǎn)向架提升臺同時作業(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臺立柱式起重機(jī)，載重量為1～3t，可與多臺轉(zhuǎn)向架提升臺配合使用，滿足牽引電機(jī)、制動單元等設(shè)備的吊裝，有效提高生產(chǎn)效率。在此經(jīng)驗基礎(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、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，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，功能試驗項目較多，導(dǎo)致車門系統(tǒng)功能試驗占用整車調(diào)試階段的較多工時，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，將各功能試驗項目的控制集成到調(diào)試裝置的按鍵上，并使用移動式直流穩(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期同步安裝，受到當(dāng)時技術(shù)條件限制，均設(shè)計為手動轉(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浪費。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)動結(jié)構(gòu)，將手動驅(qū)動改為電動驅(qū)動，可有效節(jié)省人力和工時。
5結(jié)語
地鐵運營公司作為地鐵車輛的運用單位，不同于車輛制造企業(yè)，受到檢修場地、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)，是地鐵運營公司研究和努力的方向。在地鐵車輛架修工藝設(shè)計中，應(yīng)以現(xiàn)實條件為基礎(chǔ)，通過制定階段性工期計劃、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，實現(xiàn)工藝設(shè)計更加合理和高效。
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