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20200708学点知识——地铁车辆段: 架车、车体分解工艺设备详解

  以下图文信息转自——e车网轨道交通资讯地铁车辆段:架车、车体分解工艺设备详解

  e车网轨道交通资讯前天

  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,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。

  因此,为了地铁安全运行,一般地铁在运行5年或运行里程达到50万公里左右时需要进行架修,运行里程达到100万公里时需要进行大修。架修的检修通常周期在20天左右,大修的周期通常在30天左右。

  大修范围如下:

  主要对列车进行架车、解体;

  转向架构架探伤、整形;

  轮对的分解、检查;

  牵引电机分解、检查、更换零件、性能测试;

  车门叶整形、更换消耗件;

  车体重新油漆以及动态调试、静态调试,最终恢复列车的出厂标准。

  架修范围如下:

  一般只规定对车体进行架车、节本解体;

  对走行部及牵引电机等主要部件进行检查、测试盒修理;

  对车顶、车顶部件和车下部件如受电弓、空调、避雷器、电气箱、转向架及牵引电机等进行外表清洁;

  并对转向架、受流器、牵引电机、制动系统、车钩缓冲装置、车门、各种电气控制装置等部件进行分解、检查、检修、试验,对仪器仪表进行校验。

  车辆架、大修工艺流程

  地铁车辆架修工艺流程可分解为拆解、检修、组装、调试4个部分。车辆在完成接车和预检后,首先对列车进行拆解,完成转向架和车体的分离,并将列车解编为单节列车,而后车体进行各系统及部件现车检修,将大部分拆卸或委外检修,转向架部件进行检修测试或委外检修;最后进行部件装车、落车和联挂编组,再进行调试和交车验收。相关工艺流程如下:

  根据车辆检修的主要内容及检修工艺的流程,开展车辆大、架修工作主要配置的专用检修设备,也就是车辆段需要配置的工艺设备如下:

  1、架车、车体分解的工装设备

  地坑式架车机组、浅坑式移车台、公铁两用牵引车、液压升降平台、工艺转向架、车钩拆装机、起重机、空调机组及受电弓专用吊具等。

  2、转向架检修的工装设备

  转向架升降台、转向架清洗机、转向架试验台、弹簧试验台、减震器试验台、构架测试台、构架翻转台等。

  3、轮对检修及工装设备

  轮对压装机、轴承感应加热器、车轴探伤仪、轴承清洗设备、套齿设备。

  4、牵引电机检修的工装设备

  电机吹扫清洗设备、直流/交流牵引电机试验台、动平衡机、空气压缩机、电动机试验台等。

  5、制动系统检修的工装设备

  空气压缩机试验台、空气阀门试验台、制动单元拆装设备等。

  6、电器部件检修的工装设备

  电器部件中和试验台、功率电子试验台、主逆试验台、示波器等。

  7、空套检修等工装设备

  空调机组组织试验、空调冷媒充放设备、空调检修套装工具、空调焊接专用工具等。

  8、蓄电池检修设备

  蓄电池放电设备、蓄电池拆解工装设备等

  9、其它部件检修等工装设备

  辅助逆变器试验台、车钩试验台、缓冲器试验台、受电弓试验台、门控装置试验台、护指橡胶、安装机等。

  10、静态、动态调试的工装设备

  车辆称重装置、静调直流供电柜、八通道示波器、便携式计算机(故障显示诊断)等。

  11、油漆相关设备

  喷漆设备、加热恒温设备、通风设备、油污过滤设备等。

  12、动力设备等配置

  风、水、电动力设备等。

  本文针对主要的架车、车体分解工装设备进行详细解读。

  车辆段分布

  车辆整体拆装区与配备工艺设备

  按照架修作业功能区域划分,架修场地分为车辆整体拆装区、车体检修区、转向架检修区、轮轴检修区、制动系统检修区、车门检修区、受电弓检修区、空调检修区、电器电子检修间、蓄电池检修间、静态调试库。

  车辆整体拆装区主要功能是完成车体和转向架的分离和安装,通过设置在区域中的固定式架车机完成。

  车体和转向架的分离是将车体与转向架之间的高度控制杆、安全钢索、速度传感器、风管路、牵引电机线缆、接地线缆等连接进行拆解,再将牵引梁和中心销之间的连接复合弹簧拆卸,从而完成车体和转向架的分离。再使用工艺转向架架车、使转向架和车体分别进入独立检修区域。

  车辆整体拆装区配置复合弹簧压装设备,用于拆卸牵引梁与中心销之间的连接,并配置中心销拆装设备(如下图:中心销拆装小车),用于拆卸中心销以完成垫片调整,弥补由轮对旋修造成的车体高度变化。

  车辆各部件检修完成后也要送回车辆整体拆装区,通过固定式架车机进行组装。

  车辆整体拆装区配备的主要设备为固定式架车机或移动式架车机,以及用于车体转向架分解后支撑车体的工艺转向架,用于拆除牵引梁和中心销的复合弹簧压装设备、中心销拆装设备。

  车体检修区与配备工艺设备

  为各级系统及部件进行架修作业的综合区域,该区域根据工艺转向架架车高度设置固定双层检修作业平台(如下图),以及多台移动式升降检修作业平台。

  固定式双层检修作业平台设置电源和风源接口,作业人员通过检修作业平台进入车内、车下或车顶,完成各系统及部件检修。

  在此检修区域作业的内容包括:

  空调、受电弓等车顶大部件的拆卸和安装;

  车门系统的检修、车上电器柜的检修、车上照明系统的拆装和清扫、座椅及内装、车上电热器的检修;

  半永久和半自动车钩的拆装(拆装设备如下图);

  车钩拆装小车(如上图所示)可应用于轨道交通车辆全自动车钩、半永久棒式车钩、半永久牵引杆及缓冲器等的拆卸和安装作业。

  车下箱体的拆装和检修等。

  如上图车底设备拆装装置专门用于车辆检修的配套设备,用于对地铁车辆及工程车下部设备的检查、拆卸和安装。具有升降灵活、移动方便、安全可靠等特点。

  同时,固定式双层检修作业平台和移动式升降检修作业平台(下图为液压升降全向移动车)配合使用,更为车门的现车维修提供有利条件。

  车体升降、移动工艺设备

  1、固定式架车机

  固定式(地坑式)驾车机(简称UFLS)是车辆的重要架修设备,用于轨道车辆固定台位的架车作业,可对一单元列车或一编组列车在不摘钩状态下进行同步架车作业,也能在摘钩状态下对单节车进行架车作业。

  固定式架车机同步提升n节不解钩的列车单元组,方便地对列车车体下部的机械、电气、气动管路等零部件进行检拆、维修、保养和更换。还能对转向架的拆卸和单个轮对进行更换。使用灵活、用途广泛、安全可靠。就是下面这个“大家伙”。

  如下图所示

  列车就能轻松地被升起来了!

  固定式驾车机具有列车整体升降、转向升降和车体升降三种基本工能。

  在实际工作中,需根据不同列车类型和编组应用,对固定式架车机进行选型。

  不同车型无法兼容架车,车辆段需要配置相应车型的固定式驾车机;

  在场地容许的情况下,尽量按照编组的方式选型,编组数大向下兼容编组数小的设计;

  在场地不容许的情况下,尽量采用按单元方式设计——一个编组通常由2或者3个单元车辆组成,每个单元又有A、B、C型等3种车型,通过半自动或者半永久牵引杆连接而成。A为带司机室拖车,即列车的首尾两节车厢;B为带受电弓动车;C为不带受电弓动车。自动车钩(=)安装在A车的1端,用于跟其他列车的牵引,或救援车的链接。半自动车钩(-)通常应用于2个单元间车厢的连接,便于拆解;半永久牵引杆(*)通常用于2个单元间车厢的连接,不便于拆解。

  按单元设计要考虑兼容4节车等非常单元的架车需求;同类固定式架车机的车体架车必须标准统一。

  目前,国内的固定式架车机主要分为柱式和悬臂式2种设计方式。由于地铁车辆架修作业需要将转向架和车体分离并移出,因此,转向架举升机构采用臂式方式,车体举升机构采用柱式方式。

  固定式架车机控制系统一般由可编程逻辑控制器(PLC)、触摸屏或者显示屏、操作台、控制柜、举升单元柜等部分组成,通常有单PLC、双PLC、安全PLC等3种控制模式。通过对比,控制系统首选安全PLC控制,其次双PLC控制,不推荐单PLC控制的方式。

  固定式架车机人机界面通常有仪表盘和触摸屏2种操作模式,首选触摸屏方式,触摸屏的使用可节省许多按钮、转换开关、中间继电器等硬元件,通过组态软件将整个系统的现场数据集中在触摸屏上显示,方便观察、自动记录、人机界面号、易于安装、便于维护。

  2、移动式架车机

  移动式架车机主要应用于对编组列车中的3节车辆在不摘钩状态下同步架车作业,以便进行转向架及车下其它部件更换作业;也应能对任意单节车辆进行架车作业。

  移动式架车机是地铁车辆段检修库中重要的检修设备之一,是地铁车辆检修、车体与转向架分解组装以及车底电器、制动等模块拆装的必备设备。移动式架车机主要运用在临修时的架车作业,一般不解编车辆而进行整列架车。

  移动式架车机的特点:

  1、可以根据车体架车点位置,通过调整移动式架车机到达车体架车点的位置,定位灵活。

  2、架车机的托头与车体架车点对齐;移动装置任意调节架车位,包括垂直轨道方向和平行轨道方向,适应车辆停靠位置的变化;适应车辆转向架定距的变化;适应A型车、B型车车体宽度的变化;同时也可以完成车辆段内的内燃机车、轨道车辆等需要架车维修车辆的架车作业,对检修车辆的包容性较好。

  3、基础施工简单,只要满足架车机在举升时的地面承载力要求即可完成架车任务。

  4、动力电缆和控制电缆连接方便,可以采用预埋的方式,也可以地面上铺设,灵活方便。

  5、设备制造、维护成本低。

  地铁车辆检修过程中,移动式架车机主要用于车辆的临修和架修作业。

  临修的主要工作内容:更换有故障的转向架、车底电器箱检查维修、制动空气管路检查维修等。

  架修的主要工作内容:拆卸所有转向架进行检修、拆卸部分车底电器箱检查维修;制动空气管路检查维修等。

  地铁车辆临修和架修作业过程中移动式架车机的不同设置方案的特点和优势如下:

  有检查坑时架车机的设置方案及优势

  有检查坑时架车机的设置方案:移动式架车机的基础为条形基础,考虑到基础的结构稳定性,检查坑建议设置为壁式检查坑,其架车过程如图1~图3所示:

  图1移动式架车机与检查坑配套使用

  图2移动式架车机举起车辆,分解的转向架落地

  图3分解的转向架推出

  有检查坑时架车机工艺特点:

  应用于临修:架车前,可将转向架与车体分解;架车高度较低,节省时间;由于车下有检查沟,无法对车底其他模块进行检修。

  应用于架修:架车前,操作者通过检查沟将全部转向架与车体的连接和电缆、气源管路拆开,效率高;举升车体,转向架与车体中心销脱开后,停止架车;将转向架逐个全部推出;安装工艺转向架或车体支撑。但在此工位无法对车底电器箱、制动模块等进行检查和维护。

  通过以上特点可以看出,移动式架车机与检查坑配套使用,只能够进行全部转向架的拆装,具有效率高、操作简单的特点;而对于临修,无法完成其他部件如二系悬挂、空气弹簧、齿轮箱等进行检查和修理。

  无检查坑时架车机的设置方案及特点

  无检查坑时,架车机架车的工艺过程如图4~图7所示:

  图4移动式架车机采用无检查坑设置

  图5移动式架车机举起车辆

  图6转向架移送车接送待检转向架

  图7待检转向架运出

  无检查坑时架车机工艺特点:

  应用于临修:地面平整,便于检修人员对车底进行检修;对单个故障转向架进行拆装时,可以先将车辆架起,利用蓄电池转向架接送车将转向架的轮对顶住;

  此时可进行转向架与车体的连接和电缆、气源管路拆开,通过升降接送车将转向架缓慢落下;

  可对车底模块进行检修;

  由于采用了移动式架车机,在非临修状态下,可以进行其他车辆的检修或其他工作;为检修线路的充分利用奠定了基础。

  应用于架修:由于没有检查沟,转向架与车体的连接,需要架车后分解;每个转向架分解时,需要转向架接送车配合;但可方便地分解组装车底模块,节省检修占地面积;无架修任务时,可进行其他工作;

  综上,临修时,虽然有检查坑的转向架分解组装时间短,但其他的作业有困难。而无检查坑的作业时间略长,但为其他的检修作业带来了方便。

  架修时,因为主要工作就是转向架的检修,转向架的拆装效率,是直接影响检修效率的因素,因此有检查坑的设备配置,应当是首选的。

  3、工艺转向架

  该设备用于电力机车、地铁列车维修过程中,替换车辆转向架,支撑并带着车体(含车体上全部部件)在厂区内走行流转。

  工艺转向架(又称架台车)主要由旁承、轮对轴箱和构架等组成,轴箱采用圆柱轴承、便于装卸;

  轮对的轴距、轮距及轮径满足车厢使用需要;

  旁承为圆柱形,其上部与车体接触部位地盘,中心距与转向架两个空气弹簧中心距相同,其表面铺垫橡胶垫防止车体空气弹簧座表面损伤。

  构架上应设置车体中心销定位装置,其装置通过微调功能使中心销与工艺转向架定位,传递牵引力和制动力。在构架上通常设置2个机械制动装置,操作方便,以防止车辆停车后溜车。

  工艺转向架技术参数设计如下:

  工艺转向架设计寿命30年,在正常使用情况下,维修周期如下:

  3、公铁两用牵引车

  公铁两用车顾名思义是一种既能在轨道,又能在公路或者站台等常规路面上行走的特种车辆。车辆在普通路面上运行时,公铁两用车的钢轮向上升起,跟常规路面车辆运行方式相同;在轨道上运行时,则将钢轮由提升机构降落在轨道上。由于牵引模式的不同,车辆的橡胶轮胎升起或与钢轨接触,钢轮作为导向轮,再根据作业的需求,在公铁两用车上搭载各种作业平台。

  公铁两用车的种类比较多,按用途可以分为牵引车和工程车。

  牵引车具有牵引力大、灵活机动、体积下,可通过小半径曲线及操作简单等优点,主要应用于铁路站段、港口码头、工矿企业、中小型货场、专用仓库、专用线、及地方铁路的调车作业及车辆的运行牵引。

  工程车的应用范围比较广泛,主要有高空作业车、接触网放线车、钢轨清洁车、桥梁检测车、消防车、轨道焊接车、除雪车综合检测车、隧道清洗车、吊车、起重车及挖掘车等。

  地铁车辆段配备的公铁两用牵引车主要应用于列车车辆在检修过程的各工位移动牵引作业,降低了调车机的使用率,从而节省了调车机的运用、检修费用。设备两端设有与机车车辆相配合的标准车钩。

  公路模式走行换道时,在道路或检修库房地面上开行,而不对地面造成破坏。

  铁路模式走行在轨道上时,设备满足机车出入库牵引和机车洗车过程的牵引,亦可用于机车整备过程中股道间的短距离牵引调度,同时适用于不落轮镟的微移动牵引。

  操作方式:驾驶操作(具有前进、后退、转向、平移等功能)

  设备主要由一个板式结构的刚性车体、两端的13#标准车钩、四套驱动轮组、两套导向轮组、两组蓄电池、液压驱动系统以及电气控制系统等组成。

  设备采用蓄电池供电,全无级调速系统,液压驱动车轮行走。驱动轮组走行部采用液压马达、减速齿轮、刹车、方向盘转向等完成。

  设备具有两套导向轮装置,以便于其在轨道上行走,通过两组液压缸驱动导向轮升降来完成铁路模式和公路模式的转换。车体两侧均设有紧急停车操作按钮;设备走行与导向轮升降具有电气互锁功能。

  (a)车辆纵向行驶包括四轮方式转向(b)车辆横向行驶包括四轮方式转向

  (c)车辆单向转弯包括两前轮方式转向(d)车辆最小转弯包括两前轮方式转向

  4、浅坑式移车台

  浅坑式移车台安装于车辆段内,用于车辆在临修线、架修线以及各个检修库之间的转轨/转库作业。具体流程如下:

  列车进入解列编组线——列车解列——推出转向架——换上工艺转向架——车辆推上移车台——车辆进入车体线或者大架修线——车辆分解——车辆推上移车台——车辆进入车体表面处理线——车辆推上移车台——车辆进入油漆线——车辆推上移车台——车辆返回车体线或大架修线——车辆组装——推出工艺转向架——安装转向架——车辆推上移车台——车辆进入车辆称重线——车辆推上移车台——车辆进入解列编组线——车辆编组成列——驶入列车静调线——列车试车线。

  移车作业前用公铁两用车将车辆牵引至移车台上,再通过移车台将车辆及公铁两用车横移至指定轨道或检修库内。

  移车台主要由机械系统(图2)和电气控制系统两大部分组成。

  机械系统主要由钢结构(车架)、驱动系统(主从动走行轮)、司机室、渡桥等组成。驱动系统包括4套槽形主动走行轮和2套从动走行轮,主动走行轮分贝由4台“三合一”减速机驱动。

  电气控制系统主要由供电装置、控制台、电器柜以及PLC、变频器、电机、减速机等组成。电机、减速机同步控制采用变频器矢量控制技术,确保4个主动轮的负载和转速一致,防止在走行过程中出现啃轨和爬行等现象的发生。

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