新建萬水泉車輛段工程工藝設計研究

何 勇

(中鐵工程設計咨詢集團有限公司機械動力設計研究院,北京 100055)

新建萬水泉車輛段工程工藝設計研究

何 勇

(中鐵工程設計咨詢集團有限公司機械動力設計研究院,北京 100055)

通過對神華集團鐵路自備車類型、保有量、既有檢修能力布局的計算、分析，并結合C70、C80新型鐵路貨車最新檢修工藝流程、工裝設備配置、神華集團鐵路運輸特點以及擬建場地的既有情況的分析、研究，論述在萬水泉新建車輛段的必要性，確定了新建車輛段的總平面布局方案，合理利用資源，集約用地。確定組合車庫采用聯合并列式布置方案，在主要檢修車間采用先進的自動化流水線，以提高生產效率。滿足了神華集團各型鐵路貨車的檢修要求，緩解了檢修能力缺口。

鐵路貨車車輛段；總平面布置；工藝設計

1 概述

目前,中國神華集團年貨運量達到1.8億t,擁有鐵路自備車41 800輛,隨著公司快速穩定的發展,近期年運量將增至2.5億t以上,根據神華集團公司“十二五”發展規劃文件資料,神華集團自有鐵路運營里程及各線運量資料分析、預測,近期神華集團鐵路自備車將增加至61 430輛,主要為C70、C80新型鐵路貨車。神華集團自營鐵路具有里程長、運量大、自備車數量多,車型較新也相對單一等特點,本次新建萬水泉車輛段位于內蒙古包頭市神華包神鐵路萬水泉南站,是在既有站修所基礎上擴建為車輛段,以解決集團自備車,尤其是新型敞車的段修能力缺口問題,保障集團鐵路運輸安全。

2 新建萬水泉車輛段的必要性

2.1 既有檢修能力缺口分析

神華集團既有2個車輛段修基地:神木北車輛段、肅寧北車輛段,既有段修臺位數36個(神木北18個,肅寧北18個),根據集團自備車保有量計算檢修臺位分析,共需段修臺位135個,尚欠缺99個段修臺位。經現場調查神木北車輛段已無改擴建條件,肅寧北車輛段擴建條件也有限(可擴建至30個臺位),故檢修能力缺口較大。

以前,集團自備車的檢修工作采用自修與委外修相結合的方式,但由于國鐵車輛段檢修能力不足,不能承擔自備車的修理工作,造成大量扣修車積壓,不能投入運營,影響車輛周轉,影響集團公司運輸生產任務的完成。為保證鐵路運輸安全,圓滿完成集團公司的運輸任務,集團自備車的檢修工作宜考慮自修方式。

2.2 包神線、甘泉線、新準線及其他相鄰鐵路保有量、檢修工作量分析（表1)

包神線、甘泉線、新準線及相鄰鐵路沒有貨車段修設施。既有神木北和肅寧北主要負責神朔線、朔黃線、黃大線等鐵路車輛的段修工作,能力已經飽和,不能滿足包神線及相鄰線自備車的檢修需要。

表1 包神線、甘泉線、新準線及其他相鄰鐵路保有量、檢修工作量計算［1]

目前,既有包神線、甘泉線、新準線自備車的段修全部是委外修,主要由呼和浩特鐵路局、北京鐵路局和太原鐵路局車輛段承擔,以后國鐵車輛段不再承擔公司自備車的段修工作,只能考慮在包神、甘泉線范圍內新建車輛段。

2.3 萬水泉在神華鐵路網中的位置及優勢

萬水泉南站是包神線的起點站,北接包頭樞紐,為主要技術作業站,主要辦理列車編解,自備車中扣修車的取送,專用線車輛的取送等作業［2],隨著甘泉線、新準線的引入,萬水泉南站在神華自有鐵路網中的地位和作用將日益加強。結合萬水泉南站扣車條件、取送車條件以及公司車輛檢修基地的規劃,在萬水泉南站新建車輛段,可以覆蓋包神線、甘泉線、新準線及與之接軌的專用線范圍。

3 新建車輛段規模的確定

3.1 采用的主要指標（表2)

表2 采用的主要指標［3- 5]

3.2 檢修工作量的計算及規模的確定

根據包神線、甘泉線及其他自管鐵路回送自備車保有量計算,每年到期段修車數為8 078輛,即32輛/d,約需段修臺位20個。臨修工作量為28輛/d,需臨修臺位14個。本次設計充分利用擬建場地的條件,綜合考慮預留條件,新建萬水泉車輛段規模為段修24臺位,臨修6臺位［6]。

4 新建萬水泉車輛段工藝設計

4.1 總平面布置設計（圖1)

新建萬水泉車輛段擬建場址位于萬水泉南車站的西南側,包頭市濱河新區的規劃萬水泉大道(寬50 m)南側,煤制烯烴鐵路專用線北側,包神線西側,南繞城公路以東的場地上,沿規劃萬水泉大道東西向布置。

圖1 新建萬水泉車輛段總平面布置

新建轉向架間1處,建筑跨度為27 m,主要承擔鐵路貨車轉向架的大分解、構架清洗、分解、檢查、修理、組裝等作業,并從轉向架上分解、組裝輪軸、制動梁、三小件(承載鞍、枕簧、斜楔)、交叉支撐裝置、彈簧托板、搖動座、橫跨梁、下旁承等部件,并將各部件轉運至相關車間。

轉向架間設轉向架構架環形懸掛檢修流水線(兩進一出)1條,每天可以達到檢修60輛車的轉向架規模,即流水線生產節奏為:6 min完成一個轉向架構架的檢修［11]。

主要工藝流程:待檢修轉向架→轉向架大分解→構架沖洗→基礎制動分解→制動梁分解→三小件分解→彈簧托板、橫跨梁、搖動座分解→正位檢測→構架翻轉檢查→交叉桿分解→八字面焊修→分解、更換滑槽磨耗板→更換立柱磨耗板→交叉桿組裝→正位檢測→彈簧托板組裝→三小件組裝→制動梁組裝→基礎制動組裝→橫跨梁組裝→安裝下心盤→轉向架大組裝、落成→將修竣轉向架吊運至修車庫。

(3)輪軸間

新建輪軸間1處,主要承擔各主型貨車輪對的檢查、測量、除銹、探傷、漩輪、機加工以及滾動軸承退卸和壓裝等作業。包括:輪對檢測探傷間、輪對加修間、同溫組裝間、軸承選配間。其中輪對檢測探傷間內設2線的輪對檢查、除銹、探傷流水線,預留1條,每條流水線的生產節奏為:5 min/1條輪對；輪對加修間設5臺車輪車床,同溫組裝間設2條輪對壓裝線。

車輛段另設置有:鉤緩間、制動梁檢修間、存輪庫、制動室、配件加修中心、設備維修間、材料庫等輔助生產分間。新建萬水泉車輛段整體綜合效果圖如圖4所示。

圖4 新建萬水泉車輛段整體綜合效果圖

5 值得探討和研究的問題

5.1 神華集團所屬車輛段的設計中是否完全按照國鐵技術指標取值

該車輛段是為神華集團自備車檢修服務的,神華集團運營業鐵路將達到3 000多km,自備車保有量達到41 800輛,且多數為C70、C80新型鐵路貨車。集團鐵路運輸特點是運量大、多為整列固定編組、整列裝車、卸車、周轉率高、日車公里數大、裝卸貨物品種及裝卸車地點固定,車型也較為單一。針對這些特點,在設計過程中如果照搬規范和國鐵的技術指標,在車輛段選址、接軌點布置、檢修工作量計算、規模的最后確定過程中均不能符合神華集團自營鐵路的運輸和檢修特點,應充分調查神華集團自營鐵路及車輛段的現場情況,分析采用的各個檢修技術指標,綜合確定車輛段的選址、檢修規模及遠期預留發展條件。故設計過程中對國鐵和規范中的技術指標進行了比較、綜合分析取值。

(1)非運用車保有系數的取值問題:《鐵路貨車車輛設備設計規范》中規定取值為0.26(其中備用率0.23,檢修率0.03),而業主自備車基本為整列固定編組,周轉利用率高,備用車不需要那么多,經調研和測算,備用率基本為0.05～0.07,故在本次設計中非運用車保有系數按0.1進行取值。

(2)日車公里數的確定:一般國鐵線路日車公里數為400 km,通過對神華集團既有包神線、神朔線、朔黃線運行資料測算,神華集團鐵路的日車公里可達到600～700 km。

(3)段修周期和段修循環系數的取值:規范中規定貨車段修循環系數為0.56,神華集團自備車主要為C70、C80新型鐵路貨車,較為單一,且由于自備車的運量大、周轉率高,車輛自身的磨損較大,臨修率高,國鐵的主型車段修周期為1.5年,貨車段修循環系數為0.56,而神華集團自備車的段修周期為1年,貨車段修循環系數為0.875。

5.2 按照神華集團檢修習慣進行工藝設計及設備選型

神華集團現有2個檢修基地,已經運行10年以上,形成了自己的使用習慣和檢修特點。由于檢修任務量大,使用單位對主要檢修車間的工藝流程適用性、流暢性很重視,對檢修流水線、各工裝設備的先進性、成熟性也要求很高。原設計中轉向架構架沖洗機設置于構架懸掛線外,使用單位認為國鐵對該設備的使用頻率不高,但他們要求每個構架都要清洗,如果放在線外,雖然主線較為整齊、清潔,但多了1次吊裝作業,需多配置人員,按照業主既有車輛段的使用習慣,要求將構架清洗機也設置于構架懸掛線中,最后設計采用半地下式的清洗機,既滿足業主的使用要求也與整條流水線設備不沖突。原設計5臺車輪車床均單獨設置集屑坑,可分別進行清屑,比較依賴天車的作業,業主希望能將5臺車輪車床的鐵屑均收集、傳送到一個集屑坑中,進行集中清理,最后經過調研既有車輛段的使用情況,增加了碎屑機和地下傳送帶,將所有車輪車床的鐵屑斷碎后傳送到庫外的集屑坑中進行集中清理。

故在設計中應充分調研使用單位的需求,經常深入既有的檢修車間,了解具體工位上工人的使用習慣,了解業主對各檢修工藝及工裝設備的具體要求,使設計的工藝流程和選用的工裝設備滿足業主的實際要求。

5.3 針對C70、C80新型敞車檢修要求進行設備選型

神華集團自備車以C70、C80新型鐵路貨車為主,國鐵大部分車輛段及神華集團既有車輛段原設計時檢修工藝、設備是按檢修C62、C64等車型考慮,不能滿足C70、C80等新型敞車的檢修要求,部分車輛段也僅是通過局部改造,增加部分工裝設備,以適應新型敞車的檢修要求。新建段設計時,車庫組合工藝布置、各檢修流水線設備配置應充分考慮新型敞車的檢修工藝要求,根據新型敞車不銹鋼(鋁合金)車體、牽引桿、高強度16、17號旋轉車鉤、新型緩沖器、輪軸、制動梁、制動閥部件的特點［12],在設備選型時選擇適合的檢修流水線和工裝設備。

6 結語

在萬水泉新建貨車車輛段可緩解神華集團鐵路貨車檢修能力缺口,可以覆蓋包神線、甘泉線、新準線及鄰近各線范圍。通過新建萬水泉車輛段,滿足了神華集團內蒙地區自營鐵路C70、C80型貨車檢修需求(同時兼顧C62、C64型車),保障了集團鐵路運輸的安全,以保證集團公司運輸任務的完成。

［1] 中鐵工程設計咨詢集團有限公司.新建萬水泉車輛段可行性研究［R].北京:中鐵工程設計咨詢集團有限公司,2011.

［2] 中鐵第一勘察設計院集團有限公司.包神線萬水泉南站萬噸改造工程［R].西安:中鐵第一勘察設計院集團有限公司,2009.

［3] 中華人民共和國鐵道部.TB 10031―2009鐵路貨車車輛設備設計規范［S].北京:中國鐵道出版社,2009.

［4] 中華人民共和國鐵道部.鐵運［2012]202號鐵路貨車段修規程［S].北京:中國鐵道出版社,2012.

［5] 中華人民共和國鐵道部.鐵運［2003]23號鐵路貨車運用維修規程［S].北京:中國鐵道出版社,2003.

［6] 中鐵工程設計咨詢集團有限公司.新建萬水泉車輛段初步設計總說明書［R].北京:中鐵工程設計咨詢集團有限公司,2011.

［7] 中華人民共和國建設部.GB50016―2006建筑設計防火規范［S].北京:中國計劃出版社,2006.

［8] 中華人民共和國鐵道部.TB10016―2006/J661―2007鐵路工程節能設計規范［S].北京:中國鐵道出版社,2007.

［9] 中華人民共和國住房和城鄉建設部.GB50187―2012工業企業總平面設計規范［S].北京:中國計劃出版社,2012.

［10]楊汝春.對貨車車輛段工藝設計的幾點建議［J].鐵道標準設計, 2003(5):61-62.

［11]張建華.論貨車車輛段轉向架檢修流水線布置形式及能力分析［J].鐵道標準設計,2011(4):117-119.

［12]李偉.70 t級鐵路貨車段修工裝設備配置分析與建議［J].鐵道標準設計,2012(4):131-134.

Design and Research on Technological Process of Newly-built Wanshuiquan Rolling Stock DePot

HE Yong
(Mechanical Power Design and Research Institute,China Railway Engineering Consulting Group Co.,Ltd.,Beijing 100055,China)

This paper calculated and analyzed the types and the quantity of the owned railway vehicles of Shenhua Group,as well as the existing maintenance ability.And then the paper researched relevant factors,including the up-to-date maintenance process of late-model C70/C80 railway freight vehicles,the installation equipment configuration,the Shenhua Group's railway transportation characteristics,and the current situation of the proposed project site.On that basis,the paper expounded the necessity of building a new rolling stock depot in Wanshuiquan,and determined the general layout plan of the proposed rolling stock depot,in order to achieve the goal of rational resource use and intensive land use. Meanwhile,this paper determined that there should be a combined parallel arrangement plan in the combined vehicle depot and that there should be the advanced automatic assembly line in the major overhaul workshops,so as to improve production efficiency.As a result,this design can meet the maintenance requirement of all types of railway freight vehicles of Shenhua Group,and can improve the ability of repairing.

railway freight vehicle depot；general layout plan；process design

U279.1

A

10.13238/j.issn.1004-2954.2014.07.032

1004-2954(2014)07-0139-04

2013-10-17；

2013-12-12

何 勇(1982―)男,工程師,2004年畢業于西南交通大學機械設計制造及其自動化專業,工學學士,E-mail:heyong_jd@126.com。