淺談首都機場APM車輛57萬公里維保技術研究

張俊 陳玲

(北京首都國際機場股份有限公司,北京 100621)

淺談首都機場APM車輛57萬公里維保技術研究

張俊 陳玲

(北京首都國際機場股份有限公司,北京 100621)

作為國內首個無人駕駛APM系統——首都機場APM車輛已進入57萬公里維保需求階段,從APM車輛的運行特點、關鍵部件的研究和探傷技術的應用對57萬公里維保中的主要技術研究進行了介紹。

APM車輛 57萬公里維保 技術

旅客捷運系統，即APM(Automated Passenger Mover)，它采用世界先進的無人駕駛軌道交通自動控制技術，主要用于承擔小范圍內短距離旅客運輸任務，是一種安全快捷、綠色環保、技術含量高的現代化運輸方式。

首都機場APM車輛是龐巴迪公司生產的CX-100型車輛，目前擁有車輛18輛，全自動控制無人駕駛，膠輪在水泥走形面行駛，由橡膠導向輪胎與鋼制導軌作用自動導向。APM旅客捷運系統全程無人駕駛，采用軌旁和中控傳遞信號控制車輛的運行，無線電視監控系統監控車廂內旅客情況。APM系統運行線路單程長2080米，擁有東西兩條運行軌道，稱為1線和2線。全程共設有3個車站，分別設置在T3C、T3D、T3E。每個車站站臺長度約80米，可?？?節車廂，每節車廂可乘坐80人。APM系統的行車路線是從T3C二層站臺出發，下坡到地下7米穿過機坪，從機坪穿出上坡到T3E二層站臺，單程耗時約3分鐘。

首都機場APM系統線從2008年2月開始載客運行，迄今已有近6年的時間了。APM系統大部分車輛運行公里數已達到40-50萬公里，2014年以后會陸續達到57萬公里。根據龐巴迪車輛技術手冊，576000公里維保為APM車輛最高修程，是保證車輛安全運行至關重要的大修。目前首都機場APM車輛已進行過的維保種類有9600KM、28800KM、57600KM、115200KM、230400KM，但從未進行過576000KM級別的維保。所以從“安全第一”的目的出發，57萬公里維保值得深入仔細地研究。本文將從首都機場APM車輛的運行特點、關鍵部件的研究和探傷技術的應用三方面對57萬公里維保技術研究進行介紹。

1 APM車輛運行特點分析

首都機場APM車輛屬軌道交通工具的一種，列車兩至四節編組

(都為動力車)，兩節車之間采用半自動密接式車鉤連接。該APM軌道車輛采用橡膠走行輪胎，在混凝土軌道上行駛，由橡膠導向輪胎與鋼制導軌作用自動導向，列車采用第三軌供電方式。

首都機場APM車輛的轉向架結構比較特殊，與既有的跨座式單軌車輛和普通的鐵道車輛(或地鐵、輕軌車輛)都有相似之處，但又不和其中的任何一種完全相同。如前所述，轉向架結構形式的特殊性造成了APM車輛有如下運行特點：

(1)使用橡膠走行輪：與跨座式單軌車輛的轉向架類似，APM車輛走行裝置獨特，也不設一系懸掛裝置；由充氣橡膠輪胎取代普通軌道車輛的鋼制車輪，在混凝土柜面上行駛，靠輪胎的彈性替代一系懸掛的作用。

(2)具有專門的導向輪：與跨座式單軌車輛一樣，APM車輛和也采用專門的導向輪，起到普通軌道車輛車輪輪緣的導向作用；但APM車輛的導向輪不承重，只具備導向和“鎖定”功能(保證列車在任何時間都運行在走行面上，不發生傾覆)。

(3)采用“有搖枕”轉向架：APM車輛的轉向架與跨座式單軌車輛有一點重大不同，即：轉向架上的主框架通過大直徑轉盤軸承與車體底架聯接在一起，類似傳統軌道車輛“有搖枕”式轉向架與車底的心盤聯接；這里，轉盤軸承相當于鐵道車輛轉向架的上下心盤，主框架則相當于搖枕。

2 APM車輛關鍵部件研究

車輛零部件在運用中經常產生的損傷類型主要有磨損、腐蝕、裂損、變形、緊配合件或緊固件松弛等，產生損傷的原因有產品結構設計失誤、制造或修理中的工藝缺陷、運用中產生的損傷和重大事故造成的嚴重損傷等，情況非常復雜。此處主要考慮運用中可能產生的損傷，主要涉及如下幾大部件：

APM車輛的轉向架是車輛最重要的組成部分之一，具有牽引、制動、導向、支承與傳力、緩沖與隔振等五大功能。轉向架承受和傳遞車輛運行中的各種載荷和以及輪-軌(路面)間的作用力，而首都機場APM車輛在運用中會使構成轉向架的許多零配件會發生磨損、裂紋、和松動等故障，直接影響行車安全。

APM車輛的走行輪和導向輪分別承擔走行承重，以及運行中的導向任務。走行輪和導向輪都具有滾動軸承，其中，走行輪的滾動軸承以承受徑向載荷為主，損傷情況為常見的滾動體點蝕、擋圈破損等；走行軸承受重力、彎矩、加速及制動時的扭矩以及運行時的沖擊振動載荷；而導輪軸則受彎矩及沖擊振動的作用。這些作用使車軸出現的常見故障為內部裂紋。

鉤緩裝置中的車鉤用于傳遞列車牽引時牽引力，而緩沖器則用于緩和及衰減列車在牽引和連掛時所產生的沖擊和振動，亦屬于使用頻繁的易損部件。

對鋼板彈簧而言，運用中的故障主要有斷裂和塑性變形兩種形式：空氣彈簧的故障主要集中于氣囊漏氣。膠囊破損、材質老化、與上蓋板配合不緊密、橡膠的彈性不夠以及密封圈的老化、磨損都會造成這一后果。

3 探傷技術的應用

在以上兩部分研究的基礎上，確定了需要進行探傷的車輛關鍵部位包括轉向架、車鉤、導輪盤、導輪軸等。對轉向架的主要受力焊縫和焊點進行探傷；車鉤部分主要是針對機械部分即鉤頭尤其是軸銷進行探傷；由于導輪軸和導輪盤受沖擊力、剪切力和彎矩變形的情況頻繁復雜，同時疲勞磨損情況比較嚴重，因此需對導輪軸和導輪盤進行整體探傷。

APM車輛的導輪軸和導輪盤可以參照車軸等金屬件的磁粉探傷方法進行，參照的標準主要是TB/T 1619—2010。轉向架焊縫和其他車輛零件焊縫的磁粉探傷可參照標準主要是GB/T 26952—2011、TB/T 1558.4—2010和GB/T 15822—1995，車鉤和鉤頭軸銷的磁粉探可參照TB/T 3256.4—2011。

機車車輛車軸超聲波檢驗標準TB/T 1618—2001和機車車輛焊縫無損檢測超聲檢驗標準TB/T 1558.2—2010中規定了新制鐵道機車車輛車軸超聲波檢測方法和驗收規范。標準適用于新制車軸材料透聲綜合性能和內部缺陷的檢查。

4 結語

APM車輛的安全正常運營需要有一個預防性維護(PM)計劃。預防性維護指通過對部件的檢查、檢測，發現故障征兆以防止故障發生，使其保持在規定狀態所進行的各種維修活動。本文在以上幾方面的研究基礎上，以確?？煽啃詾樵瓌t，結合各部件的故障歷史數據，進行統計分析，建立車輛健康檔案，最終確定了各零部件的57萬維保方案。目前，57萬公里維保規程已經制定完畢并應用于實際維保中，并取得了不錯的效果。

[1]李楠.首都國際機場旅客捷運系統使用分析[J]. 中國科技信息,2013(20).

[2]于濤.淺談APM系統在首都機場的應用[J]. 城市建設理論研究(電子版),2012(36).