地鐵車輛架修轉(zhuǎn)向架檢修布局及工藝探討

孫 睿

（無錫地鐵集團運營分公司車輛部，江蘇無錫 214000）

隨著地鐵車輛運行時間的增加、運行里程的累積，一些零部件由于磨損、老化、疲勞、受污染等因素導(dǎo)致其性能下降、可靠性降低，使得車輛的故障率升高，甚至可能產(chǎn)生安全隱患，而這些問題通過定修及以下修程的維修難以解決。因此，一般地鐵車輛在運行 6年或運行里程達(dá)到 60 萬 km 時需進行架修，其主要內(nèi)容為車輛的車體和轉(zhuǎn)向架兩大部件的分解以及其他部件的清洗、檢測、修復(fù)、試驗、組裝和調(diào)試等。相對來說，轉(zhuǎn)向架部分的架修內(nèi)容較多較雜，轉(zhuǎn)向架檢修區(qū)域的布局和工藝至關(guān)重要。此文對車輛架修轉(zhuǎn)向架檢修區(qū)域的工藝布局及部分檢修工藝進行探討。

1 轉(zhuǎn)向架檢修工藝流程

與車體分離后的轉(zhuǎn)向架，推入轉(zhuǎn)向架檢修區(qū)后，首先進行空氣彈簧和受流器的拆解工作，之后進行牽引電機的拆卸工作。牽引電機拆卸完畢后，進行輪對和構(gòu)架的分離工作，然后再對輪對和構(gòu)架分別進行檢修。

輪對檢修，首先進行軸端裝置的拆解，之后進行輪對的脫漆、探傷、補漆工作，完成后進行輪對軸箱裝置的組裝。構(gòu)架檢修，首先進行構(gòu)架上一系懸掛、橡膠堆、踏面制動單元、軟管、橫向減振器、抗側(cè)滾扭桿等各個掛件的分離，再對分離后的掛件進行檢修工作。對去除掛件后的構(gòu)架需進行清洗、除銹、脫漆和探傷，檢修完畢后，再將各個掛件與構(gòu)架進行組裝。

完成輪對與構(gòu)架各自的檢修工作之后，需對兩者進行組裝，之后再進行牽引電機的安裝；牽引電機安裝完畢后，將轉(zhuǎn)向架推入轉(zhuǎn)向架靜載試驗臺，進行轉(zhuǎn)向架的靜載試驗；靜載試驗結(jié)束后，安裝空氣彈簧和受流器。

至此，整個轉(zhuǎn)向架的檢修工作全部完成，可以將轉(zhuǎn)向架推入落車工位，將轉(zhuǎn)向架與車體進行組裝。

2 轉(zhuǎn)向架檢修區(qū)

根據(jù)轉(zhuǎn)向架檢修工藝的需要，一般按照功能，將轉(zhuǎn)向架檢修區(qū)分為轉(zhuǎn)向架存放區(qū)、轉(zhuǎn)向架拆解組裝區(qū)、構(gòu)架檢修區(qū)、轉(zhuǎn)向架部件檢修區(qū)、輪軸檢修區(qū)、輪對存放區(qū)和電機檢修區(qū)等工作區(qū)域。

2.1 轉(zhuǎn)向架存放區(qū)

轉(zhuǎn)向架存放區(qū)用于待修與修竣轉(zhuǎn)向架的存放，一般在轉(zhuǎn)向架檢修區(qū)的端部設(shè)置數(shù)條平行軌道，或者在邊跨處設(shè)置 1 條貫通檢修區(qū)的長股道，用作轉(zhuǎn)向架的存放。前一種方式便于轉(zhuǎn)向架的集中存放，工藝布局較為緊湊，但需用起重機吊運轉(zhuǎn)向架至作業(yè)線上，效率較低；后一種方式可以減少起重機的吊運作業(yè)，待修轉(zhuǎn)向架可直接推入作業(yè)線，但需人工推行轉(zhuǎn)向架走行較長距離。

2.2 轉(zhuǎn)向架拆解組裝區(qū)

轉(zhuǎn)向架拆解組裝區(qū)承擔(dān)轉(zhuǎn)向架的分解、組裝、試驗等作業(yè)內(nèi)容，一般配置有轉(zhuǎn)向架升降臺、轉(zhuǎn)向架清洗區(qū)域、轉(zhuǎn)向架靜載試驗臺、轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)盤等主要設(shè)備。

2.3 構(gòu)架檢修區(qū)

構(gòu)架檢修區(qū)是在構(gòu)架與輪對分離后，使用起重機或特制工藝小車將構(gòu)架運至該區(qū)域，在此將構(gòu)架上的各個掛架拆除，將構(gòu)架拆解成裸架，再經(jīng)清洗及尺寸測量后，進行構(gòu)架的脫漆、探傷及補漆等作業(yè)。該區(qū)域設(shè)有高壓清洗機、構(gòu)架存放架、移動式探傷機、構(gòu)架支座等設(shè)備。移動式探傷機用于對電機安裝座、齒輪箱吊桿安裝座、轉(zhuǎn)臂安裝座與構(gòu)架的連接焊縫等主要焊縫進行探傷檢查，可以采用磁粉探傷或者渦流探傷等方式。

2.4 轉(zhuǎn)向架部件檢修區(qū)

轉(zhuǎn)向架部件檢修區(qū)根據(jù)檢修內(nèi)容一般配有空氣彈簧試驗臺、超聲波清洗機、桿類探傷儀、受流器試驗臺等設(shè)備。部分配件對檢修技術(shù)水平、檢修環(huán)境要求較高，如制動系統(tǒng)等，則可委外維修，不再另外設(shè)置區(qū)域和采購設(shè)備。

2.5 輪軸檢修區(qū)

輪軸的檢修是架修工作中的重點與難點，需完成軸箱軸承的拆卸、輪對的探傷、檢測、組裝、試驗等檢修作業(yè)。此區(qū)配備的設(shè)備復(fù)雜多樣，主要有中頻感應(yīng)加熱設(shè)備、軸箱軸承拆裝機、超聲波探傷機、輪對熒光磁粉探傷機、輪對跑合試驗臺等設(shè)備和與之相對應(yīng)的工裝工具。

輪對在清洗除銹后，被送至輪軸檢修區(qū)，首先拆卸軸箱、軸承，并送往各自的檢修區(qū)進行維修。輪對經(jīng)過探傷、尺寸檢測等工位，檢測合格者直接送往同溫組裝間進行軸承、軸箱組裝。輪對需與軸承同溫放置 8h 才可壓裝，故需設(shè)置同溫組裝間。檢測不合格者送往車輪車床進行鏇輪作業(yè)，若沒有配備車輪車床，則將不合格輪對使用周轉(zhuǎn)件代替，也可在地鐵車輛進入架修工作前先使用不落輪鏇床對整列車進行鏇輪，輪對全部合格后再進行車輛架修。完成組裝的輪對需通過跑合試驗臺進行跑合試驗，試驗合格再送往轉(zhuǎn)向架組裝區(qū)與構(gòu)架進行組裝。

2.6 輪對存放區(qū)

轉(zhuǎn)向架檢修區(qū)域內(nèi)一般設(shè)有輪對存放區(qū)，用于存放備用輪對和待修輪對。備用輪對的數(shù)量不應(yīng)小于同時檢修車輛輪對的 2 倍。因此，該區(qū)域的設(shè)置要考慮能存放足夠數(shù)量的輪對，一般設(shè)置多條輪對線用于輪對存放，且可以將輪對交叉存放以節(jié)省空間；或者使用立體輪對庫進行輪對的存放。

2.7 電機檢修區(qū)

電機檢修區(qū)是電機分解、檢測、清洗和組裝的場地，根據(jù)作業(yè)需要配備電機拆裝設(shè)備、電機吹掃裝置、超聲波清洗機、相關(guān)檢測儀器儀表、牽引電機空轉(zhuǎn)試驗臺等。其中電機試驗間與其電源應(yīng)毗鄰設(shè)置，并采取有效的隔噪、隔聲措施，電機吹掃需有獨立的隔間或者良好的通風(fēng)除塵設(shè)備，防止污染作業(yè)環(huán)境。架修時如果電機委外維修，則電機檢修間內(nèi)只需有電機空轉(zhuǎn)試驗臺、吹掃箱、定子檢修工作臺、轉(zhuǎn)子檢修工作臺等設(shè)備，對委外修竣后的電機進行例行檢查即可。

3 轉(zhuǎn)向架檢修區(qū)布局分析

如何將轉(zhuǎn)向架檢修區(qū)域的各個區(qū)域、工位按照工藝流程正確有序地進行排布，使整個轉(zhuǎn)向架架修形成流水化作業(yè)，提高檢修效率，一直是一個不斷探討的話題。

轉(zhuǎn)向架存放區(qū)的存放規(guī)模應(yīng)考慮到大架修的遠(yuǎn)期規(guī)劃，按照對應(yīng)的轉(zhuǎn)向架數(shù)量進行設(shè)置，保證能存放足夠多的轉(zhuǎn)向架，應(yīng)通過軌道和轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)盤與大架修庫、臨修庫股道連通，便于轉(zhuǎn)向架的轉(zhuǎn)運；轉(zhuǎn)向架拆解組裝區(qū)應(yīng)鄰近轉(zhuǎn)向架存放區(qū)設(shè)置，縮短起重機吊運或者人工推行的距離；構(gòu)架檢修區(qū)應(yīng)鄰近構(gòu)架清洗區(qū)域設(shè)置，縮短構(gòu)架的運輸距離；轉(zhuǎn)向架部件檢修區(qū)應(yīng)鄰近轉(zhuǎn)向架拆解組裝區(qū)設(shè)置，便于轉(zhuǎn)向架上各個部件的運轉(zhuǎn)；輪軸檢修區(qū)應(yīng)與轉(zhuǎn)向架分解組裝區(qū)聯(lián)通，與清洗區(qū)鄰近，便于輪對的轉(zhuǎn)運，同時應(yīng)通過輪對轉(zhuǎn)盤和軌道與車輪車床、輪對油漆間、輪對跑合試驗臺等設(shè)備設(shè)施聯(lián)通；輪對存放區(qū)應(yīng)考慮到待修、報廢、周轉(zhuǎn)輪對的存放，預(yù)留足夠多的存放位置，應(yīng)與輪軸檢修線通過輪對轉(zhuǎn)盤和軌道連通，便于輪對的轉(zhuǎn)運；電機檢修區(qū)應(yīng)鄰近轉(zhuǎn)向架檢修區(qū)設(shè)置，也可設(shè)置在車體配件檢修區(qū)內(nèi)。

4 轉(zhuǎn)向架檢修區(qū)部分工藝探討

4.1 轉(zhuǎn)向架分解和組裝

為了進行構(gòu)架與輪對的組裝和分離，由于部分零部件的分解和組裝作業(yè)需要在低于轉(zhuǎn)向架的高度或者在轉(zhuǎn)向架下方的位置進行，因此，需要使用轉(zhuǎn)向架升降臺將整個轉(zhuǎn)向架舉升一定的高度，或者是在轉(zhuǎn)向架的拆裝工位設(shè)置地溝產(chǎn)生足夠的高度差。

轉(zhuǎn)向架升降臺又稱轉(zhuǎn)向架舉升機，使用電機帶動絲杠，將轉(zhuǎn)向架舉升到一定高度。設(shè)備可以采用輪緣支撐定位型式，便于操作人員從側(cè)面進出檢修區(qū)域，同時采用機械同步舉升型式，安全可靠性高。但由于轉(zhuǎn)向架較重，出于安全考慮，轉(zhuǎn)向架升降臺的舉升速度較慢，導(dǎo)致檢修效率的降低。檢修地溝相對于轉(zhuǎn)向架升降臺來說成本較低，同時工作效率較高，但存在一定的安全隱患。一般轉(zhuǎn)向架升降臺的應(yīng)用更為廣泛。

4.2 構(gòu)架輪對清洗

由于轉(zhuǎn)向架清洗的效果不夠理想，且需要進行管理接頭等的密封防水工作，會影響整體檢修效率，因此，一般不對整個轉(zhuǎn)向架進行清洗，而是將轉(zhuǎn)向架解體后對構(gòu)架、輪對進行清洗。常見的構(gòu)架、輪對清洗方式是使用清潔劑和高壓水槍進行人工沖洗，而使用干冰進行清洗是一項正在研究中的新技術(shù)。

干冰清洗又稱冷噴，是以壓縮空氣作為動力和載體，以干冰顆粒作為被加速的粒子，通過專用的噴射清洗機噴射到被清洗物體表面，利用高速運動的固體干冰顆粒的動能變化、升華、熔化等能量轉(zhuǎn)換，使被清洗物體表面的污垢、油污、殘留雜質(zhì)等迅速冷凍，從而凝結(jié)、脆化、被剝離，同時隨氣流清除。該方法不會對被清洗物體表面，特別是金屬表面造成任何傷害，也不會影響金屬表面的光潔度。與傳統(tǒng)的清潔劑加高壓水槍沖洗的方式相比，干冰清洗效果更好，效率更高，但干冰的來源和安全存放仍是需要解決的問題。

4.3 構(gòu)架、輪對的除銹和脫漆

常見的除銹和脫漆方式是使用除銹劑和脫漆劑進行除銹、脫漆，再使用清水進行沖洗。隨著環(huán)保要求的升級，這種傳統(tǒng)的利用化學(xué)藥劑和機械方法的方式能適用的領(lǐng)域?qū)⒃絹碓缴伲す馇逑纯梢越鉀Q采用這種傳統(tǒng)方式無法解決的問題。

激光除銹、脫漆的原理是基于高強度的光束、短脈沖激光及污染層之間的相互作用，使之發(fā)生光物理反應(yīng)，從而將污染層去除。使用激光清洗設(shè)備具有綠色環(huán)保、非接觸性、不產(chǎn)生二次污染、遠(yuǎn)距離操作、保障安全、效果好、效率高等優(yōu)點，雖然前期投入較高，不過運用成本較低。

4.4 輪對軸承拆裝

架修時需要對輪對的軸箱軸承進行檢修，因此，需要進行輪對軸箱軸承的退卸和壓裝。該工作需使用輪對軸承拆裝設(shè)備，而軸箱軸承拆裝設(shè)備又分為移動式和固定式 2 種。

移動式或固定式的軸承拆裝設(shè)備主要由組裝油缸、升降機構(gòu)、拉板裝置、控制盒裝置、液壓站和電氣控制系統(tǒng)等組成，移動式拆裝設(shè)備另帶有移動小車。移動式拆裝設(shè)備的組裝油缸在組裝時承受全部組裝力，其頂尖用于定位，能根據(jù)工件孔徑及孔錐角不同進行更換，保護車軸不被拉傷。拉板和組裝套筒根據(jù)滾動軸承的不同進行設(shè)計，可滿足各種類型地鐵和輕軌車輛軸箱軸承的拆卸及組裝作業(yè)。與移動式相比，固定式拆裝設(shè)備在壓裝輪對時，由于設(shè)備固定而輪對相對來說不夠固定，若對位不夠精準(zhǔn)，壓裝力將對輪軸造成一定的損傷。另外，在檢修過程中若受到場地限制，移動式拆裝設(shè)備使用起來將更加靈活，且由于技術(shù)的進步，移動式拆裝設(shè)備也已能夠打印壓裝曲線，完全具備固定式拆裝設(shè)備的各項功能。

4.5 構(gòu)架探傷

在對轉(zhuǎn)向架的構(gòu)架進行外觀檢查后，需要對構(gòu)架各座及各座焊縫、架側(cè)、橫梁焊縫及構(gòu)架其他焊縫進行探傷。構(gòu)架探傷一般采用磁粉探傷和渦流探傷。

磁粉探傷是利用構(gòu)架缺陷處的漏磁場與磁粉的相互作用，利用構(gòu)架表面和近表面缺陷（如裂紋、夾渣、發(fā)紋等）磁導(dǎo)率和鋼鐵磁導(dǎo)率的差異，由磁化后不連續(xù)處磁場的畸變，在構(gòu)架表面產(chǎn)生漏磁場，從而吸引磁粉形成缺陷處的磁粉堆積并產(chǎn)生磁痕，在適當(dāng)?shù)墓庹諚l件下，顯現(xiàn)出缺陷位置和形狀，可對這些磁痕加以觀察和解釋。磁粉探傷的靈敏度高、操作簡單、檢驗速度快，但它不能發(fā)現(xiàn)鑄件內(nèi)部較深的缺陷，且要求被檢表面光滑才能進行。而渦流探傷則是使用激磁線圈使導(dǎo)電構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生渦電流，再借助探測線圈測定渦電流的變化量，從而獲得構(gòu)架缺陷的有關(guān)信息，可檢測出構(gòu)架表面和近表面的缺陷，但與磁粉探傷相比，探傷速度較慢。

5 結(jié)束語

合理的轉(zhuǎn)向架檢修工藝布局和更先進的檢修工藝是轉(zhuǎn)向架檢修高效率、高質(zhì)量的保證。我國大部分城市的地鐵大架修工作仍處于建設(shè)或籌建階段，更加成熟的轉(zhuǎn)向架檢修區(qū)域布局方案仍待改進，更加先進的檢修工藝仍待研究。

[1]GB 50157-2013 地鐵設(shè)計規(guī)范[S].

[2]唐魯 . A型地鐵車輛轉(zhuǎn)向架大修工藝分析[J]. 都市快軌交通，2015，28（1）：125-128.

[3]韋蘇來，周鳴語，王林. 南京地鐵線網(wǎng)輪軸大修中心設(shè)計研究[J]. 都市快軌交通，2013，26（3）：37-40.

[4]黃莉，汪曙俊. 地鐵車輛輪對軸承的檢修[J]. 軸承，2012（10）：40-42.

[5]張金林. 地鐵車輛段車輛檢修工藝及廠房設(shè)計探討[J]. 科技交流，2001（4）：87-91.