電客車輪對拆卸、安裝壓力臺配置研究

申樟虹 李四春 侯妍君

（北京市市政工程設計研究總院有限公司，北京 100082）

1 設備選型目的及意義

輪對是地鐵車輛的重要部件，直接影響地鐵走行部系統的正常運轉。因此，輪對維護過程顯得尤為重要。目前，電客車輪對的拆解壓力臺主要分為以下兩種形式，其一為退卸機和壓裝機組合應用，包括輪對退卸機、輪對壓裝機、恒溫箱和高壓油泵，可保證退卸、壓裝工作同時進行；其二為多功能輪對退卸壓裝設備，該設備體積較小，適應于較緊湊的廠區布置，退卸、壓裝功能不能同時使用，在每次作業調整時，需重新更換工裝，進行調校，輔助時間長。

城市軌道交通車輛大修基地在設計過程中僅考慮兩種類型設備的占地面積，不考慮拆卸組裝效率，設備適用條件等因素。本文重點分析了“退卸機+壓裝機”方案及多功能輪軸分解機方案的輪對推卸、安裝效率，根據車輛段需求，給出合理配置設備數量，后結合兩種設備的占地面積及城市軌道交通車輛大修基地的實際條件，給出兩種設備的配置方案，對未來車輛段設計具有一定的指導意義。

2 輪對拆卸安裝方案

2.1 輪對拆卸安裝設備配置清單

在常規地鐵設計中，一般只考慮輪對的鏇修，并未考慮輪對的拆解作業，輪對的拆卸檢修一般在車輛大修作業進行。輪對拆解即為對輪餅、制動盤與輪軸之間的拆卸。為保證輪對安裝的可靠性，輪餅與輪軸之間采用過盈安裝，故車輛輪餅拆卸時需采用注油加壓冷退工藝，車輛輪餅安裝時根據各廠家工藝要求不同，一般分為冷壓裝或熱裝兩種方式，各種工藝具體配置清單如表1所示。

表1 輪對壓裝配置工藝方案及設備類型

2.2 輪對檢修工藝流程

輪對檢修作業相對較為成熟，主要檢修步驟包括輪對尺寸測量、鏇修、退卸、輪徑尺寸測量、輪餅加工、尺寸復驗、壓裝以及跑和，具體流程如圖1所示。

3 輪對拆解、組裝壓力設備選型分析

輪對拆解、組裝壓力設備分為以下兩種形式：一種為獨立的退卸機和壓裝機；另一種為多功能退卸壓裝設備。下文就兩種組合設備型式進行效率和空間布置分析。

圖1 輪對檢修工藝流程圖

3.1 輪對退卸機及輪對壓裝機

“退卸機+壓裝機”布置形式最重要的兩個設備為退卸機和壓裝機，缺點是占用場地較大，但退卸及壓裝兩道工藝可同時進行，互不干擾。當其中某一臺機床出現故障時，可保證另一臺機床正常運行。在日常維護中，可錯開兩臺設備的維護周期，提高整體工作效率；在實際設備維護過程中，退卸機和壓裝機的維護人員一般為同一班組。

3.1.1 退卸機

如圖2所示，其主要功能為輪對退卸的專用設備，配合高壓油泵，可完成輪對的注油加壓退卸。該設備主要由主機、液壓系統和控制系統3部分組成。主機體由油缸箱、退輪箱架、底座、支撐車等組成；油缸總成安裝在油缸箱內，油缸箱、退輪箱架通過兩根強度、剛度具有相當儲備的連接軸聯結成一整體，整體結構緊湊。液壓系統分為主液壓系統和輔助液壓系統。主液壓系統只用于退卸機的主油缸，利用雙泵系統，實現液壓泵的流量和壓力的變化。輔助液壓系統完成支撐車的移動。退卸液壓油缸工進速度可適當調整。電氣控制系統具有操作向導，管理功能完善，包括輪對參數設置，壓力設置、程序檢索、添加、刪除、拷貝等功能，具有系統超壓報警并停機功能。

退卸機具有結構簡單，功能明確可靠，精度要求不高，操作容易，附帶工裝少，維護容易，故障率低，占地面積約為4500mm×2000mm。操作前無需調校，完成一個齒輪退卸僅需2個工人約10min。

圖2 輪對/齒輪箱退卸機

3.1.2 壓裝機

如圖3所示，該設備的主要功能為輪對、齒輪壓裝的專用設備。設備主要由主機、測量系統、液壓系統、注油系統、輪對支撐輸送系統、輔助工裝、曲線記錄系統、控制系統等組成。主機采用矩形梁平行四邊形結構，結構先進，受力狀態合理，剛性高，構件經過處理，穩定性好。測量系統可以自動記錄、存儲并打印壓裝曲線。液壓系統采用了伺服泵液壓技術，主壓頭的快進、快退、工進速度及壓裝力可以根據不同類型的輪對在控制系統中預先設定，工作時選擇相應的輪型即可按照設定工作壓力、速度工作，實現壓頭壓力和速度的有效控制。

壓裝機具有結構簡單，工作穩定可靠，其占地面積約為8000mm×3500mm。除設備同時滿足輪對、齒輪壓裝作業，并在作業切換時需要調校，其他時間可隨時投入使用，無需校對，完成一個齒輪或車輪壓裝約花費2個工人10min。

圖3 輪對/齒輪箱壓裝機

3.2 多功能輪軸分解機

多功能輪軸分解機適用于各型客貨車輪對車輪、制動盤與車軸的分解和組裝工作。該設備的結構功能相當于將以上兩個設備的結構功能組合。其主要針對地方局促、功能要求齊全的維修基地。如圖4所示，該設備可完成退卸、壓裝兩道工藝，但兩道工藝不可同時進行，其適應于檢修量較少、存在退卸和壓裝工藝需求、維修區域緊張的廠段應用。

多功能輪軸分解機特點為結構復雜，功能多樣，操作繁瑣，附帶工裝多，精度調校頻度高，維護內容較“退卸機+壓裝機”形式更加復雜、多樣，機器故障率相對較高。設備使用前，需根據輪對/齒輪退卸、壓裝的功能需要，更換工裝并調校設備，每次準備時間較長。操作時，共需要3名工作人員10min才可完成齒輪或車輪的退卸工作，而壓裝每個車輪或齒輪則需要約15min。

圖4 輪對多功能分解機

輪對壓裝拆解設備，無論是分解式還是組合式均能滿足輪對和齒輪箱的拆解和安裝，但是考慮到齒輪箱是車輛地鐵的關鍵部件，若齒輪箱出現故障，將直接影響列車的運行情況。而齒輪退卸、安裝機用于退卸并安裝齒輪箱中大齒輪，為齒輪箱中的關鍵部件，二次安裝過程中，大齒輪的裝配精密參數工藝難以得到有效保障。由于技術條件限制，齒輪箱裝配完成后難以做到及時有效的齒輪箱檢測。齒輪箱的裝配質量難以保障，故一般情況下齒輪箱的檢修作業均返回原廠進行。

4 輪對退卸、壓裝效率分析

在“退卸機+壓裝機”布置方式中，每個輪對的拆卸、壓裝約占用2個操作人員10min完成；集中式布置方式中，每個輪對拆卸需要3個操作人員10min完成，而壓裝則需要15min?？紤]“退卸機+壓裝機”方案耗時更長，效率分析時，按此方案進行計算。拆解、組裝壓力臺工作能力分析如表2所示。

從以上數據分析可知，一套拆解、組裝壓力臺每年至少可完成2000個齒輪（連同輪對）的注油加壓冷退卸和冷壓裝，熱裝設備每年可完成2000個齒輪（連同輪對）的安裝，按照8量編組計算，相當于每年冷裝、熱裝均可完成62列車。

5 車輛大修基地布局分析

經過上述分析可知采用“退卸機+壓裝機”完成車輛的輪對檢修工作，可采用以下兩種方案進行布置。

方案一：采用天車作為輪對運輸工具，縱向流水線布置整體車輛段格局。具體布置如圖5所示。為根據地鐵車輛輪對檢修作業工區布置圖。

方案二：采用構件橫移車及叉車為運輸工具，橫縱向結合布置地鐵車輛輪對檢修工藝區，具體布置如圖6所示。

表2 拆解、組裝壓力臺工作能力分析表

圖5 地鐵車輛輪對檢修作業工區布置工藝圖（一）

圖6 地鐵車輛輪對檢修作業工區布置工藝圖（二）

以上兩種方案在地鐵車輛大修基地布置中均具有一定的可行性。在具體工程中，需結合車輛段布局的實際情況酌情選擇不同方案。

6 結論

通過對電客車輪對檢修過程、壓裝及拆卸設備配置可知，在車輛大修基地完成輪對的拆卸、壓裝可大大提升車輛輪對的檢修效率，減少外委部件數量。在輪對檢修設備選擇方面，車輛大修基地用地相對寬裕，推薦采用“退卸機+壓裝機”布置形式。該方案設備相對安全可靠，有利于降低勞動成本，提升整體檢修效率。因此，采用“退卸機+壓裝機”本文給出適應于車輛段兩種輪對檢修區域的布局布局，為車輛段輪對檢修區域設計提供一定參考。