淺議長春軌道交通車輛的不落輪接口

尚文娟

摘要：為了進一步推動長春市經濟發展，緩解長春市交通壓力，長春軌道交通已經快速發展了10年的時間，目前已經運營的線路有地鐵1、2號線，輕軌3、4、8號線。同時在建的有2號線西沿線、3號線東沿線、地鐵6號線等線路。地鐵、輕軌車輛自投入使用以來得到乘客親睞，乘坐率居高不下，高峰時期的載客率達到150%。地鐵、輕軌車輛的長時間、高負荷的運行就會對輪對造成磨耗以及擦傷，使得輪緣高度、輪緣厚度、qR值、滾動圓直徑差值等影響行車安全的重要技術參數發生變化，從而影響乘車體驗并危害到地鐵、輕軌車輛的行車安全。本文就達諾巴特公司提供的數控不落輪鏇床如何與長春軌道交通集團各線路配置機車車輛的接口以實現鏇修，并對裝卡接口合理化進行了優化，提高車輪的裝卡加工的穩定性，保證車輪的加工效率與質量。并且優化加工周期，實現車輪的經濟性加工。

關鍵詞：輕軌;軌道;不落輪

1、長春地鐵輕軌車輛分布情況

1.1長春輕軌的基本狀況：長春輕軌線路使用的車輛為中車長客公司提供的2、3期車低地板輕軌車輛，車輛配置了內軸箱與外軸箱兩種形式的輪對結構，其中動車為外軸箱結構，拖車為內軸箱結構。

1.2長春地鐵的基本情況：長春地鐵線路使用的車輛為中車長客公司提供的標準外軸箱走行結構的車輛，動車與拖車的軸箱類型一致。。

2、達諾巴特數控不落輪的基本情況

達諾巴特數控不落輪車床，主要用于地鐵、城市輕軌及鐵路的機車車輛的維修。核心技術來自西班牙DANOBAT公司，車床組成部件包括刀架臺、浮動驅動輪系統、列車支撐與下壓系統、電控箱與計算機數控、輪廓測量系統、直徑測量系統、液壓裝置、軟件管理、車床/基座、外殼保護裝置、粗加工+精加工刀具、可打開式鐵軌、電氣與液壓裝置等等。

維修機車車輛輪對時，因不需要從車輛上拆下輪對和輪對上的軸承，避免了因維修輪對踏面和輪緣而觸及軸承這個十分敏感的、高精度的部件，能保持車輛原有精度，其鏇修工藝是：列車直接駛入裝有該設備的維修區，設備上的定位系統、檢測系統將對列車進行自動定位、檢測，CNT 數控加工系統以最經濟的切削量對磨損的輪對進行在線高精度鏇修，列車鏇修后即可上路運行。因此，積極推廣應用該裝備，對提高鐵路車輛使用率，減少車輛的購置投資，促進我國軌道交通事業快速發展具有重要意義。

達諾巴特數控不落輪鏇床的技術優勢如下：

達諾巴特不落輪車床是用于軌道交通修整性維修的專用設備

維修工作主要包括踏面及剎車盤的鏇修或輪廓修整。使用達諾巴特不落輪車床，無需拆卸輪軸即可完成以上工作。

· 無需拆卸任何部件，所有轉向架上的部件和其他裝置都不構成鏇修操作的障礙。

· 無干涉，加工過程與車輛所需其他維修工作無干擾，可同時進行多項工作，節省停留時間，提高了車輛的利用率。

· 低成本-不落輪車床除了經濟性的優點之外，還具有獨特的跟蹤維修的創新性，給予維修計劃更高的靈活性，也因此節省了，準備鏇修加工之前，針對固定設施的不必要的調整及固定時間;此種優勢，對于小批量或要求高效率的情況尤其適用。

· 無需額外的支撐系統-不落輪車床不需要額外的部件對車輛進行提升或承載支撐，其本身完全能夠滿足所有這些任務。

簡化結構-所有不落輪車床都放棄了對待修輪對的輪軸或轉向架、承載減震系統及車輪內面頂部等的定位使用;DANOBAT不落輪車床通過直接針對軸箱進行承載定位，僅需很小的提舉空間。

3、不落輪與車輛的接口形式

3.1輕軌、地鐵車輛的外裝卡形式

輕軌動力車廂與地鐵列車采用的是外軸箱輪對的結構，所以地鐵線路不落輪只需要外軸箱裝卡一種裝卡方式，輕軌車輛線路的不落輪則需要包含內軸箱+外軸箱兩種類型軸箱裝卡方式于一體的不落輪鏇床。

1）外軸箱裝卡方式的實現

外軸箱輪對采用的是外軸箱支撐+外軸箱壓下裝置的方式進行裝卡，如下圖所示：

輪對鏇修時，軸箱下支撐頂住軸箱下表面預留的頂升位置，托起輪對重量和空氣彈簧的下壓力。為了保證加工過程中的軸線穩定性，上臂提供適當的下壓力，此時待加工的輪對被緊固在壓下裝置與頂升裝置中間。此種裝卡方式創新設計的外軸箱下支撐裝置，將整個車輪的重量與壓下裝置的下壓力承載，減少驅動的承載要求，使得浮動驅動輪只需要實現滾動摩擦功能，避免了加工中的干擾。

徑向上：采用下壓臂（1）+下軸箱支撐（2）組合方式，針對軸箱上下面進行鎖止，軸重主要由軸箱下支撐裝置承載，驅動輪僅起定位輪對及驅動的功能，只承擔一條輪對的重量并且保證車軸與軸箱內孔之間無間隙，有效的抵消軸承徑向游隙和軸承外圈與軸箱內孔的間隙，有效保證輪對裝卡獨立性和穩定性;使得在整個加工過程中輪對軸線始終保持固定位置不變。

不落輪鏇床驅動輪的摩擦壓力，采用了液壓直接驅動驅動輪的浮動方式，同時采用伺服閥控制方式。伺服響應速度快，可以最好的保證浮動的及時性及穩定性。被加工輪對軸線的徑向位置在加工中固定不動，具有保持、鎖定功能，保證被加工輪對軸線徑向定位精度;

同時，依據不同的車輛軸箱類型的多樣化，需要提供不同的軸箱支撐與壓下裝置。

2）地鐵車外軸箱的壓下與軸箱支撐裝置。

壓下裝置：地鐵車輛的軸箱上表面為較為平整的鑄造平面，在吊裝座兩側露出寬度約30mm，軸箱上表面距離車體底架60mm，所以此位置既可以滿足不落輪鏇床卡爪深入、下壓的操作空間，同時也可以滿足下壓力所需的結構強度，同時壓下裝置同時會擠壓吊裝座上兩條固定螺栓，防止輪對軸箱竄動。通過多次測試測量與反復比較，決定壓裝點為軸箱上表面吊裝座兩側以固定軸箱。

頂升裝置：地鐵車輛軸箱的下表面為鑄造平面，可以根據頂升。考慮到整條輪對重量以及壓下裝置的下壓力全部作用在軸箱下表面，所以必須增大軸箱與下支撐的接觸面積來減小軸箱的壓強，避免軸箱因局部受力過大而導致形變，破壞軸箱。綜上軸箱下支撐使用截面積為0.195㎡的軸箱支撐塊。如下圖

3）輕軌車外軸箱的壓下與軸箱支撐裝置。

壓下裝置：輕軌動力車廂的輪對軸箱上表面情況與地鐵車輛類似，均是采用軸箱上表面為壓裝點，同時軸向止擋作用在軸箱蓋上側的兩條螺栓，同時確保輪對軸心的穩定性。

頂升裝置：由于輕軌車輛的軸箱下表面為異形鑄造，并且包含了軸箱拉桿裝置，拉桿裝置不可以受力，所以不能使用完全平面接觸的頂升模式，經過反復推敲與辨證，有兩種方案可行。第一種方案是設計梯形頂塊，梯形頂升裝置完美契合了軸箱下表面異形構造，避開軸箱軸箱下側兩個圓形鑄造孔，將提升力傳到周箱體，躲避不可受力部位。第二種方案是利用軸箱的兩個鑄造孔，設計兩個圓柱工裝，穿過鑄造孔后使圓柱形工裝受力，最終將受力傳到周箱體。驗證證明兩種方案均可行，但是第一種方案的操作性明顯要優于第二種方案，降低操作復雜程度，減小操作風險，同時還會增加軸箱支撐的行程，有效增加加工輪對的直徑范圍。綜上采用第一種頂升方式。如下圖

3.2輕軌車輛的外裝卡形式

輕軌拖車車廂采用的是外軸箱輪對的結構，由于線路不同，采用的輕軌車輛軸箱形式也不同，所以4、8號線的內軸箱裝卡方案也會有較大差異。

1）內軸箱裝卡方式的實現

內軸箱裝卡方式通過頂升內軸箱下表面預留位置，并使用螺栓或拉鉤等者其他形式的下拉裝置與軸箱連接，通過液壓缸下拉連接件，使得整條輪對固定在內軸箱支撐上，實現輪對的穩定并加以鏇修修復。

內軸箱系統

2）4號線內軸箱裝卡方案

4號線內軸箱采用頂升軸箱中間部位，同時利用軸箱體兩個Φ50鑄造圓孔，將連接裝置伸進圓孔內部，利用液壓缸下拉后固定。同時兩側加壓下裝置壓住制動盤外側軸輔助固定，保證了加工過程中輪對中心線的穩定。裝卡方式如下圖所示

3）8號線內軸箱裝卡方式

有了4號線內軸裝卡的經驗，8號線設計之初優化裝卡結構，采用的是螺紋連接的裝卡形式。在內軸箱箱體兩側靠近車輪位置預留兩個頂升平臺，在平臺上分別設置M24mm的螺紋連接孔。

圖中紅色圓框為裝卡預留連接螺紋，裝卡機構頂升此位置后，將連接螺栓緊固。

裝卡過程為，內軸箱支撐裝置提升與軸箱接觸后，連接固定螺栓，最后使用液壓油缸提供合適的下拉力，就可以保證加工過程中輪對中心線的穩定性。

此轉卡方案由于頂升與裝卡的位置為軸箱兩側，不需要壓下裝置輔助下壓即可保持輪對穩定。

4、不落輪鏇床與工程車輛的接口

輕軌、地鐵車輛的平穩運行也不可缺少各種類型的工程車輛，目前在用的工程車輛包含：地鐵打磨車、平板車、平板調車、接觸網作業車、內燃機車、網軌檢測車、放線車、接觸網作業車。所有工程車均采用外軸箱形式的輪對，所以裝卡方式與地鐵車輛類似，同時部分車輛在軸箱上專門設計了頂升與下壓接口位置，下面以今創生產的450型內燃車為例說明。

江蘇今創生產的450型內燃車外外軸箱形式的輪對，其中外軸箱上開有80mm寬孔，支撐裝置與壓下裝置下壓預留接口。如下圖所示

裝卡過程中只需要將頂升裝置頂升軸箱下表面，壓下裝置深入孔內下壓即可穩定加工輪對的中心軸線。裝卡如下圖

其他工程車輛的裝卡方式與今創450型內燃車類似。

5、總結

車輛運行的重中之重為走行部，而輪對的質量是走行部是否穩定的基礎，如何快捷、準確的加工車輛輪對是我們一直追求并為之努力的方向。同時如何快捷穩定的裝卡也離不開車輛軸箱的進一步優化，希望達諾巴特公司、車輛供應廠家與我們使用單位共同努力，為長春軌道交通的快速發張保駕護航。