瀋陽地鐵車輛架修工藝設計論文
瀋陽地鐵車輛架修工藝設計論文
摘要：闡述瀋陽地鐵車輛架修工藝流程和作業內容，以及地鐵車輛段架修工藝裝置的設定、佈局和用途。結合生產實踐中的改進經驗，使架修工藝流程更加最佳化，有效提高地鐵車輛架修生產效率。
關鍵詞：地鐵；架修；工藝設計
車輛架修的目的是對車輛各系統進行深度維修以恢復車輛的使用效能，是實現地鐵設計壽命週期內保持車輛穩定表現的重要形式之一。根據現行國家標準GB50157—2013《地鐵設計規範》，地鐵車輛在執行5年或執行里程達到50～60萬km需進行架修。
1號線車輛架修工作
於2015年3月開始，從首列車試修工期45個工作日，透過最佳化流程、改進工藝、調整工序等多種手段，後續達到批次車架修工期27個工作日，年架修車輛10列車的生產能力。本文以此車輛段架修作業實施情況為基礎，總結相關工藝改進設計，為其他車輛段提供參考。1架修工藝流程地鐵車輛架修工藝流程可分解為拆解、檢修、組裝、除錯4個部分。車輛在完成接車和預檢後，首先對列車進行拆解，完成轉向架與車體分離，並將列車解編為單節車輛；而後車體進行各系統及部件現車檢修，將大部件拆卸或委外檢修，轉向架部件進行檢修測試或委外檢修；最後進行部件裝車、落車和聯掛編組，再進行除錯和交車驗收。具體工藝流程如圖1所示（圖中VVVF為變壓變頻系統，SIV為靜止逆變器）。
2架修工期階段性劃分
根據瀋陽地鐵架修工藝流程，可將架修工期按重要節點劃分為解編架車、系統及部件檢修、落車編組、靜動態除錯共4個階段。根據這4個階段將整個架修工期進行劃分，並制定幾個重要的時間節點，保證架修生產計劃的正常執行，如圖2所示。地鐵車輛架修首先要進行車體與轉向架的分離，需要藉助架車機完成。地鐵車輛架修使用的架車機一般分為固定式和移動式，瀋陽地鐵採用的是固定式架車機，可用於3節編組車輛同時架車作業。解編架車階段是指電客車透過固定式架車機，對車體和轉向架之間進行拆解，使車體與轉向架分離，再將車體落裝於工藝轉向架，並解編為單節車輛，透過移車臺轉軌進入架修臺位的過程，用時3個工作日。系統及部件檢修階段是指車輛在完成工藝轉向架架車後，進行現車檢修、大部件拆卸檢修、部分部件委外檢修，以及部件檢修後安裝上車的過程。該過程為整個架修工期的重要階段，佔架修工期的大部分時間，用時14個工作日。落車編組階段是車輛和轉向架分別完成檢修後，進行車體和轉向架安裝的過程，以及車輛之間聯掛編組成列的過程，用時4個工作日。除錯和交車驗收階段包括靜動態除錯、正線試執行，以及檢修車間完成車輛的驗收和交車，至此整個架修工期結束，該階段用時6個工作日。
3架修功能分割槽和裝置配置
按照架修作業功能區域劃分，架修場地分為車輛整體拆裝區、車體檢修區、轉向架檢修區、輪軸檢修區、制動系統檢修區、車門檢修區、受電弓檢修區、空調檢修區、電器電子檢修間、蓄電池檢修間、靜態除錯庫。
3.1車輛整體拆裝區
車輛整體拆裝區域主要功能是完成車體和轉向架的分離和安裝，透過設定在區域中的固定式架車機完成。車體和轉向架的分離是將車體與轉向架之間的高度控制桿、安全鋼索、速度感測器、風管路、牽引電機線纜、接地線纜等連線進行拆解，再將牽引梁與中心銷之間的連線複合彈簧拆卸，從而完成車體與轉向架的分離。再使用工藝轉向架架車，使轉向架和車體分別進入獨立檢修區域。車輛整體拆裝區配置複合彈簧壓裝裝置，用於拆卸牽引梁與中心銷之間的連線，並配置中心銷拆裝裝置，用於拆卸中心銷以完成墊片調整，彌補由輪對鏇修造成的車體高度變化。
3.2車體檢修區
車體檢修區為各系統及部件進行架修作業的綜合區域，該區域根據工藝轉向架架車高度設定固定式雙層檢修作業平臺，以及多臺移動式升降檢修作業平臺。固定式雙層檢修作業平臺設定電源和風源介面，作業人員透過檢修作業平臺進入車內、車下或車頂，完成各系統及部件檢修。在此檢修區域作業的內容包括空調、受電弓等車頂大部件的拆卸和安裝；車門系統的檢修；車上電器櫃的檢修；車上照明系統的拆裝和清掃；座椅及內裝、車上電熱器的檢修；半永久和半自動車鉤的拆裝；車下箱體的拆裝和檢修等。同時，固定式雙層檢修作業平臺和移動式升降檢修作業平臺的配合使用，更為車門的現車維修提供有利條件。
3.3轉向架檢修區
轉向架在完成與車體分離後，進入轉向架檢修區，使用轉向架清洗機進行整體清潔，注意將電纜及風管路部件進行防水防塵處理。而後將轉向架進行分解，包括牽引電機、制動風管路、制動單元、牽引梁及牽引拉桿、橫向減振器、構架與輪對、空氣彈簧和軸箱彈簧、橫向止擋等構架附件的拆卸。拆卸後的部件有部分進行委外維修，包括構架、橫向減振器、牽引拉桿等。其餘部件進行自主維修，包括空氣彈簧、軸箱彈簧、排障器、輪緣潤滑裝置等。在轉向架檢修區設定附件試驗間，配置空氣彈簧試驗檯、軸箱彈簧試驗檯、油壓減振器試驗檯、單柱式壓裝壓力機，對空氣彈簧和軸箱彈簧等備件進行檢修和效能測試。在轉向架各部件完成檢修後進行組裝，透過轉向架靜載試驗檯對轉向架整體效能進行測試，試驗合格後裝車使用。
3.4輪軸檢修區
輪軸檢修區是在輪對與構架分離後，對輪對和軸箱軸承進行檢修的區域。輪對在進入檢修區域後，首先完成軸箱軸承與輪對的分解，軸承採用委外維修的方式檢修，輪對進入輪對清洗機進行清洗，而後分別透過熒光磁粉探傷機和超聲波探傷機進行探傷，進入輪軸同溫組裝間待選配和組裝。軸承完成維修後返回，在同溫組裝間內與選配好的輪對進行組裝，然後透過輪對跑和試驗檯對輪對進行測試，測試完成後進入轉向架檢修區域，與構架進行組裝。
3.5制動系統檢修區
制動系統檢修區是進行踏面制動單元、空壓機和制動系統部件檢修和試驗的`區域，配置有空壓機試驗檯、雙塔乾燥器試驗檯、風缸試驗檯、閥門綜合試驗檯、踏面制動裝置試驗檯、氣動部件綜合試驗檯等裝置。
3.6車門檢修區
車門檢修區是車門系統門控器、車門門板及備件拆卸下車後進行檢修和試驗的區域，設定有車門試驗裝置、車門矯正臺、門頁及門驅動機構拆裝升降臺。
3.7受電弓檢修區
受電弓檢修區設定有受電弓試驗檯和受電弓工作臺。受電弓試驗檯自帶風源，可對拆卸下車的受電弓進行效能測試，受電弓工作臺是用於受電弓分解、組裝，及整體檢修的工作平臺。
3.8空調檢修區
空調檢修區設定有空調清洗間、高壓清洗機、空調檢修平臺、空調裝置試驗檯。空調清洗間用於空調裝置拆卸下車後的清潔，為避免汙水外流而設定四面防水圍擋，空調裝置試驗檯用於空調裝置檢修後的效能檢測。
3.9電器、電子檢修間
電器、電子檢修間是對車上電器部件進行檢測的區域，為避免受外界環境影響，設定在封閉房間內。檢修間內配置的裝置有司控器試驗檯、移動式耐壓試驗檯、繼電器試驗檯、速度感測器試驗檯、電磁閥試驗檯、高速斷路器試驗檯等，以及各種應用於電路板及電器元件檢測的儀器儀表。
3.10蓄電池檢修間
蓄電池檢修間設定自動恆壓恆流充放電機、蓄電池加液裝置、蓄電池檢測工具等。蓄電池在拆卸下車後，進行單節拆解、清潔、加液，以及多次充放電試驗，在測量蓄電池效能滿足要求後方可裝車使用。
3.11靜調庫
靜調庫是進行電客車架修靜態除錯的區域。庫內設定有架空式接觸網、靜調電源櫃、固定式雙層檢修作業平臺，並在軌道下方設定地溝。地溝用於車底裝置及轉向架的檢查、測量及調節；靜調電源櫃用於給車輛提供DC1500V電源，滿足輔助供電系統除錯時的電源需求；固定式雙層檢修作業平臺用於受電弓和空調裝置等裝置除錯和檢修，其中受電弓的除錯包括升降弓時間、升弓壓力及升降弓緩衝狀態等內容；架空式接觸網透過受電弓為車輛提供DC1500V電源，滿足車輛各系統靜態除錯的電源需求。
4工藝流程與裝置配置最佳化實踐
4.1增設立柱式起重機
轉向架的分解和組裝作業，主要內容是進行牽引電機、制動單元、牽引梁、橫向減振器等部件拆卸和安裝。為滿足此項作業需要，架修主庫設定多臺轉向架提升臺，以及1臺載重量10t的橋式起重機，但考慮到多個轉向架的不同部件同時拆解和組裝作業時，只依靠庫內1臺橋式起重機，很難配合多臺轉向架提升臺同時作業，而橋式起重機通常還要承擔構架等其他備件的吊運任務，無法滿足生產需要。為解決這一問題，轉向架檢修區設定3臺立柱式起重機，載重量為1～3t，可與多臺轉向架提升臺配合使用，滿足牽引電機、制動單元等裝置的吊裝，有效提高生產效率。在此經驗基礎上，也可為後期建設的新線架修主庫提供參考性意見，建議增加立柱式起重機配置數量，使得轉向架提升臺和立柱式起重機數量的配置比例更加合理。
4.2增加行動式車門系統除錯裝置
車門系統靜態除錯內容包括集控開關門、障礙物檢測、防擠壓、再開閉、車門故障隔離、內外部緊急解鎖等功能試驗，通常在整車靜態除錯階段進行。由於整車車門數量較大，功能試驗專案較多，導致車門系統功能試驗佔用整車除錯階段的較多工時，若車門系統發生故障則造成除錯階段的工期緊張。為解決這一問題，設計製作行動式車門除錯裝置，將除錯裝置與車門系統控制電路之間透過線纜進行連線，將各功能試驗專案的控制整合到除錯裝置的按鍵上，並使用移動式直流穩壓電源為單節車輛提供電源。透過增加此裝置可實現將車門系統除錯的大部分內容調整至單節車輛檢修階段完成，使得工藝流程更加合理。
4.3轉向架轉盤改造
在車輛整體拆裝區域，車輛在完成車體和轉向架的分離後，轉向架需要從整體拆裝區域運送到轉向架檢修區域，由於受庫內工藝佈局的限制，要經過轉向架轉盤轉換走行方向。轉向架轉盤在架修主庫土建時期同步安裝，受到當時技術條件限制，均設計為手動轉盤，結構和功能上已無法更好的滿足現在的生產需要，在生產過程中造成不必要的人力和工時浪費。為解決這一問題，考慮在現有基礎上進行技術改造，增加電力驅動結構，將手動驅動改為電動驅動，可有效節省人力和工時。
5結語
地鐵運營公司作為地鐵車輛的運用單位，不同於車輛製造企業，受到檢修場地、工藝裝置等基礎條件的限制，生產能力和效率無法和車輛製造企業相比。如何在有限條件下高質高效地完成自主架修作業，是地鐵運營公司研究和努力的方向。在地鐵車輛架修工藝設計中，應以現實條件為基礎，透過制定階段性工期計劃、調整工藝佈局、最佳化裝置配置等措施，結合架修生產過程不斷總結和改進，使工藝流程更加順暢，實現工藝設計更加合理和高效。
參考文獻
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