牟曉東

(中鐵工程設計咨詢集團有限公司，北京 100055)

1 機車運用維修段的功能定位及設備配備原則

大功率交流傳動電力機車是我國鐵路裝備現(xiàn)代化的重要組成部分。借鑒動車段及動車所的成功建設經驗，大功率交流傳動電力機車的檢修分為大修廠、檢修基地、運用維修段［1］3個階段。大修廠負責完成機車廠修(6年以上修)的檢修工作，一般設在機車制造廠;檢修基地負責完成機車的6年檢、2年檢等中等以上的檢修工作，目前全路正在施工建設7個大功率交流傳動電力機車檢修基地;運用維修段負責完成機車運用、整備管理工作和1年檢、半年檢、季檢、月檢、半月檢、日檢的檢修工作，一般與豐臺西、湖東、武漢北等大編組站配套設置。由以上設置原則及承擔的工作內容可以看出，大功率交流傳動機車運用維修段直接承擔鐵路運輸牽引任務，其戰(zhàn)略位置處在鐵路運輸裝備保障體系的最外層，屬鐵路運輸?shù)牡谝痪€。工作質量將直接關系到鐵路的整體服務水平，運用維修段比檢修基地、機車大修廠等具有更為重要的戰(zhàn)略地位，是鐵路運輸體系的關鍵環(huán)節(jié)。

按機車運用新模式的要求，大功率和諧機車運用維修段的設備配備［2］，應遵循以下原則:

(1)滿足對所有入庫運用機車實行全方位、全天候整備的要求，保障入段機車的完好運用;

(2)滿足1年檢、半年檢、季檢、月檢、半月檢等檢修工作的要求;

(3)對隨時可能發(fā)生的各類突發(fā)事件，運用段須具備應有的應對能力及相應的硬件條件;

(4)對頻發(fā)作業(yè)項目，盡可能地形成本地修能力，減少向檢修基地的往返運輸量，降低運用成本和配件數(shù)量;

(5)不斷提高整備、檢修作業(yè)的現(xiàn)代化水平，建立起與機車技術水準、價值相配套的整備檢修體系;

(6)不斷完善、健全人身、設備安全保障體系。

2 長子南派駐機車折返段的設計內容

2.1 長子南派駐機車折返段的概述

新建山西中南部鐵路通道［3］北起山西興縣，途徑山西省呂梁、臨汾、長治、河南省安陽、鶴壁、濮陽、山東省濟寧、泰安、萊蕪、淄博、臨沂、日照等3省12市，線路全長1 257 km。本線為聯(lián)通山西、河南、山東3省的大能力鐵路通道，在路網中起骨干作用，為路網干線鐵路;本線貨物運輸以煤炭為主，由煤炭裝車地始發(fā)，到達日照港下海煤炭約占總量的1/3，去往京廣、京九、京滬3大干線鐵路的煤炭約占總量的1/3，沿線消耗煤炭約占總量的1/3;預計近、遠期重車方向貨流密度11 576萬t、17 129萬t，近遠期客車對數(shù)分別為3對/d和5對/d。

結合山西中南部鐵路通道的運量、運輸組織方式、車流特點等因素，根據(jù)鐵路和諧發(fā)展的基本思路和《鐵路運輸生產力布局調整指導性意見》的主要精神，機務設備布局調整的設想:客運機車交路以客車開行方案為依據(jù)，大力推行長交路，輪乘制，以客運中心站或大型客運站的機務設備向外輻射;貨運機車交路以車流為依據(jù)，以不跨越路網型編組站的機車交路長度限制，盡可能提高機車使用效率的原則，本工程在長子南站設長子南派駐機車折返段，擔當本線洪洞以西各煤炭裝車站經長子南至新鄉(xiāng)北、阜陽北、徐州北、萊蕪東、日照南間的機車交路，本務機車類型暫定HXD1型大功率交流傳動電力機車。

長子南派駐機車折返段的機車配屬情況詳見表1。

表1 長子南派駐機車折返段機車配屬 臺

由表1可以看出，長子南派駐機車折返段配屬機車絕大多數(shù)為HXD1型機車，配屬臺數(shù)最終規(guī)模將達到264臺，因此，長子南派駐機車折返段應作為大功率和諧機車運用維修段來進行設計。

2.2 長子南派駐機車折返段的設計過程

結合山西中南部鐵路通道的運輸組織特點、列流圖、機車交路等因素，通過計算得出長子南派駐機車折返段的檢修規(guī)模。

2.2.1 檢修指標的采用

本線配屬HXD1型大功率機車，機車的維修等級及間隔期［4］見表2。和諧型大功率機車檢修停時見表3。

表2 HXD1型機車維修等級及間隔期

表3 和諧型大功率機車檢修停時 d

2.2.2 檢修工作量的計算

通過機車交路、列流圖、檢修指標的計算資料，計算出長子南派駐機車折返段配屬機車的檢修工作量見表4。

表4 機務工作量匯總

2.2.3 長子南派駐機車折返段檢修設施的規(guī)模

根據(jù)表4的工作量匯總的計算數(shù)據(jù)，段內設96.0 m×48.0 m6線貫通式小輔修庫1座，庫內設落輪、不落輪鏇各1臺位;庫一側設96.0 m×12.0 m邊跨，共2層，一層為檢修輔助車間，依次設有空壓機間、工具維修及材料存放間、濾油間、熔焊間、閥類部件制動軟管檢修間以及制動夾鉗檢修等檢修輔助車間，二層為生產班組及辦公房屋;庫另一側設96.0 m×21.0 m邊跨，邊跨內設電機輪對檢修區(qū)、附件檢修作業(yè)區(qū)、輔機檢修作業(yè)區(qū)、主斷路器檢修作業(yè)區(qū)、受電弓檢修作業(yè)區(qū)、儀表傳感器檢修作業(yè)區(qū)以及電子電器檢修作業(yè)區(qū)，各車間配備相應的1年修及以下修程所需的設備。

3 長子南派駐機車折返段檢修設備的配備

3.1 各維修等級的主要維修工作

由于大功率交流傳動機車運用維修段擔當?shù)闹饕蕹蔀?年及以下修，對應維修等級表中應為Ⅵ、Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅰ3以及UM級修程，上述各修程的主要維修工作［5-11］如下。

目視檢查(Ⅵ):目視檢查及挑選部件和功能的檢查。

檢查1級(Ⅰ1):更換、調整和補充消耗部件，檢查各部分的狀態(tài)和性能，特別是車下懸吊件的安裝情況。

檢查2級(Ⅰ2):按照規(guī)定要求進行機車性能試驗和安全性檢測。

檢查3級(Ⅰ3):每年一次的整個機車檢查。包括冷卻和空調系統(tǒng)的檢查和清洗，整個機車功能的檢查和測試。

計劃外維修(UM):計劃維修以外發(fā)生的所有維修活動，均屬于計劃外維修。如維修工作不能劃分在維修計劃的時間框架中而又必須實施，這些工作應歸入計劃外維修。

3.2 檢查與檢修項目

HXD1型機車在1年及以下修的檢修周期內，各工作區(qū)域的主要檢查、檢修項目如下。

3.2.1 準備

檢查機車，排放壓縮空氣系統(tǒng)。

3.2.2 司機室

司機操縱臺、空調裝置、前窗、側窗、無線電通訊裝置、信號裝置等部件的清潔、檢查及維護工作，以及制動閥、風機、壓縮機、干燥器等部件的更換。

3.2.3 機械間

牽引變流器、輔助變壓器、牽引電機風機、CCBⅡ制動系統(tǒng)、冷卻塔、信號柜、低壓柜、蓄電池柜等部分的清潔、檢查及維護工作。

3.2.4 機車外部

車體、腳踏、車鉤、排障器的目視檢查、緊固工作。

3.2.5 機車下部

轉向架、制動系統(tǒng)、主變壓器、蓄電池柜、軟風道、監(jiān)控系統(tǒng)、過濾器等部件的清潔、檢查及維護工作。

3.2.6 車頂設備

受電弓、隔離開關、高低音喇叭、斷路器、連接器、避雷器、各類天線的清潔、檢查及維護工作。

3.3 檢修設備的配備

3.3.1 大功率交流傳動機車的主要技術特點

大功率交流傳動機車具備以下主要特點:

(1)大部分部件采用的信息化、自動化、模塊化性能高的設備，使得機車整體可靠性程度高，便于維護檢修。

(2)車體采用整體承載結構，轉向架采用重載牽引轉向架，結構合理，適合重載牽引。

(3)采用空氣制動系統(tǒng)，基礎制動為輪盤制動，適合重載列車制動。

3.3.2 長子南派駐機車折返段的設備配備

由于長子南派駐機車折返段檢修設備數(shù)量較多，本次較為常規(guī)的天車、架車機、各種機床等標準設備就不再論述，僅針對運用維修段使用較頻繁或是大功率交流傳動機車專用設備進行描述。

(1)不落輪鏇車床

不落輪鏇車床通過實施機車輪對在線鏇修，實現(xiàn)輪對的快速、經濟鏇修，提高機車輪對的檢修質量、提升檢修效率、確保機車運行安全的重要設備。

新型大功率交流傳動機車功率大、運行速度高、牽引噸位大，使得輪對踏面的損傷也較嚴重，不落輪鏇修的工作量也較其他機務段要大一些，不落輪鏇車床使用頻率高，因此有條件的情況下應考慮設置獨立不落輪鏇修庫，避免在小輔修庫內作業(yè)與相鄰工位的干擾，提高輪對鏇修效率。

(2)庫用電源

HXD1型機車為交流傳動機車，傳統(tǒng)的機車牽引入庫裝置為直流，已無法滿足牽引機車入庫的要求。目前和諧型機車牽引入庫主要采用2種方式，一種為電瓶供電牽引車，另一種為機車庫用電源，長子南派駐機車折返段采用機車庫用電源方式。

機車庫用電源為機車入庫時使用，是機車低速、短距離點動動力源。該裝置設備由控制電源柜和電纜小車組成，具有電源控制及指示，軟啟動，輸出電壓、電流指示，有過流、過壓、過載、短路保護措施。

(3)輪對快換裝置

新型大功率交流傳動機車具有特有的車下結構，牽引桿位于轉向架最下方，需要先將牽引桿拆卸，才可進行換輪作業(yè)。采用快速換輪裝置后可在同一工位完成牽引桿和輪對電機的拆裝，并實現(xiàn)了活動軌橋的自動穿銷、基坑活動蓋板的自動升降、自動填平基坑空洞，規(guī)范了換輪作業(yè)工藝過程，提高了工作效率。

該裝置可在傳統(tǒng)地溝形式下使用，也可以在柱式檢查坑(軌道橋)形式下使用，與柱式檢查坑配合性能最優(yōu)。主要包括活動軌橋、輪對橫移平車、舉升裝置和活動蓋板等幾個組成部分。

(4)電器綜合檢修間

本檢修間主要用于大功率交流傳動電力機車2年以下修程和臨修下車電器的檢修和性能試驗。檢修范圍涵蓋高、低壓電器、小型電子部件等，并可對小型低壓電器做清洗和干燥。

電器綜合檢修作業(yè)間由高壓電器檢修設備和低壓電器、小電子檢修設備構成，具體設備包括真空主斷路器、受電弓、司機控制器、風道繼電器、轉速速度傳感器、壓力表壓力傳感器等部分組成。

3.3.3 還需進一步加強的設備

由于和諧機車的運用維修段的設備配屬仍在探討過程中，長子南派駐機車折返段的設計中還有部分設備未配備，應在今后其他運用維修段設備配備時統(tǒng)籌考慮。

(1)機車狀態(tài)診斷設備

機車狀態(tài)診斷設備用于大功率交流傳動電力機車在整備過程中對關鍵電器部件及故障率較高部件的快速檢測，是開展狀態(tài)修的基礎設備。設備由一組便攜設備組成，主要包括主斷、受電弓及蓄電池檢測設備等專用檢測設備，以及超聲波、紅外熱成像、紅外測溫、真空度檢測、空氣管路泄漏等通用檢測設備。

(2)三層檢修作業(yè)平臺(圖1)

三層檢修作業(yè)平臺由頂層作業(yè)平臺、中層作業(yè)平臺、頂層平臺爬梯、中層平臺爬梯、防護欄桿、防護鏈欄桿、翻板、照明設施、風源接口、電源接口組成。為大功率機車司機室設備、機械室設備、車頂設備、車下設備的檢修提供安全、快捷的上車通道和檢修場所。

頂層作業(yè)平臺工作面高程4.1 m，與車頂基本上平齊，用于車頂部件的維護保養(yǎng)及性能檢測。中層作業(yè)平臺工作面高程1.7 m，用于車內部件的維護保養(yǎng)及性能檢測，方便車內部件的安裝拆卸并兼作上車梯。平臺兩端(遠離機車側)設置爬梯，用于作業(yè)人員上中層平臺和頂層平臺。

圖1 三層檢修作業(yè)平臺示意

(3)CCBⅡ制動系統(tǒng)檢測設備

大功率交流傳動機車采用CCBⅡ制動系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有模塊化、網絡化和智能化的特點。CCBⅡ制動系統(tǒng)直接關系到機車的運用安全，檢測設備組成及功能簡述見表5。

表5 CCBⅡ制動系統(tǒng)檢測設備組成

(4)機車端部修理裝置

機車端部修理裝置設置在機車檢修庫，用于檢修各型和諧型大功率電力機車端部設備(刮水器、前窗、車燈)，可利用它對各型和諧型大功率電力機車端部進行維護、檢修作業(yè)。

機車端部修理裝置包括行走裝置、機架、移動工作臺、升降裝置、夾緊裝置、折疊爬梯、電氣控制系統(tǒng)等組成，采用蓄電池為能源供電使用，在地面行走時可以轉向，停車即可制動，停車準確，行走速度可調。可大大提升機車端部的清潔、檢修作業(yè)效率。

4 結語

長子南派駐機車折返段的設計中，既充分利用原有的機車檢修設備，又積極采用新技術、新工藝先進的設計理念，集成化高效的生產流水線，先進的工藝裝備，確保了大功率交流傳動機車檢修的效率，降低了工人勞動作業(yè)強度，改善了勞動作業(yè)環(huán)境，提高了勞動的安全性，實現(xiàn)了自動化、標準化、數(shù)字化。大部分配屬的設備可有效提高重載機車部件可靠性，減少機車部件故障發(fā)生幾率，可為類似工程設計提供參考或借鑒。

［1］中華人民共和國鐵道部.TB10004—2008 鐵路機務設備設計規(guī)范［S］.北京:中國鐵道出版社，2008.

［2］中鐵二院工程集團有限責任公司.機務段設計手冊(送審稿)［M］.成都:中鐵二院工程集團有限責任公司，2010.

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