姚應(yīng)峰

(中鐵第四勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司,武漢 430063)

1 概述

數(shù)控不落輪鏇床在地鐵車輛段中主要承擔(dān)地鐵車輛輪對的測量及鏇修工作，是地鐵車輛段關(guān)鍵設(shè)備之一。數(shù)控不落輪鏇床在土建及各系統(tǒng)設(shè)計過程中，主要涉及車輛、站場、軌道、建筑、結(jié)構(gòu)、通風(fēng)空調(diào)、給排水、低壓配電與照明、通信、信號、接觸網(wǎng)等專業(yè)。數(shù)控不落輪鏇床與各專業(yè)及各專業(yè)之間的協(xié)調(diào)和匹配，稱為技術(shù)接口。各專業(yè)只有加強(qiáng)協(xié)調(diào)，密切配合，方能使數(shù)控不落輪鏇床設(shè)備安裝順利，運(yùn)行安全、可靠，達(dá)到設(shè)備功能的最大化。

文獻(xiàn)[1]分析了地鐵車輛段三大檢修工藝設(shè)備的技術(shù)接口，從運(yùn)營的角度簡要介紹了數(shù)控不落輪鏇床與相關(guān)專業(yè)的接口。從車輛段設(shè)計的角度，不僅分析了數(shù)控不落輪鏇床與相關(guān)專業(yè)的接口，還分析了專業(yè)內(nèi)部的接口及主要接口專業(yè)的界面劃分，并給出了在數(shù)控不落輪鏇床設(shè)備招標(biāo)時，用戶或業(yè)主對招標(biāo)范圍的正確劃定的建議。

2 數(shù)控不落輪鏇床介紹

數(shù)控不落輪鏇床主要由軌道系統(tǒng)、輪對驅(qū)動系統(tǒng)、輪對卡緊裝置、刀架、刀具、測量和定位裝置、電器柜、液壓單元、鐵屑處理系統(tǒng)等組成，數(shù)控不落輪鏇床的結(jié)構(gòu)如圖1所示。下面就主要系統(tǒng)進(jìn)行說明。

圖1 數(shù)控不落輪鏇床布置

(1)軌道系統(tǒng)

軌道系統(tǒng)是一種位于機(jī)床中央上方橋型區(qū)域的焊接鋼結(jié)構(gòu)，帶有由點(diǎn)擊驅(qū)動的滑動導(dǎo)軌。一旦車輛移動到位，滑動導(dǎo)軌會從機(jī)床的中心區(qū)域后撤，以空出操作空間，滑動導(dǎo)軌的位置被監(jiān)控。為了使輪對能夠與機(jī)床的中心線對齊，輪對被側(cè)向移動到滑動軌前方的區(qū)域。

(2)輪對驅(qū)動系統(tǒng)

輪對的抬升和驅(qū)動是由一種垂向浮動摩擦滾輪驅(qū)動系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。

4個用于能量傳輸?shù)哪Σ硫?qū)動滾輪安裝在機(jī)床兩側(cè)成對布置的滾輪支撐架上。每個驅(qū)動滾輪由異步電機(jī)和安裝在滾輪支撐架上的法蘭齒輪來驅(qū)動。4個滾輪支撐架通過扭力軸獨(dú)立安裝并能夠旋轉(zhuǎn)。為此，張緊軸一端通過花鍵傳動，連接至翻轉(zhuǎn)單元上，另外一端可以自由旋轉(zhuǎn)。

(3)測量和定位裝置

測量系統(tǒng)包括內(nèi)側(cè)距和磨耗測量裝置、直徑測量裝置。測量車輪下列幾何參數(shù)：車輪直徑、輪緣高度、輪緣厚度、輪對內(nèi)側(cè)距、徑向跳動、端面跳動。

3 數(shù)控不落輪鏇床的技術(shù)接口

(1)與車輛專業(yè)接口

數(shù)控不落輪鏇床主要為地鐵車輛輪對的測量和檢修服務(wù)，因此，與地鐵車輛密不可分。

數(shù)控不落輪鏇床的測量和鏇修對象是輪對，因此，車輛需提供輪對的踏面輪廓及鏇修的標(biāo)準(zhǔn)，即鏇修后單輪對2個車輪之間的直徑差值、同一轉(zhuǎn)向架4個車輪中最大直徑和最小直徑的差值、輪廓幾何偏差、旋轉(zhuǎn)偏差(徑向跳動)、端面跳動、輪緣高度差(踏面至輪緣頂)、輪緣寬度允差、表面光潔度等。

隨著地鐵車輛制動形式的多樣化，目前地鐵車輛的制動形式主要有電制動和機(jī)械制動，機(jī)械制動又分為踏面制動和盤形制動。對于采用踏面制動的車輛，踏面的磨耗可以通過鏇修解決；對于采用盤形制動的車輛，制動盤的磨耗的維修是一個值得考慮的問題。目前制動盤的維修也一般通過數(shù)控不落輪鏇床鏇修解決，因此，車輛需提供機(jī)械制動的形式，如果采用盤形制動，還需提供軸盤制動還是輪盤制動，以便數(shù)控不落輪鏇床實(shí)現(xiàn)制動盤鏇修的功能。

隨著數(shù)控不落輪鏇床在地鐵車輛段的廣泛應(yīng)用，其功能也在不斷拓展[2]，服務(wù)的范圍從地鐵車輛向工程車拓展，因此，車輛專業(yè)在提供地鐵車輛的鏇修要求時，同時需提供車輛段內(nèi)工程車的輪對維修標(biāo)準(zhǔn)及要求。

另外，從鏇修作業(yè)的要求來看，由于地鐵車輛的軸重較輕，為了提高切削力，需要采用軸箱下壓裝置。下壓裝置與車輛軸箱的型式密切相關(guān)，而地鐵車輛的輪對軸箱有外軸箱與內(nèi)軸箱2種型式。因此，車輛供貨商需提供軸箱的型式及詳細(xì)尺寸。

最后，車輛供貨商需提供地鐵車輛及工程車的轉(zhuǎn)向架圖紙，如果車輛采用接觸軌供電，還需提供受電靴的詳細(xì)尺寸，以便數(shù)控不落輪鏇床供貨商核實(shí)鏇修過程中設(shè)備是否與轉(zhuǎn)向架上的零部件發(fā)生干擾。

(2)與站場專業(yè)的接口

數(shù)控不落輪鏇床設(shè)置在地鐵車輛段的不落輪鏇庫內(nèi)。根據(jù)數(shù)控不落輪鏇床的加工能力，1個輪對從地面推送至不落輪鏇床到鏇修完離開不落輪鏇床的時間約36 min。鏇修1個轉(zhuǎn)向架2個輪對的時間約為72 min。為避免鏇輪作業(yè)對車輛段其他線路運(yùn)營的影響，不落輪鏇庫兩端各應(yīng)具備1列車長的線路有效長度要求，并具備庫兩端至少有1輛車長的直線線路，以便站場專業(yè)合理布置不落輪鏇庫的型式。不落輪鏇庫的布置型式主要有盡端式和“八字線”2種。

(3)與軌道專業(yè)接口

數(shù)控不落輪鏇床安裝位置處，為保證不落輪鏇床的準(zhǔn)確定位，不落輪鏇庫內(nèi)應(yīng)設(shè)置整體道床。道床及鋼軌應(yīng)在不落輪鏇床工作基坑處斷開。

(4)與建筑專業(yè)接口

目前，地鐵車輛段對不落輪鏇庫的尺寸要求一般為36 m×12 m(長×寬)。不落輪鏇床與建筑專業(yè)的接口為：數(shù)控不落輪鏇床的基坑，基坑周邊的防護(hù)欄桿、從地面至基坑底的踏步，基坑底排屑器槽、集水井及蓋板、基坑內(nèi)主電源點(diǎn)至機(jī)床電源埋管、基坑內(nèi)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)接出點(diǎn)至機(jī)床的埋管、軌道中心校準(zhǔn)塊等。

因?yàn)閿?shù)控不落輪鏇床地基與普通土建項目不同，其地基的精確度，尤其是數(shù)控不落輪鏇床地腳螺栓、軌道墊鐵和軌道支撐柱地腳孔的施工精度將嚴(yán)重影響機(jī)床的加工精度，所以必須嚴(yán)格保證施工精度。

(5)與結(jié)構(gòu)專業(yè)接口

由于不落輪鏇庫內(nèi)鋪設(shè)整體道床，整體道床的地基處理可按整體動載荷(軸重≤14 t，速度5 km/h)條件下不開裂、不下沉。

數(shù)控不落輪鏇床的基坑除考慮車輛的軸重外，還需考慮數(shù)控不落輪鏇床的自重。

為便于數(shù)控不落輪鏇床的安裝及今后的維護(hù)和檢修，在不落輪鏇庫主庫內(nèi)需設(shè)置1臺2t的電動單梁橋式起重機(jī)或懸掛起重機(jī)。

(6)與通風(fēng)空調(diào)專業(yè)接口

數(shù)控不落輪鏇庫作業(yè)區(qū)需考慮通風(fēng)或采暖設(shè)施。通風(fēng)設(shè)施一般采用搖頭風(fēng)扇，當(dāng)需設(shè)置空調(diào)時，基坑上方及四周需設(shè)置封閉頂棚。

(7)與給排水專業(yè)接口

數(shù)控不落輪鏇床與給排水專業(yè)的接口為：數(shù)控不落輪鏇床基坑集水井內(nèi)的排水設(shè)施，由于集水井的高程較低，依靠重力排水較為困難，考慮到基坑內(nèi)污水較少，因此采取機(jī)械排水設(shè)施，需配置1臺小型的污水泵。

(8)與低壓配電與照明專業(yè)接口

數(shù)控不落輪鏇床控制室內(nèi)需提供三相五線制電壓380V，總功率80～130kVA的電源；數(shù)控不落輪鏇床作業(yè)區(qū)基坑內(nèi)需考慮照明設(shè)施，一般在基坑壁上配置照明燈具；設(shè)置空調(diào)時，需設(shè)置空調(diào)插座。

(9)與通信專業(yè)接口

為實(shí)現(xiàn)數(shù)控不落輪鏇床與車輛段網(wǎng)絡(luò)的連接，便于數(shù)控不落輪鏇床操作數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程監(jiān)控及下載，在不落輪鏇庫內(nèi)需設(shè)置網(wǎng)絡(luò)接口。

(10)與信號專業(yè)接口

在數(shù)控不落輪鏇床基坑兩端及距兩端一列車長+公鐵兩用牽引車長的位置處需設(shè)置絕緣接頭各一處，以避免電流通過鋼軌導(dǎo)入數(shù)控不落輪鏇床，損壞控制系統(tǒng)。

(11)與接觸網(wǎng)或接觸軌專業(yè)接口

在數(shù)控不落輪鏇床基坑兩端各一列車長+公鐵兩用牽引車長的范圍不需設(shè)置接觸網(wǎng)或接觸軌。

(12)與公鐵兩用車的接口

經(jīng)過調(diào)查，鏇輪工在使用不落輪鏇車床進(jìn)行輪對鏇修完畢后，可能會發(fā)生由于數(shù)控不落輪鏇床的下壓裝置未經(jīng)確認(rèn)復(fù)位就直接通知公鐵兩用車司機(jī)動車，而導(dǎo)致發(fā)生車輛及設(shè)備損

壞的安全隱患[3]。為了從技術(shù)層面盡量控制安全隱患的發(fā)生，數(shù)控不落輪鏇床與公鐵兩用車需考慮設(shè)置安全連鎖裝置。

4 界面劃分

界面劃分主要分析專業(yè)之間技術(shù)接口設(shè)計界面劃分、數(shù)控不落輪鏇床設(shè)備招標(biāo)范圍的建議，供設(shè)計及設(shè)備招標(biāo)時參考。專業(yè)之間技術(shù)接口如圖2所示。

圖2 數(shù)控不落輪鏇床專業(yè)間技術(shù)接口

數(shù)控不落輪鏇床設(shè)備招標(biāo)時用戶或業(yè)主對招標(biāo)范圍的正確劃定建議如下：數(shù)控不落輪鏇床設(shè)備一套，活動導(dǎo)軌、液壓單元、電器柜、打印機(jī)柜、固定裝置(包括地腳螺栓)、碎屑器、排屑器、鐵屑收集箱、鐵屑搬運(yùn)小車、操作者步梯、除煙排塵裝置、變壓器等。

5 結(jié)論

數(shù)控不落輪鏇床是車輛段的一個重要設(shè)備，其在車輛段土建、系統(tǒng)的設(shè)計過程中，涉及專業(yè)眾多，接口較復(fù)雜，本文分析該設(shè)備與車輛段各設(shè)計專業(yè)的接口，提出了設(shè)計時主要專業(yè)間的設(shè)計界面劃分和設(shè)備招標(biāo)時用戶或業(yè)主對招標(biāo)范圍的正確劃定的建議，以供設(shè)計或設(shè)備招標(biāo)時參考。

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