劉永星 元 元 趙傳允

(中國(guó)南車(chē)戚墅堰機(jī)車(chē)有限公司，213011，常州∥第一作者，工程師)

1 項(xiàng)目來(lái)源

廣東省廣州市為成功舉辦2010年亞運(yùn)會(huì)，重金打造廣州珠江新城核心區(qū)的市政軌道交通項(xiàng)目，規(guī)劃并建設(shè)了珠江新城旅客自動(dòng)輸送(Automated People Mover，簡(jiǎn)為APM)線。APM線是一種無(wú)人駕駛、全自動(dòng)運(yùn)行的交通系統(tǒng)，適用于中等客運(yùn)量、短距離運(yùn)輸，在世界各地有較成熟的運(yùn)用［1］。APM線解決了珠江新城核心區(qū)的交通疏導(dǎo)。它是珠江新城中央商務(wù)區(qū)(CBD)和天河商貿(mào)區(qū)內(nèi)部的公交骨干線，已于2010年11月亞運(yùn)會(huì)期間開(kāi)通運(yùn)營(yíng)。

2007年7月，廣州地鐵與龐巴迪公司簽訂了APM線系統(tǒng)供應(yīng)合同，由龐巴迪公司向廣州地鐵提供用于APM線的14輛CX-100型車(chē)輛、CITYFLO 650列車(chē)控制系統(tǒng)和14套專(zhuān)用道岔。

2008年初，龐巴迪公司國(guó)際采購(gòu)團(tuán)隊(duì)多次來(lái)中國(guó)南車(chē)戚墅堰機(jī)車(chē)有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)戚墅堰公司)進(jìn)行技術(shù)交流和商務(wù)洽談;2008年8月簽訂采購(gòu)合同，龐巴迪公司委托戚墅堰公司生產(chǎn)廣州APM線的專(zhuān)用道岔。

無(wú)人駕駛的APM線對(duì)每個(gè)子系統(tǒng)及部件要求極其苛刻，其中道岔運(yùn)轉(zhuǎn)控制對(duì)整個(gè)系統(tǒng)至關(guān)重要。戚墅堰公司項(xiàng)目組通過(guò)對(duì)專(zhuān)用道岔產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的理解和工藝分析，按龐巴迪公司提供的技術(shù)圖件，制定了一套生產(chǎn)實(shí)施技術(shù)方案。最后，于2009年6月戚墅堰公司成功地生產(chǎn)出14套APM線專(zhuān)用道岔。

2 APM道岔簡(jiǎn)介

龐巴迪CX-100車(chē)輛通過(guò)專(zhuān)用道岔的導(dǎo)軌動(dòng)作進(jìn)行變道。道岔動(dòng)作由線路控制中心自動(dòng)遙控，也能實(shí)施人工控制。道岔分為轉(zhuǎn)盤(pán)道岔和Y型道岔。廣州APM線道岔設(shè)置簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1。

圖1 廣州APM線道岔設(shè)置簡(jiǎn)圖

2.1 轉(zhuǎn)盤(pán)道岔結(jié)構(gòu)

轉(zhuǎn)盤(pán)道岔由自動(dòng)定位鎖緊裝置、導(dǎo)向梁、導(dǎo)向梁托板、主支承座、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置、跑道梁、護(hù)板和一系列輔助支承等組成(見(jiàn)圖2)。產(chǎn)品主體為鋼結(jié)構(gòu)件，旋轉(zhuǎn)、定位、鎖緊采用液壓驅(qū)動(dòng)，主支承座中間有平面軸承提供轉(zhuǎn)向。跑道梁表面有粗糙度比較高的耐磨層防護(hù)涂料，以保證通過(guò)車(chē)輛的橡膠輪胎有足夠的摩擦力。當(dāng)車(chē)輛需要經(jīng)過(guò)相互交叉的不同軌道時(shí)，轉(zhuǎn)盤(pán)通過(guò)轉(zhuǎn)向、定位、鎖緊等動(dòng)作，為車(chē)輛的通過(guò)提供可靠導(dǎo)向。轉(zhuǎn)盤(pán)道岔的主要技術(shù)參數(shù)如下:

1)質(zhì)量8000 kg;

2)旋轉(zhuǎn)直徑4 m;

3)驅(qū)動(dòng)力400 Nm;

4)跑道梁水平度3 mm。

圖2 轉(zhuǎn)盤(pán)道岔的組成

2.2 Y 型道岔

Y型道岔分為左開(kāi)、右開(kāi)兩種型號(hào)，其結(jié)構(gòu)基本相同，外形左右對(duì)稱(chēng)。整副道岔由中心轉(zhuǎn)向軸、中心梁、導(dǎo)軌、橫梁、導(dǎo)向梁、滾動(dòng)梁、自動(dòng)定位鎖緊裝置和一系列輔助支承等組成(見(jiàn)圖3)。產(chǎn)品主體為鋼結(jié)構(gòu)件，定位、鎖緊采用液壓驅(qū)動(dòng)。滾動(dòng)梁表面有粗糙度比較高的耐磨層防護(hù)涂料，保證通過(guò)車(chē)輛的橡膠輪胎有足夠的摩擦力。滾動(dòng)梁邊緣任何點(diǎn)與輪軌接觸面的平面偏差不能超過(guò)3 mm。Y型道岔的主要技術(shù)參數(shù)如下:

1)質(zhì)量13000 kg;

2)曲股半徑22.86 m;

3)導(dǎo)向梁上邊緣縱向任何3 m長(zhǎng)度內(nèi)的高度偏差≤3 mm;

4)導(dǎo)向梁上邊緣橫截面兩端高度偏差≤3 mm。

圖3 Y型右開(kāi)道岔

3 道岔的制作

3.1 材料替代

所有零部件材料均符合國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，或選取等同美國(guó)ASTM標(biāo)準(zhǔn)的材料。主要材料替代見(jiàn)表1。潤(rùn)滑使用OKS403型船用潤(rùn)滑油脂;不使用易燃石棉、鉛(除了釬焊)、聚氯化二苯基、聚氨酯泡沫、鋁制螺紋緊固件和橡膠泡沫等。

表1 主要材料替代清單

原產(chǎn)品的設(shè)計(jì)尺寸為英制，現(xiàn)需改為國(guó)際單位制。產(chǎn)品尺寸的替代原則為:英制尺寸由下一個(gè)最接近的國(guó)際單位制尺寸替代。螺栓型式調(diào)整以匹配對(duì)應(yīng)的國(guó)際單位制尺寸，例如:1/2 in鋼板可以由厚14 mm鋼板來(lái)替代，1 in的螺栓可以由M30螺栓來(lái)替代。

3.2 焊接工藝

焊接應(yīng)滿足美國(guó)AWSD1.5《橋梁焊接規(guī)范》或AWSD1.1《結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》的要求。所有對(duì)接焊縫和翼緣-腹板的焊縫用自動(dòng)的埋弧焊制作。其它焊縫采用氣體保護(hù)焊，焊條選用美國(guó)低氫ASTM E-70型。焊接區(qū)域的焊屑、焊渣清除采用打磨或噴砂處理。焊后去除襯板，磨平表面。焊接中未使用塞焊縫。焊縫無(wú)損檢測(cè)按照美國(guó)AWSD1.5標(biāo)準(zhǔn)中第6和第7部分要求執(zhí)行。

焊縫質(zhì)量符合AWSD1.5《橋梁焊接規(guī)范》和德國(guó)DIN6700-5《鐵路車(chē)輛和車(chē)輛部件的焊接第5部分:質(zhì)量要求》。不合格焊縫返修時(shí)，可采用氣割、碳刨、砂輪打磨和機(jī)加工等方法去除焊縫缺陷，直至露出金屬光澤，并進(jìn)行表面裂紋磁粉探傷檢驗(yàn)，以確認(rèn)已徹底清除缺陷。返修的焊縫與原焊縫平滑過(guò)渡，尺寸符合設(shè)計(jì)圖紙要求，并按原焊縫質(zhì)量要求進(jìn)行檢查。

3.3 熱處理工藝

轉(zhuǎn)盤(pán)道岔中的道岔跑道梁需要進(jìn)行焊后清除應(yīng)力的熱處理。操作者應(yīng)按照批準(zhǔn)的工藝文件執(zhí)行。其熱處理工藝曲線見(jiàn)圖4。軸類(lèi)件按照產(chǎn)品具體要求進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，最終結(jié)果達(dá)到技術(shù)性能指標(biāo)。

圖4 熱處理工藝曲線

3.4 動(dòng)作測(cè)試

1)轉(zhuǎn)盤(pán)道岔檢查:手工轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)以測(cè)試轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度，扭力扳手測(cè)量框架旋轉(zhuǎn)扭矩，記錄實(shí)際數(shù)據(jù);

2)Y型道岔檢查:按照有關(guān)工藝操作文件，通過(guò)人工控制或液壓控制操作，進(jìn)行組裝調(diào)整和測(cè)試;道岔框在直線方向或曲線方向移進(jìn)和移出鎖銷(xiāo)的力要求不少于220 N，滾動(dòng)梁下的滾動(dòng)輪從解鎖處移動(dòng)到上鎖處的時(shí)間不能大于12 s。

3.5 油漆工藝

油漆之前應(yīng)完成所有的尺寸檢查和焊縫檢測(cè)，結(jié)果應(yīng)符合要求。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，APM線的道岔耐磨涂層要達(dá)到5年抗沖擊磨損要求，因此選材和制作工藝十分重要。油漆分底涂層、中間層和耐磨層三層，油漆之前需做配料試驗(yàn)，試驗(yàn)合格后方能進(jìn)行制作。

油漆材料選用Carboline 4744型高溫油漆、混凝土灰、環(huán)氧富鋅底漆、環(huán)氧聚酰氨漆和16號(hào)氧化鋁等，應(yīng)按照試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行配置。油漆前應(yīng)按照美國(guó)SSPC－SP1標(biāo)準(zhǔn)，用溶劑徹底清除被漆部件表面的全部油脂和污染物;按照美國(guó)SSPC-SP10標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行噴砂(拋丸)處理，用清潔干爽的壓縮空氣將表面的灰塵和砂粒吹凈。每一油漆涂層應(yīng)滿足美國(guó)ASTMD3359標(biāo)準(zhǔn)的要求，并按照油漆標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行附著力測(cè)試。

4 結(jié)語(yǔ)

世界上很多機(jī)場(chǎng)內(nèi)的客運(yùn)交通使用了APM線，龐巴迪的APM線在全球占有率達(dá)70%以上，具有極好的市場(chǎng)前景。在國(guó)內(nèi)，首都機(jī)場(chǎng)1號(hào)航機(jī)樓的APM線使用美國(guó)原裝進(jìn)口的專(zhuān)用道岔?，F(xiàn)在，戚墅堰公司作為龐巴迪公司APM線道岔產(chǎn)品指定合作生產(chǎn)伙伴，所生產(chǎn)的道岔已得到了用戶的好評(píng)。目前，首都機(jī)場(chǎng)2號(hào)航機(jī)樓、上海浦東機(jī)場(chǎng)和廣州地鐵部分線路都有計(jì)劃使用APM線，故APM線的專(zhuān)用道岔有著廣闊潛在市場(chǎng)。

戚墅堰公司APM線專(zhuān)用道岔已完成了生產(chǎn)試制，但還存在一些不足，今后的主要研究目標(biāo)為道岔生產(chǎn)制作規(guī)范化、道岔質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)化、道岔生產(chǎn)專(zhuān)業(yè)化和道岔產(chǎn)品系列化。

［1］王希.全自動(dòng)旅客捷運(yùn)(APM)系統(tǒng)提高機(jī)場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)效率［J］.廣東科技，2007(8):120.