張峻領(lǐng)，張茂帆，王孔明

（中國(guó)中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司科學(xué)技術(shù)研究院，四川成都 610031）

懸掛式軌道交通車(chē)輛檢修工藝及裝備研究

張峻領(lǐng)，張茂帆，王孔明

（中國(guó)中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司科學(xué)技術(shù)研究院，四川成都 610031）

懸掛式軌道交通制式與其他軌道交通形式存在較大的區(qū)別，傳統(tǒng)車(chē)輛檢修工藝及裝備已不適用于懸掛式軌道交通，因此，有必要對(duì)其進(jìn)行深入研究，以滿足應(yīng)用需求。以懸掛式軌道交通車(chē)輛構(gòu)造為基礎(chǔ)，首先對(duì)其檢修作業(yè)范圍進(jìn)行分解，在此基礎(chǔ)上完成檢修工藝和工藝裝備方案研究，望對(duì)未來(lái)懸掛式軌道交通車(chē)輛基地的設(shè)計(jì)有所幫助。

懸掛式軌道交通；檢修工藝；工藝裝備

近年來(lái)，為滿足國(guó)內(nèi)應(yīng)用需求，懸掛式軌道交通（圖 1）已逐步取得國(guó)內(nèi)業(yè)主認(rèn)可。2015 年 10 月，成都市金堂縣完成懸掛式軌道交通建設(shè)協(xié)議的簽訂。2016 年 1 月，九寨溝縣人民政府達(dá)成《九寨溝縣空中軌道交通項(xiàng)目戰(zhàn)略合作框架協(xié)議》。2016 年 1 月，黃果樹(shù)懸掛式軌道交通項(xiàng)目開(kāi)建。

圖 1 懸掛式軌道交通

懸掛式軌道交通作為一種軌道交通型式，其車(chē)輛制式、運(yùn)營(yíng)維護(hù)方式、檢修工藝均不同于其他傳統(tǒng)的軌道交通制式。因此，有必要對(duì)其系統(tǒng)進(jìn)行深入研究。本文主要針對(duì)其檢修工藝及裝備進(jìn)行研究。

由于懸掛式軌道交通制式與其他軌道交通形式存在較大的區(qū)別，傳統(tǒng)檢修工藝及裝備不適用于懸掛式軌道交通，本文以懸掛式軌道交通車(chē)輛構(gòu)造研究為基礎(chǔ)，首先對(duì)其檢修作業(yè)范圍進(jìn)行劃分，在此基礎(chǔ)上完成檢修工藝和工藝裝備方案研究。

1　懸掛式軌道交通車(chē)輛簡(jiǎn)述

懸掛式軌道交通利用道路上部空間設(shè)高架橋，高架橋采用梁軌合一模式，車(chē)輛轉(zhuǎn)向架設(shè)于箱梁內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛行走，基本型式如圖 2 所示。

圖 2 懸掛式軌道交通基本型式

懸掛式軌道交通車(chē)輛主要由車(chē)體和轉(zhuǎn)向架兩部分組成，如圖 3 所示。

圖 3 懸掛式軌道交通車(chē)輛

車(chē)輛轉(zhuǎn)向架由轉(zhuǎn)向架構(gòu)架、走行輪、導(dǎo)向輪、穩(wěn)定輪、電動(dòng)機(jī)等部分組成，與其他軌道交通轉(zhuǎn)向架相比，結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，且最大的區(qū)別在于懸掛式軌道交通車(chē)輛采用實(shí)心橡膠輪作為走行輪。轉(zhuǎn)向架基本結(jié)構(gòu)如圖 4 所示。

圖 4 轉(zhuǎn)向架基本結(jié)構(gòu)

與其他城市軌道交通車(chē)輛不同，懸掛式軌道交通車(chē)輛電氣設(shè)備均設(shè)于車(chē)輛頂部（非車(chē)輛底部），如圖 5 所示，電氣設(shè)備主要包含制冷裝置、牽引控制器、輔助電源、熔斷器等。

圖 5 車(chē)輛車(chē)頂設(shè)備布置

典型懸掛式軌道交通車(chē)輛主要參數(shù)如下。

（1）車(chē)輛基本尺寸參數(shù)。MC車(chē)體長(zhǎng)度 10 292 mm；M0車(chē)體長(zhǎng)度 9 340 mm；車(chē)體最大寬度 2 300 mm。3 節(jié)編組車(chē)輛編組形式 MC- M0-MC，總長(zhǎng)度約32 m。

（2）走行輪軸距 1 200 mm，輪距 360 mm，直徑518 mm。

（3）導(dǎo)向輪軸距 2 020 mm，輪距 500 mm，直徑280 mm。

（4）轉(zhuǎn)向架中心距 6 600 mm。

（5）轉(zhuǎn)向架重量 2 550 kg。

由以上參數(shù)可看出，懸掛式軌道交通車(chē)輛及其部件的尺寸和重量均遠(yuǎn)小于地鐵車(chē)輛。

2　車(chē)輛檢修指標(biāo)及檢修內(nèi)容

懸掛式軌道交通車(chē)輛檢修指標(biāo)及檢修內(nèi)容與跨坐式軌道交通類(lèi)似，可參照?qǐng)?zhí)行，根據(jù)參考文獻(xiàn)［1］ 提供的檢修指標(biāo)，提出懸掛式車(chē)輛修程，如表 1 所示。

表 1 懸掛式軌道交通車(chē)輛檢修修程及技術(shù)指標(biāo)

各修程作業(yè)內(nèi)容如下。

（1）全面檢修。系將車(chē)輛全部解體，即架車(chē)、解體、檢修。主要針對(duì)轉(zhuǎn)向架等進(jìn)行測(cè)量與整形，更換橡膠輪胎，對(duì)牽引電機(jī)、電器、電氣線路等部件全部進(jìn)行分解、修理、調(diào)試和試驗(yàn)，使其完全恢復(fù)技術(shù)性能；對(duì)車(chē)輛重新進(jìn)行油漆標(biāo)記；配件互換；對(duì)車(chē)體進(jìn)行重新組裝、靜調(diào)、動(dòng)態(tài)調(diào)試。

（2）重點(diǎn)檢修。架車(chē)，基本解體，檢修，主要是對(duì)轉(zhuǎn)向架、牽引電機(jī)、集電靴、制動(dòng)系統(tǒng)、車(chē)鉤、緩沖裝置、車(chē)門(mén)、各種電氣控制裝置等主要部件進(jìn)行分解、檢查、修理、互換、調(diào)試、試驗(yàn)。對(duì)儀器、儀表進(jìn)行校驗(yàn)。對(duì)車(chē)體及其余部件的技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行檢查修理，更換橡膠輪胎及故障部件并進(jìn)行試驗(yàn)。重點(diǎn)檢修后對(duì)車(chē)體進(jìn)行靜調(diào)和動(dòng)態(tài)調(diào)試。

（3）換輪。由于實(shí)心橡膠輪胎使用壽命大約 8 萬(wàn)～10 萬(wàn) km，通常建議車(chē)輛走行 10 萬(wàn) km 或運(yùn)行 1 年后更換實(shí)心橡膠輪。

（4）三月檢。主要是對(duì)轉(zhuǎn)向架、牽引電機(jī)及主要電器進(jìn)行全面細(xì)部檢查。對(duì)重點(diǎn)部件，如懸掛結(jié)構(gòu)、走行部分、受流器、空調(diào)、電氣控制系統(tǒng)、牽引、制動(dòng)等部件進(jìn)行檢查、修理、測(cè)試，更換損耗件，清洗空調(diào)的空氣濾清器，根據(jù)需要進(jìn)行蓄電池充電。

（5）列檢。對(duì)車(chē)輛走行部分、牽引傳動(dòng)系統(tǒng)、各種電氣裝置、制動(dòng)控制裝置的狀態(tài)進(jìn)行外觀檢查，更換損耗件。重點(diǎn)處理危及運(yùn)行安全的故障，確保行車(chē)安全。

圖 6 懸掛式軌道交通主要設(shè)備布置圖

3　檢修工藝及工藝裝備

由于懸掛式單軌交通車(chē)輛的特殊走行機(jī)構(gòu)，使其檢修工藝設(shè)計(jì)上與地鐵車(chē)輛有較大的差異。傳統(tǒng)地鐵車(chē)輛檢修模式，主要采用檢查坑用于走行機(jī)構(gòu)日常檢查；設(shè)架車(chē)機(jī)用于車(chē)輛與轉(zhuǎn)向架解體；采用起重機(jī)對(duì)車(chē)頂設(shè)備直接起吊和吊裝。以上模式均已不能適用于懸掛式軌道交通車(chē)輛的特殊走行機(jī)構(gòu)。

如圖 6 所示，懸掛式軌道交通車(chē)輛主要部件（如轉(zhuǎn)向架、牽引傳動(dòng)系統(tǒng)、車(chē)鉤、制動(dòng)系統(tǒng)等）均集中在車(chē)頂上方。故而，懸掛式軌道交通車(chē)輛的檢修作業(yè)需以車(chē)頂為主。為滿足車(chē)頂作業(yè)需求，需設(shè)計(jì)相應(yīng)的車(chē)頂作業(yè)平臺(tái)，替代傳統(tǒng)地鐵模式的檢查坑、架車(chē)機(jī)等工藝裝備，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛日常檢修、部件更換、架車(chē)作業(yè)等功能。

因此，本文將以車(chē)頂作業(yè)平臺(tái)作為基礎(chǔ)，全面分析懸掛式軌道交通車(chē)輛的檢修工藝及相應(yīng)的工藝裝備。

3.1車(chē)頂作業(yè)平臺(tái)基本功能及工藝設(shè)計(jì)

懸掛式軌道交通車(chē)輛運(yùn)行于正線時(shí)系統(tǒng)采用箱型梁結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)向架全封閉于箱型梁內(nèi)。車(chē)輛入庫(kù)后，為滿足轉(zhuǎn)向架檢修需求，需采用開(kāi)放式軌道，滿足列車(chē)走行的同時(shí)，可進(jìn)行轉(zhuǎn)向架檢修作業(yè)。本文建議的走行軌形式為雙 L 形軌道，如圖 7、圖 8 所示。L 形軌道主要由 2 部分組成：導(dǎo)向面和走行面。走行面用于承載列車(chē)走行輪在庫(kù)內(nèi)的走行，導(dǎo)向面用于限制轉(zhuǎn)向架下部導(dǎo)向輪的左右運(yùn)動(dòng)，達(dá)到庫(kù)內(nèi)列車(chē)運(yùn)行導(dǎo)向的作用。

圖 7 車(chē)頂作業(yè)平臺(tái)及走行軌

圖 8 車(chē)頂作業(yè)平臺(tái)布置簡(jiǎn)圖

車(chē)頂作業(yè)平臺(tái)在承載列車(chē)走行的同時(shí)，設(shè) 2 層平臺(tái)和 3 層平臺(tái)，3 層平臺(tái)主要用于轉(zhuǎn)向架檢修，2 層平臺(tái)主要用于車(chē)頂設(shè)備和轉(zhuǎn)向架下部懸掛系統(tǒng)檢修作業(yè)。雙L軌在端部與庫(kù)外箱型梁接口，庫(kù)外箱型梁的供電系統(tǒng)在尾部作絕緣處理，充分保證庫(kù)內(nèi)作業(yè)安全。

3.2列車(chē)停放及列檢作業(yè)工藝方案

3.2.1檢修工藝流程

列車(chē)停放及列檢作業(yè)流程：列車(chē)入庫(kù)→庫(kù)內(nèi)調(diào)車(chē)→列車(chē)停放→列檢。

3.2.2庫(kù)內(nèi)調(diào)車(chē)

通常地鐵列車(chē)在列車(chē)停車(chē)線設(shè)接觸網(wǎng)，列車(chē)靠自身動(dòng)力自走行入庫(kù)，入庫(kù)后主要通過(guò)檢查坑進(jìn)行車(chē)底檢查。但懸掛式軌道交通與之不同，轉(zhuǎn)向架與接觸網(wǎng)同設(shè)于車(chē)頂，接觸網(wǎng)入庫(kù)有極大的安全隱患，且不利于轉(zhuǎn)向架檢修作業(yè)。因此，通常不建議庫(kù)內(nèi)架設(shè)接觸網(wǎng)。

為滿足列車(chē)庫(kù)內(nèi)走行需求，結(jié)合懸掛式軌道交通車(chē)輛特點(diǎn)，可采用庫(kù)內(nèi)地面調(diào)拉設(shè)備滿足列車(chē)庫(kù)內(nèi)調(diào)車(chē)作業(yè)需求。調(diào)拉設(shè)備走行于地面，通過(guò)列車(chē)車(chē)鉤牽引列車(chē)前進(jìn)至停止位。懸掛式軌道交通車(chē)輛較輕，列車(chē)起動(dòng)阻力不超過(guò) 40 kN，以電機(jī)作為動(dòng)力的小型地面車(chē)輛足以滿足牽引需求。調(diào)拉設(shè)備及調(diào)拉列車(chē)如圖 9 所示。

3.2.3列檢

對(duì)于懸掛式軌道交通車(chē)輛，列檢作業(yè)重點(diǎn)是車(chē)輛頂部裝置的外觀檢查并更換損耗件。因此，設(shè)置走行軌和作業(yè)平臺(tái)，一方面承擔(dān)列車(chē)日常停放的功能，另一方面可完全滿足日常檢修作業(yè)需求。

（1）轉(zhuǎn)向架檢修作業(yè)。為滿足作業(yè)需求，作業(yè)平臺(tái)的導(dǎo)向面需具備局部拆除功能，以保證有足夠的作業(yè)空間利于轉(zhuǎn)向架檢修作業(yè)。

（2）其他電氣系統(tǒng)檢修作業(yè)。為滿足轉(zhuǎn)向架與車(chē)頂之間的所有電氣設(shè)備的檢修作業(yè)需求，需設(shè)置 2 層作業(yè)平臺(tái)，如圖 7 所示。2 層作業(yè)平臺(tái)設(shè)置伸縮板，方便檢修人員踏入車(chē)頂進(jìn)行檢修。

3.3換輪、三月檢及重點(diǎn)檢修作業(yè)工藝方案

換輪、三月檢和重點(diǎn)檢修的主要工作均為部件更換，由于轉(zhuǎn)向架的特殊結(jié)構(gòu)，部分部件的更換（如輪對(duì)）需架車(chē)作業(yè)，其他部件需采用起重機(jī)進(jìn)行起吊作業(yè)。

結(jié)合車(chē)頂作業(yè)平臺(tái)的特殊結(jié)構(gòu)，架車(chē)作業(yè)可利用車(chē)頂作業(yè)平臺(tái)的支撐結(jié)構(gòu)，通過(guò)安裝相應(yīng)的懸吊設(shè)備，實(shí)現(xiàn)架車(chē)，如圖 10 所示。通過(guò)在車(chē)頂作業(yè)平臺(tái)的縱向橫梁上安裝吊臂和螺桿的方式，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向架及車(chē)體的整體起吊，在此基礎(chǔ)上可進(jìn)行各項(xiàng)部件更換作業(yè)。在輪對(duì)更換時(shí)，首先對(duì)作業(yè)臺(tái)位的導(dǎo)向軌進(jìn)行拆卸，然后將螺桿、吊臂與轉(zhuǎn)向架進(jìn)行連接，轉(zhuǎn)向架（含車(chē)體）通過(guò)螺桿運(yùn)動(dòng)起升后即可完成輪對(duì)的更換。

3.4全面檢修

3.4.1檢修工藝流程

全面檢修工藝流程：列車(chē)入庫(kù)→車(chē)頂設(shè)備拆卸起吊→列車(chē)解編→轉(zhuǎn)向架拆解運(yùn)輸→車(chē)體運(yùn)輸→部件檢修及車(chē)體組裝。

按以上工藝流程拆解完成后，轉(zhuǎn)向架、車(chē)體、車(chē)頂設(shè)備分別運(yùn)輸至轉(zhuǎn)向架檢修間、車(chē)體檢修間和電氣設(shè)備檢修間。

3.4.2工藝方案及裝備

全面檢修工藝仍需以車(chē)頂作業(yè)平臺(tái)作為基礎(chǔ)完成相關(guān)作業(yè)，如圖 11 所示。

（1）車(chē)頂設(shè)備起吊。列車(chē)在高架作業(yè)平臺(tái)停車(chē)后，為滿足設(shè)備起吊需求，各轉(zhuǎn)向架之間的走行軌、作業(yè)平臺(tái)均需完全打開(kāi)，便于車(chē)頂設(shè)備起吊，如圖 12 所示。

（2）列車(chē)解編。設(shè)備起吊完畢后，關(guān)閉設(shè)備起吊口，列車(chē)解編，并將解編車(chē)輛調(diào)拉至平臺(tái)端部，車(chē)輛調(diào)拉可采用地面調(diào)拉設(shè)備。

（3）車(chē)體與轉(zhuǎn)向架分解。在車(chē)體與轉(zhuǎn)向架分解前，采用托盤(pán)車(chē)托住車(chē)體，如圖 11 所示。托盤(pán)車(chē)設(shè)舉升平臺(tái)，2 個(gè)托盤(pán)車(chē)同步舉升實(shí)現(xiàn)車(chē)輛走行輪與走行軌面的分離，分離之后可進(jìn)行轉(zhuǎn)向架拆解作業(yè)。然后通過(guò) 2 個(gè)托盤(pán)車(chē)的同步運(yùn)動(dòng)將車(chē)體平移至車(chē)頂作業(yè)平臺(tái)外側(cè)；同時(shí)，通過(guò)天車(chē)完成轉(zhuǎn)向架的起吊作業(yè)。最終實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向架與車(chē)體的分解作業(yè)。

圖 9 調(diào)拉設(shè)備及列車(chē)調(diào)拉

圖 10 架車(chē)作業(yè)

托盤(pán)車(chē)需滿足以下功能需求：①兩托盤(pán)車(chē)同步舉升，舉升高度誤差不得過(guò)大，需保證車(chē)體的平穩(wěn)性；②兩托盤(pán)車(chē)前進(jìn)、后退速度和方向一致，且保證車(chē)體平穩(wěn)運(yùn)輸。近幾年，自動(dòng)控制技術(shù)飛速發(fā)展，滿足該功能的設(shè)備較多，如應(yīng)用于航空領(lǐng)域的重載全向移動(dòng)平臺(tái)車(chē)等。

（4）轉(zhuǎn)向架起吊作業(yè)。轉(zhuǎn)向架與車(chē)體分解后，將轉(zhuǎn)向架推送至 3 層平臺(tái)端部，通過(guò)起重機(jī)將其起吊至地面。

（5）部件檢修及車(chē)體組裝。車(chē)體、轉(zhuǎn)向架、車(chē)頂設(shè)備拆解完畢后，分別運(yùn)輸至檢修車(chē)間進(jìn)行檢修。各部件檢修完畢后，可按以上工藝流程的逆向過(guò)程完成車(chē)體組裝。

圖 11 全面檢修作業(yè)工藝流程

圖 12 車(chē)頂設(shè)備起吊

4　結(jié)束語(yǔ)

本文結(jié)合懸掛式軌道交通車(chē)輛的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)車(chē)輛檢修工藝進(jìn)行了系統(tǒng)研究，同時(shí)提出了車(chē)頂作業(yè)平臺(tái)、地面調(diào)拉設(shè)備、托盤(pán)車(chē)等新型工藝裝備。這些工藝裝備在懸掛式軌道交通車(chē)輛的檢修作業(yè)中將是不可或缺的組成部分，本文限于篇幅原因?qū)ζ涿枋霾槐M完善，隨著懸掛式軌道交通的進(jìn)一步發(fā)展，將對(duì)其展開(kāi)進(jìn)一步研究工作。

以上檢修工藝方案可能不盡完美，但望就此研究拋磚引玉，推動(dòng)懸掛式軌道交通車(chē)輛檢修工藝的深入發(fā)展。

［1］ 曹克非. 跨座式單軌車(chē)輛段工藝設(shè)計(jì)研究［J］. 鐵道工程學(xué)報(bào)，2008，25（2）：94-96，103.

［2］ 薄海青. 懸掛式單軌交通車(chē)輛檢修工藝及關(guān)鍵設(shè)備探討［J］. 鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2013（1）：121-126.

責(zé)任編輯 冒一平

Study on Vehicle Maintenance Technology and Equipment of Suspension Rail Transit

Zhang Junling， Zhang Maofan， Wang Kongming

The suspension rail transit system has a very big difference comparing with other rail modes， and the traditional vehicle maintenance technology and equipment are no more suitable for suspension rail transit， therefore， it is necessary to carry out further study. On the basis of the suspension rail vehicle structure， the vehicle maintenance working range is decomposed. Therefore the solutions for maintenance technology and equipment are fi nalized.

suspended rail vehicle， maintenance technology， technical equipment

U232 : U269.32

2016-03-21

四川省科技支撐項(xiàng)目（2016GZ0337）

張峻領(lǐng)（1986—），男，工程師