何 勇

(中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司機(jī)械動(dòng)力設(shè)計(jì)研究院，北京 100055)

1 概述

新建山西中南部鐵路通道是我國(guó)首條30 t軸重重載鐵路，是目前國(guó)內(nèi)最大軸重運(yùn)營(yíng)線路，將運(yùn)行C96型30 t軸重新型運(yùn)煤專用車輛。新建日照南貨車車輛段是山西中南部鐵路通道的唯一車輛檢修基地，負(fù)責(zé)本線運(yùn)營(yíng)車輛的運(yùn)用、檢修作業(yè)。日照南站為山西中南部通道鐵路的設(shè)計(jì)終點(diǎn)站，位于山東省日照市東港區(qū)裴家村南側(cè)，線路走向由西向東，與北側(cè)沿海路平行布置[1]。車輛段設(shè)計(jì)規(guī)模為段修4線24臺(tái)位，站修3線18臺(tái)位。作為該線唯一的車輛檢修基地，以本線運(yùn)行的C96型30t軸重新型運(yùn)煤專用車輛的檢修為主，兼顧C(jī)64、C70、C80車型的檢修。C96型車與C64(軸重21 t)、C70(軸重23 t)、C80車型(軸重25 t)在車體、轉(zhuǎn)向架、車鉤、制動(dòng)裝置、輪軸等部件組成、尺寸和材質(zhì)上均有差異。故在總平面布置、主要檢修車間檢修工藝布局、工裝設(shè)備配置上需充分考慮C96型30 t軸重車輛檢修工藝要求以及其他通用車型的檢修需求。

2 C96型30t軸重車輛檢修工藝適應(yīng)性分析

2.1 貨車段修檢修工藝流程[2](圖1)

2.2 C96型敞車與C64、C70、C80型敞車相關(guān)技術(shù)參數(shù)比較(表1)

圖1 鐵路貨車段修檢修工藝流程

序號(hào)主要參數(shù)C64C70C80C961載重/t617080962軸重/t212325303自重/t2323.8≤20244容積/m373.377871105車輛全長(zhǎng)/mm134301397612000136006車輛定距/mm87009210820098007車體最大高度/mm31493143379338008車體最大寬度/mm32423242318431809底板面高/mm10881083浴盆底面距軌面高(空車)267雙浴盆10車鉤型號(hào)13A/13B16/17/牽引桿16/17/牽引桿16/17/牽引桿11緩沖器型號(hào)MT-3MT-2MT-2HM-112轉(zhuǎn)向架型號(hào)轉(zhuǎn)K2轉(zhuǎn)K5或轉(zhuǎn)K6轉(zhuǎn)K5或轉(zhuǎn)K6DZ4型/DZ5型13輪軸型號(hào)RD2RE2BRE2BRF214車體主要材料耐候鋼高強(qiáng)度鋼不銹鋼/鋁合金T4003不銹鋼/S450AW耐腐蝕鋼

2.3 C96型敞車與C64、C70、C80型敞車修程修制對(duì)比分析

按照目前的段修規(guī)程規(guī)定，C64型車段修周期為1.5年，廠修周期為6年，新造C70、C80型車段修周期為2年，廠修周期為8年[3]；根據(jù)車輛制造廠資料，C96型車段修周期為2年，廠修周期為8年。從修程修制看，C96型車與C70、C80型車相同，C96型車段修循環(huán)系數(shù)采用規(guī)范中規(guī)定的0.56[4]。

2.4 C96型30 t軸重車輛檢修工藝適應(yīng)性分析

通過對(duì)以上鐵路貨車段修檢修工藝流程、修程修制及C96與C64、C70、C80型敞車技術(shù)參數(shù)的分析研究，C96型車與其他車型主要是車體尺寸、材質(zhì)、架車定距、轉(zhuǎn)向架型號(hào)、車鉤緩沖器型號(hào)、輪軸型號(hào)、制動(dòng)裝置型號(hào)存在差異，因此對(duì)應(yīng)的檢修工藝流程及配備的檢修工裝在適應(yīng)主型C96敞車需要的同時(shí)，需適應(yīng)C64、C70、C80型車檢修需要。

3 總平面布置

日照南車輛段布置于日照南站東北側(cè)，市政沿海路與日照南車場(chǎng)之間。擬建車輛段用地范圍內(nèi)有2條南北向泄洪通道，針對(duì)場(chǎng)地地形、地質(zhì)、水文、通風(fēng)等條件，綜合考慮泄洪通道的長(zhǎng)度、位置、寬度等因素，根據(jù)車輛段的作業(yè)需要，整體上分為兩個(gè)區(qū)域：將辦公、生活區(qū)設(shè)在西泄洪通道的西側(cè)，將主要生產(chǎn)區(qū)設(shè)在兩處泄洪通道中間，避免將車輛段房屋、道路設(shè)于泄洪通道上方，以減少涵洞工程量[5]。

主要生產(chǎn)區(qū)設(shè)置于兩處泄洪通道中間，組合車庫設(shè)在西泄洪通道的東側(cè)，四周設(shè)環(huán)形道路[6]，在組合車庫南側(cè)由南往北依次布置3條長(zhǎng)存車線，每條存車線有效長(zhǎng)達(dá)840 m，山西中南部鐵路通道為整列固定編組、整列裝車、卸車、車型也較為單一，可進(jìn)行整列扣車，段內(nèi)設(shè)置長(zhǎng)存車線，可滿足5 000 t編組C96列車整列存放。

其他的輔助生產(chǎn)車間、材料存放庫、動(dòng)力設(shè)施以組合車庫為中心布置，利于工藝組織、方便生產(chǎn)[7]。將辦公、生活區(qū)設(shè)在泄洪通道西側(cè)獨(dú)立的生活區(qū)域，與生產(chǎn)區(qū)域互不干擾。設(shè)置化驗(yàn)及辦公樓、單身宿舍、職工食堂浴室必要的辦公生活設(shè)施[8]。日照南車輛段總平面布置見圖2。

圖2 日照南車輛段總平面布置

4 C96型30 t軸重車輛檢修工藝適應(yīng)性研究

4.1 架車定距的確定

在修車庫中設(shè)置有風(fēng)動(dòng)架車機(jī)，對(duì)車體進(jìn)行架車作業(yè)，以推出轉(zhuǎn)向架、進(jìn)行車體檢修作業(yè)。根據(jù)C96車型資料，C96車輛定距為9.8 m，C64、C70、C80車輛定距分別為8.7、9.21、8.2 m，架車寬度基本相同(2.9～3.0 m)[9]。在車體枕梁兩端下側(cè)梁下部共裝有4塊頂車墊板，當(dāng)車輛出現(xiàn)故障需升起車體時(shí)，利用架車機(jī)或千斤頂?shù)茸饔迷陧斳噳|板上將車體頂起。

由于各種車型車輛定距各不相同，在車體架車作業(yè)時(shí)，需根據(jù)檢修車型確定架車機(jī)距離。由于本段以檢修C96型車為主，兼顧其他車型，故在設(shè)計(jì)中修車庫四股道中北側(cè)三線18臺(tái)位架車機(jī)定距按9.8 m設(shè)置(每臺(tái)位4臺(tái))，南側(cè)一線6臺(tái)位布置雙架車機(jī)(每臺(tái)位6臺(tái))，定距分別為9.8 m和8.2 m。9.8 m定距的架車機(jī)兼顧C(jī)96、C70車的架車作業(yè)，8.2 m定距的架車機(jī)兼顧C(jī)80、C64車的架車作業(yè)[10]。修車庫架車機(jī)布置見圖3。

圖3 修車庫架車機(jī)布置(單位：mm)

4.2 修車庫工裝設(shè)備配置適應(yīng)研究

C96型車采用有中梁、雙浴盆、外置側(cè)柱的車體結(jié)構(gòu)，底架主要承載梁件采用Q450NQR1高強(qiáng)度耐候鋼，與煤炭接觸的側(cè)墻、端墻、地板、浴盆等部位采用T4003不銹鋼或S450AW型耐腐蝕鋼，以提高車輛強(qiáng)度和耐腐蝕性能，延長(zhǎng)使用壽命。全面采用拉鉚釘和非金屬磨耗件、可拆卸金屬磨耗件，消除金屬摩擦副，以提高車輛可靠性和使用性能，方便運(yùn)用檢修。針對(duì)這些車型特點(diǎn)，設(shè)計(jì)中在修車庫配置新型車體整形機(jī)(適應(yīng)不銹鋼車體)、氣體保護(hù)電焊機(jī)、拉鉚釘機(jī)、破拆機(jī)等工裝[11]，以適應(yīng)C96新型車體的檢修需求，并兼顧其他車型的檢修。

4.3 轉(zhuǎn)向架間工藝及工裝設(shè)備配置適應(yīng)研究

C96型車采用30t軸重DZ4型交叉支撐轉(zhuǎn)向架或DZ5型擺動(dòng)式轉(zhuǎn)向架。此型轉(zhuǎn)向架采用B+級(jí)鑄鋼搖枕、側(cè)架，側(cè)架實(shí)現(xiàn)無選配組裝；采用輾鋼或鑄鋼車輪、352132A型軸承；中央懸掛采用兩級(jí)剛度彈簧、組合式斜楔；交叉支撐式轉(zhuǎn)向架采用交叉支撐裝置和軸箱彈性定位裝置，采用支撐座、橫跨梁托座鑄造一體側(cè)架，一系采用TJC-1型八字形軸箱橡膠墊，采用具有垂向壓縮限位、縱向消除間隙功能的CJC系列雙作用彈性旁承；擺動(dòng)式轉(zhuǎn)向架采用下擺動(dòng)裝置和軸箱彈性定位裝置；轉(zhuǎn)向架磨耗件采用無焊接方式組裝；采用BAB-1型或DAB-1型轉(zhuǎn)向架集成制動(dòng)裝置，瓦托及閘瓦具有防誤裝功能，采用高摩合成閘瓦。

C64、C70、C80車型轉(zhuǎn)向架主要采用K2、K6或轉(zhuǎn)K5型轉(zhuǎn)向架[12]。綜合分析各型轉(zhuǎn)向架在部件、尺寸和材質(zhì)上的差異，本次設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向架間內(nèi)設(shè)置有一條兩進(jìn)一出的環(huán)形懸掛構(gòu)架檢修流水線，在流水線工位布局、設(shè)備配置中充分考慮C96車DZ4型及DZ5型轉(zhuǎn)向架檢修特點(diǎn)。具體適應(yīng)性設(shè)計(jì)為：空中小車夾具夾持位置適應(yīng)各車型構(gòu)架(搖枕中部側(cè)腔)[13]；增設(shè)彈簧托板、搖動(dòng)座分解、檢查、修理、組裝工位，滿足DZ5型擺動(dòng)式轉(zhuǎn)向架彈簧托板和搖動(dòng)座的檢修需要；增設(shè)軸箱懸掛裝置(由SF-1型承載鞍、TBS-1型軸箱橡膠彈簧、TBZ-1型軸箱縱向彈性墊組成)分解、檢查、組裝工位；同時(shí)在內(nèi)、外圓彈簧、斜楔、交叉桿、集成制動(dòng)裝置、構(gòu)架翻轉(zhuǎn)焊修等分解、檢修工位布置、工裝配置中以檢修D(zhuǎn)Z4型交叉支撐轉(zhuǎn)向架及DZ5型擺動(dòng)式轉(zhuǎn)向架為主，兼顧K2、K6、K5型轉(zhuǎn)向架的檢修。

4.4 輪軸間工裝設(shè)備配置適應(yīng)研究

C96型車采用30 t軸重轉(zhuǎn)向架，配套采用的重載輪對(duì)軸型為RF2型車軸，車輪型號(hào)為HFS型，直徑為915 mm；K2轉(zhuǎn)向架采用的輪對(duì)軸型為RD軸，車輪直徑為840 mm；K6、K5型轉(zhuǎn)向架采用的輪對(duì)軸型為RE軸，車輪直徑為840 mm[14]。各型輪對(duì)的車軸、車輪尺寸均不同，在輪軸間工藝流水線布局及設(shè)備配置中，如輪對(duì)尺寸自動(dòng)測(cè)量機(jī)、輪對(duì)熒光磁粉探傷機(jī)、超聲波探傷機(jī)、車輪車床、軸承壓裝機(jī)等設(shè)備的選型、配置中，以檢修C96型車輪對(duì)為主，各設(shè)備檢測(cè)、探傷、鏇修范圍可兼顧其他車型輪對(duì)。

同時(shí)考慮到輪軸檢修流水線上各設(shè)備雖可兼容RD、RE、RF2各型輪對(duì)，但需進(jìn)行調(diào)試轉(zhuǎn)換，而調(diào)試工作較為費(fèi)時(shí)、麻煩，需進(jìn)行校對(duì)，故在設(shè)計(jì)中考慮將3條輪對(duì)檢測(cè)、探傷流水線分別針對(duì)RD、RE、RF2型輪對(duì)進(jìn)行設(shè)定，以減少調(diào)試轉(zhuǎn)換工作，提高檢修效率，生產(chǎn)過程中根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)安排情況進(jìn)行調(diào)整。

4.5 制動(dòng)梁檢修間工裝設(shè)備配置適應(yīng)研究

C96型車每個(gè)轉(zhuǎn)向架裝用一套BAB-1型或DAB-1型轉(zhuǎn)向架集成制動(dòng)裝置，采用GM915D型閘瓦。BAB-1型集成制動(dòng)裝置主要由制動(dòng)梁、制動(dòng)缸、閘調(diào)器、制動(dòng)推桿和制動(dòng)杠桿等組成；DAB-1型集成制動(dòng)裝置主要由雙向作用制動(dòng)缸、組合式制動(dòng)梁、鍛造制動(dòng)杠桿等組成。C64、C70、C80車型轉(zhuǎn)向架一般采用中拉桿式制動(dòng)裝置，主要由制動(dòng)梁、鍛造制動(dòng)杠桿、鍛造中拉桿、高摩合閘瓦等組成。綜合分析各型制動(dòng)裝置在部件組成上的差異，在制動(dòng)梁分解工位、制動(dòng)梁檢修流水線布置中增加BAB-1型和DAB-1型集成制動(dòng)裝置雙向作用制動(dòng)缸、閘調(diào)器的分解、檢查、組裝工位及相應(yīng)工裝設(shè)備[15]。

4.6 鉤緩間工裝設(shè)備配置適應(yīng)研究

C96型車采用整體鑄造牽引梁、高強(qiáng)度車鉤、大容量緩沖器、鍛造鉤尾框、120-1型電空制動(dòng)閥、轉(zhuǎn)向架集成制動(dòng)等重載技術(shù)，滿足單列編組總重1萬t、動(dòng)力分散牽引2～3萬t列車運(yùn)輸要求。在1位端采用E級(jí)鋼16型車鉤、16型鍛造鉤尾框，2位端采用E級(jí)鋼17型車鉤、17型鍛造鉤尾框，采用HM-1型緩沖器，加厚型鉤舌、合金鋼鉤尾銷、含油尼龍鉤尾框托板磨耗板及防跳插銷。車輛采用兩輛車一組，車組內(nèi)車輛間采用RFC型牽引桿連接。

在鉤緩間工藝流水線及工裝設(shè)備配置中，配置牽引桿拆裝專用設(shè)備，16、17型車鉤鉤體分解組裝機(jī)，HM-1型緩沖器檢修線及壓裝機(jī)[16]，16、17型鍛造鉤尾框檢修線，16、17型車鉤檢修線(夾持裝置適應(yīng)各型車鉤)等工裝設(shè)備，以適應(yīng)C96新型車鉤緩裝置的檢修需求，并兼顧其他車型的檢修。

4.7 制動(dòng)室工裝設(shè)備配置適應(yīng)說明

C96型車采用的風(fēng)制動(dòng)裝置主要由120-1型空氣控制閥、KZW-A型空重車自動(dòng)調(diào)整裝置、儲(chǔ)風(fēng)缸、TZD-Ⅱ型脫軌自動(dòng)制動(dòng)裝置、組合式集塵器、球芯直端塞門、不銹鋼制動(dòng)管系及不銹鋼法蘭接頭等組成。在制動(dòng)室內(nèi)檢修流水線工藝布局中設(shè)置微控120閥試驗(yàn)臺(tái)、微控空重車試驗(yàn)臺(tái)、微控多閥試驗(yàn)臺(tái)等工裝設(shè)備，以適應(yīng)C96新型車制動(dòng)裝置的檢修需求，并兼顧其他車型的檢修。

5 結(jié)語

在日照南站新建貨車車輛段，作為山西中南部鐵路通道的唯一車輛檢修基地，可解決本線運(yùn)營(yíng)車輛的運(yùn)用、檢修。通過對(duì)C96型30t軸重車輛檢修工藝適應(yīng)性研究，并在各檢修車間工藝布局、工位設(shè)置、工裝設(shè)備配置中充分考慮，可滿足本線主要車型C96車檢修需要，同時(shí)可滿足其他通用車型 C64、C70、C80車檢修的需要。2017年7月，車輛段竣工投產(chǎn)，檢修能力可達(dá)39輛/d，達(dá)到了設(shè)計(jì)能力，提高了貨車車輛的檢修質(zhì)量，并有力保障了濟(jì)南局及晉豫魯鐵路通道的行車運(yùn)輸安全。